论裂隙对膨胀土边坡稳定的影响

赵寅涛

(贵州省交通工程有限公司)

论裂隙对膨胀土边坡稳定的影响

赵寅涛

(贵州省交通工程有限公司)

首先分析了膨胀土的物理特性，然后重点分析了裂隙对膨胀土边坡稳定的影响，介绍了膨胀土边坡稳定加固措施。

膨胀土;物理特性;裂隙;稳定影响;加固措施

1 膨胀土

在分析裂隙对膨胀土边坡稳定的影响之前，势必要对膨胀土的物理特性进行分析。

1.1 膨胀干缩性

膨胀土中含有较多例如伊利石、蒙脱石等强亲水性粘土矿物质，膨胀土的土颗粒表面的结合水膜当土体浸水时容易增厚，从而引起土体膨胀，颗粒间距拉大。结合水膜当土体失水时容易减薄，从而引起土体缩小，颗粒间距缩小。膨胀土的膨胀力随着土体含水量的增减也产生相应的变化。

1.2 多裂隙性

膨胀土中的裂隙因为反复的干缩湿胀而发育较快。裂隙为地表水的浸入形成了通道，破坏土体的完整性和连续性，土体的软化及裂隙生成又因为水的浸入加速。

1.3 超固结性

膨胀土地层在地质历史上，与现在相比，曾受过更大的前期固结压力，使得膨胀土土体处于超固结状态。

1.4 膨胀潜势

按AASHO标准压密实验在室内得到膨胀潜势，把试样在最佳含水量时压密到最大容重后，使有侧限的试样浸水后，在一定的附加荷载下，再测定的膨胀百分率。膨胀量的大小主要取决于润湿程度等环境条件，此外还有水分的转移方式和润湿的持续时间等因素。预测结构物最大潜在膨胀量的系数称之为膨胀率。因此，在工程施工中，解决膨胀土问题的一个出发点，就是改造膨胀土周围的环境条件。

1.5 膨胀力

膨胀压力简称为膨胀力，一般而言，膨胀土试样到达最大限度后，为了恢复到到其初始体积而再加荷载称之为膨胀力。膨胀压力仅随干容重而变化，对某种给定的粘土来说是常数。

2 膨胀土边坡防护加固措施

2.1 人工换土或掺石灰粘土护面

人工换土或掺石灰粘土护面能保持膨胀土边坡较好的原状态，这是一种以封闭为主的防护措施。边坡土体中存在软弱夹层、强膨胀土层或节理较发育的裂隙时易被忽略，影响稳定效果。一般而言，自上而下开挖边坡，对边坡适当超挖(30 cm)，同时每2 m设作业平台，在边坡上砌石防护，并用非膨胀性粘土回填或掺石灰粘土回填拍实。该法适用于H＜10 m的中等或弱膨胀土边坡，必要时在边沟外侧设护脚矮挡土墙。

2.2 挖孔桩加固

可用挖孔桩加固强膨胀土、高边坡、界面清楚的裂隙面或者软弱夹层等，但是在施工过程中，还需再辅以其他防护措施，挖孔桩的设计(直径、间距)通过计算确定，考虑实际边坡情况后决定采取哪种方法。

2.3 土工格栅支护

将膨胀土边坡超挖到能够容纳压路机行走的宽度，分层铺设水平方向的土工格栅，并回填土层到坡顶面分层压实做柔性当墙。边坡表面采用铺草皮等其他坡面防护形式，也可用预制块防护，但是预制块最好预留栓孔，通过纤维与格栅相连。格栅层间间距可参照已有经验确定。一般当边坡高度小于8 m坡体土为中等或强膨胀时可考虑此方法。

2.4 人工草坡

人工草坡仅用于边坡高度小于6 m的弱膨胀土边坡防护，能实现及时对边坡面封闭。一般通过在网状格栅撒上粘土、种子，待长草后移到要防护的开挖边坡实现防护。

2.5 坡体排水综合防护

膨胀土边坡存在着较发育的裂隙面，坡面可采用砌石封闭达到防护目的。可在边坡上埋入一定数量的上方开小的塑料排水管，降低土体C、φ值，排出除裂隙逢里的水。

2.6 化学加固

膨胀土通过化学加固，可以改变膨胀土的性质，从而达到防护目的。

2.7 石灰改良或石灰土包围法

利用膨胀土与石灰的离子交换，改变膨胀土性质。打一定数量的孔，在膨胀土边坡孔内装入石灰，或者用一定厚度石灰土包围边坡，再用石灰土拍实坡顶面一定宽度，然后用预制块或植草皮防护。

2.8 高温改性处治

边坡顶面深3 m、宽6 m范围内，受大气影响较大，该处的失稳常引起整个边坡破坏，是边坡最初破坏的地方。针对此情况，在此范围打入一定数量连通的水平孔与垂直孔，使之达到一定程度温度(利用点火燃烧加热)时，膨胀土将失去膨胀性质，土体C、φ值得以提高，在坡顶面用石灰土拍实植草皮，从而起到防护与加固的目的。

［1］姚海林，郑少河.裂隙膨胀土边坡稳定性评价［J］.岩石力学与工程学报，2002，(2).

［2］姚海林，郑少河，陈守义.考虑裂隙及雨水入渗影响的膨胀土边坡稳定性分析［J］.岩土工程学报，2001，(5).

［3］孟黔灵.膨胀土的裂隙性对边坡稳定性的影响［J］.公路，2001，(1).

［4］潘宗俊，谢永利，杨晓华，李志峰 .基于吸力量测确定膨胀土活动带和裂隙深度［J］.工程地质学报，2006，(2).

U418.9

C

1008-3383(2014)03-0013-01

2013-10-16

赵寅涛(1986-)，男，贵州贵阳人，助理工程师，研究方向:公路施工。