【正文】 墻可有效增加邊坡的支襯作用。 膨脹土邊坡常見的防護與治 理措施 排水包括地表排水與地下排水，地表排水以防滲和攔截滑體以外地表水，及時旁引為原則；地下排水以盡快匯集，及時疏導引出為原則。 （ 3）邊溝：凡是膨脹土邊坡均必需設置邊溝，以排除坡面和路面水流，由于膨脹土邊坡變形與路基變形的特殊性，要求邊溝設置必須適應膨脹土路基 要求。一般將滲溝按主溝和支溝布置成地下水排水網(wǎng)系，將滑體內(nèi)的地下水由支溝引入主溝后，排出滑坡體外。由于坡面表土處于自然裸露狀態(tài)而易風化、浸水，因此，對膨脹土坡面的防護加固顯得特別重要，坡面防護的類型很多，主要應根據(jù)邊坡膨脹土類別及風化程度等特性合理選擇。生物防護是膨脹土路基邊坡綜合防治中的最重要一環(huán)。 （ 3）圬工防護 在膨脹土坡面防護中，常用的骨架護坡形式有方格護坡和拱形護坡以及人字形護坡等。骨架的作用在于支撐和分割坡面，消除坡面較大范圍內(nèi)的相互漸變牽引的影響，骨架的寬度及其間距，可視坡面土性調(diào)整，常用的骨架寬度為 ，間距 2～ 3m。① 干砌片石護坡調(diào)整坡面表土脹縮作 用，承受變形；② 漿砌片石護坡由于漿砌片護坡整體強度較高，自重較大，對于邊坡土體可以起到反壓和部分支擋作用，增加邊坡的穩(wěn)定性；③ 護面墻靠其自重、片石與砂漿的粘結力阻止坡面的膨脹變形，防沖刷性強，其缺點是由于雨水的浸入往往聚集在坡面表層，來不及蒸 發(fā)造成坡面土層軟化膨脹，易 造成較大的膨脹力，致使護坡變形開裂直至損壞，所以現(xiàn)在不宜采用護面墻。 擋土墻防護 擋土墻的設計是否符合膨脹土路基邊坡客觀條件，關系到邊坡治理費用和安全問題。擋土墻基礎埋深一般為大氣急驟影響深度以下 或根據(jù)坡面發(fā)現(xiàn)的滑移結構面情況確定。墻后應填砂礫料，砂礫厚度大于 50cm，目的在于調(diào)整、緩沖墻后膨脹力及其引起的應變量。對開裂的坡體，應回填非膨脹土夯實緊密，防止地表水下滲，擋墻則用強度較高的素砼，施工鋼?？善鸬脚R時的支襯作用。土質(zhì)松軟、承載力不夠的地 基，應先予以處理地基，基礎埋深通常要大于 1m，墻后填土性質(zhì)而定。 （ 5）坡頂（肩）墻：挖方路塹稱作坡頂墻， 填方路堤 則稱路肩墻。挖方邊坡變形量大且危害也較大的是邊坡底部和頂部的變形，頂部因路塹開挖，土體松馳，變形加劇，多形成張拉裂隙，進水后自重增加，土體膨脹導致滑坍。用抗滑樁來阻抗邊坡土體下滑和治理滑坡，具有施工方便、工期短、省工省料等優(yōu)點，是治理深層滑坡的有效方法之一。對于強膨脹土邊坡可采用錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土護坡等進行防治。剛性支護不允許被支護土體產(chǎn)生變形，而在干濕循環(huán)、水的作用下邊坡膨脹土體必然干縮濕脹，當土體的膨脹變形較大而 得不到釋放時，會產(chǎn)生很大的膨脹壓力使剛性支護破壞。若允許膨脹土的線膨脹量達 %，其膨脹力可比無膨脹時最大的膨脹力降低 25%左右。 膨脹土化學改良技術 改良原理 膨脹土主要成分為伊利石、蒙脫石、高嶺石，可用化學方法使之與 NH4+、 Mg2+、 Ca2+離子進行交換，改變膨脹土的性質(zhì)，從而起到防護目的。 Thompson（ 1966）認為石灰穩(wěn)定的一般過程為：陽離子的交換、凝聚與結塊、碳化作用與凝聚反應作用。 最佳化學試劑含量的確定 化學試劑含量的變化與改良土的物理力學指標的變化有兩種關系：一種是指標隨含量的增加呈單調(diào)增加或減少，如抗壓強度指標、塑限， PH 值等；另一種是隨含量的增加，指標有一最低值或最高值，如膨脹率、膨脹壓力、塑性指數(shù)、塑限等。當含量很小時（ 1％， 2％），固 化時間對土的膨脹率的影響可忽略不計。 ESR 膨脹土生態(tài)改性劑 ESR 膨脹土生態(tài)改性劑是一種復合的化學配方與少量帶有活性石灰摻配成的中性水溶液， PH 值界于 6～ 7 之間，無毒、無腐蝕性、不可燃、無污染。 ESR 是在水中電解出離子與土壤顆粒離子進行交換作用，從而達到將土壤改 性的目的，它與其它的膠合材料不同，自身與土粒并不結合，而且具有再生功能，它與土壤作用時其總量并沒有減少。同時 ESR 改性劑在 對膨脹土的改良中，摻配了少量石灰，使水分子離解成 H+、 OH，從而與土粒交換離子，使吸附在土粒上的水化學鍵破壞形成自由水，使石灰土形成鏈狀和網(wǎng)狀結構，加快反應和離子交換速度，水份通過重力，蒸發(fā)、壓實作用而排出，減弱其膨脹勢能，改變膨脹土顆粒結構特性，使土相互吸引形成團粒，導致土體永久性能的改變，增強土的強度。