浅析沈阳地区膨胀土在工程建设中的影响

王 丹

(沈阳建材地质工程勘察院有限公司，辽宁 沈阳 110004)

膨胀土是指土中粘粒成分主要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特征的粘性土，是特殊性岩土中的一种。

1 膨胀土的分布及性质

沈阳地区膨胀土主要分布在大东区丘陵地貌地区，主要为粘土。场地具有下列工程地质特征：

(1) 土的裂隙发育，带有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填有灰白、灰绿等杂色粘土，自然条件下呈坚硬或硬塑状态。

(2) 多出露于二级或二级以上阶地、山前和盆地边缘的丘陵地带。地形较平坦，无明显自然陡坎。

(3) 常见有浅层滑坡、地裂，新开挖坑(槽)壁易发生坍塌等现象。

(4) 建筑物多呈“倒八字”、“X”或水平裂隙，裂隙随气候变化张开和闭合。

拟建工程位于沈阳市大东区东北大马路东侧，用地面积约0.51km2。场地地形起伏较大，存在开挖及填方施工，拟采用天然地基或管桩基础。项目勘察中膨胀土分布普遍，层厚不均匀，呈粘土状及砂质粘土状，一般为灰白—红褐色，切面光滑，饱和状态，一般为硬塑，干强度很高，韧性高，遇水软化，风干后出现大量微裂隙。粘土矿物以蒙脱石及伊利石为主。

拟建项目勘察过程中对粘土进行了室内试验及现场标准贯入试验，试验结果见下表。

室内试验及现场标准贯入试验结果

场地地形坡度为7～10°，同一建筑内局部地形高差最大为5m，为坡地场地。根据场地特征及自由膨胀率判定该粘土为膨胀土，其膨胀潜势为弱。膨胀土地基的胀缩等级为Ⅰ级。根据本地经验，地基承载力特征值为180kPa。

2 膨胀土对勘察、设计及施工的影响分析

2.1 膨胀土对勘察的影响

膨胀土作为特殊性岩土，在勘察、原位试验及评价过程需要注意以下问题：

(1) 对于膨胀土地区，勘探点数量应比非膨胀岩土地区适当增加。

(2) 勘探孔深度除满足基础埋深和附加应力的影响深度外，应超过大气影响深度。

(3) 由于膨胀土裂隙发育，取样过程应对所取的土样轻拿轻放，防止土样开裂。

(4) 由于膨胀土遇水软化膨胀，在钻探取样及标贯试验时不得向孔内注水，防止土体由于浸水使试验数据失真。

(5) 应采取Ⅰ、Ⅱ级土样。

2.2 膨胀土对设计的影响

由于膨胀土胀缩变形的不均性，易产生不均匀变形，故设计过程应注重总平面和竖向布置，采取消除或减小地基胀缩变形量及适应地基不均匀变形能力的建筑和结构措施，并明确施工和维护管理的要求。同时应考虑水平膨胀力对地下室外墙的作用。

2.3 膨胀土对施工的影响

拟建项目部分地段属挖方工程，开挖后部分膨胀土位于整平地面，在开挖后土体裸露于地面，应防止其风干开裂及遇水软化。对预制桩桩基础部分施工时，由于其承载力较高并具有水平膨胀力，不利于管桩施工，易造成桩体施工困难，达不到设计桩体入土深度。

3 膨胀土地基的处理及防治措施

(1) 在勘察过程中应查明膨胀岩土的分布及相应力学指标，保证数据真实可靠。

(2) 在设计过程中，建筑物选址宜避让膨胀性相差较大的土层，避开开裂地带。膨胀土地基处理可采用换土、土性改良及砂石、灰土垫层等方法。换土可采用非膨胀性土、灰土或改良土。土性改良可采用掺和水泥、石灰等材料。垫层可采用砂土、碎石等，并应做好防水隔水措施。

(3) 在施工过程中应分段开挖，开挖后应及时浇筑混凝土垫层，防止基坑风干收缩开裂或泡水膨胀软化，同时应避开雨季施工。必须在雨季施工时，应采取防渗隔水措施。在预制桩施工过程中可采取引孔施工，以达到设计要求，并进行桩基检测。

4 结语

沈阳大东区存在膨胀土，作为特殊性岩土的一种，应在勘察、设计、施工各阶段对其予以重视，可采用换土、土性改良及砂石、灰土垫层等方法对其进行地基处理，同时在施工过程中应防止其风干收缩和浸水膨胀软化，做好防水隔水措施。

[1]余颂.膨胀土判别与分类指标及方法研究[D].武汉：中国科学院研究生院，2006.

[2]李雄威，孔令伟，陈建斌，等.新开挖膨胀土边坡大气影响深度的现场试验[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版)，2010，29(1)：99-102.