種草防護法是直接在邊坡上撒播草籽，經(jīng)澆水、保濕使之成活。當以防止坡面侵蝕為目的時，應采用易成活、生長快、根系發(fā)達、莖葉矮茂的多年生 耐旱草種；當以協(xié)調(diào)與周圍環(huán)境的關系為目的時，宜采用鄉(xiāng)土草種。經(jīng)常或長期浸水的路堤邊坡，種草不易生長，故不宜采用此法 。這是因為種植 土不僅肥力條件好，而且土壤中混有大量的雜草種 只要天氣條件合適，就能生長繁殖。植被還能緩和雨滴的沖擊，減少徑流量和流速，根系能夠束縛土壤顆粒，使土壤不易流失。所以植被防護必須在邊坡穩(wěn)定的基礎上使用，需要與工程防護 相合。 （ 2）在拱型骨架內(nèi)植草種效果好在拱型骨架內(nèi)植草，拱型 骨架起到支撐和加固作用，避免大面積的表面滑 塌，植被則有效地固結表土，能夠防止沖刷、局部塌陷和土塊崩落等，因此兩者的結合應用能很好地保護邊坡。 綜上所述，如果坡比合理，采取工程防護（矮擋墻、封閉式平臺、骨架護坡、表層土壤添加石灰等）措施，加上植被防護（在拱內(nèi)建立草皮），剛柔相濟（工程措施 為剛性結構，植被為柔性結構），能夠有效地防護膨脹土邊坡 。這樣，不僅膨脹土的不良性質(zhì)被改變，增加了穩(wěn)定性，而且植被能防止沖刷，進一步提高防護效果。 對于膨脹土邊坡，除了植草防護，還應輔以護肩與支撐，在路堤較高或土質(zhì)較差的地段 還應設置支撐骨架，土路肩予以封閉，這樣既可防止雨水浸入基層，又 防止路肩被沖蝕或邊坡的滑塌。植物的生長使得邊坡表面土壤成為一個整體，是一種柔性結構，能承首受膨脹土干縮濕脹引起的較小位移。 植被與膨脹土邊坡綜合防護 由于膨脹土干縮濕脹的特殊性，單一地采用剛性防護措施如漿砌片石護坡，在雨水的作用下，坡面上的保護層會發(fā)生鼓肚、開裂、變形、外擠等現(xiàn)象。 （ 2）在邊坡表面覆蓋種植土 膨脹土土質(zhì)差 ，不管是挖方還是填方植物生長都很困難，短時間內(nèi)難以形成自然植被。對不宜種草的坡面，可以先鋪一層 5～ 10cm 厚的種植土，再栽植或播種，但種植土與原坡面必須結合牢固。適用于坡面坡度不陡于 1∶ 坡高不大、坡面徑流流速緩慢、坡面沖刷輕微且適宜于草類生長的土質(zhì)邊坡。通過對膨脹土邊坡上植被的觀察，也可以判定其邊坡是否達到了穩(wěn)定或初步穩(wěn)定。 當 ESR 改性劑噴灑在土體上，通過滲透達到一定深度將該深度的膨脹土改性，還可以通過土體本身含水量經(jīng)土體毛細孔隙到達一定深度。即： [土壤膠體 ]n[M]n+ ＋ [X]n+ －－ [土壤膠體 ]n[X]n+＋ [M]n+ 而離解出來的陰離子則與土壤中鋁產(chǎn)生絡合作用： [土壤顆粒 ]＋ [Y]n－－ [侵蝕的土壤顆粒 ]3＋ [AIY]3n 鋁離子的樹脂絡合物 [AIY]3n 再與 [土壤膠體 ]n[X]n+作用，使樹脂得以再生： [AIY]3n＋［土壤膠體 ]n[X]n+－－ YnXn+[Al（土壤膠體）］ 總反應式： [土壤膠體 ]n[M]n+＋ [X]n+－－ Al[脫鋁的土壤膠體 ]＋ [M]n+ ESR 作用的結果是將吸附在土壤膠體表面的、非常容易水合的陽離子趕走，代之以水合度較低、粘結力較強的鋁離子及其水合物。例如同用 4％的石灰處理，固化 7d 的改良上的膨脹率大約比固化僅 1d 的小 20％。根據(jù)國內(nèi)外資料，從降低土的膨脹性來看，一般加入 2％～ 4％的化學試劑能使改良土的膨脹率和膨脹壓力達到最小；從提高土的強度來看，化學劑含量越高，改良土的強度越高。因此，石灰穩(wěn)定為兩個階段：第一階段包括粘土表面陽離子交換與凝聚過程；第二階段是從粘上礦物晶格分離二氧化硅和少量的氧化鋁。當天然粘土與二價的具有較低化合（親和）力的水離子發(fā)生交換時，就出現(xiàn)了膨脹粘上最有效 的化學穩(wěn)定。采用柔性支護處治膨脹土邊坡滑坍，是基于對膨脹土“三性”的認識和對膨脹土邊坡破壞規(guī)律 的了解。 柔性支護是指以化學改良、土工織物為主，輔以其它必要的綜合處理措施相結合的處理方案。它是目前最常用的處治方法。抗滑樁一般布置 2～ 3 排，為梅花型布置，以免滑體從樁間滑出。坡頂墻應在坡頂處未發(fā)生大的變形之前及時修建，若已有裂縫產(chǎn)生，則需將基 礎置于裂縫下起約 1m。路肩墻常作為補救措施之一。外墻直立，內(nèi)墻坡率 1 ∶ 0 .25～ 1 ∶ ，墻身高 ～ ，頂面寬不宜小于 1m，墻后應留 1～ 2m的平臺，松散土體應摻 5％～8％石灰后分層夯實且壓實度不得小于90％，并做好泄水孔和反濾層，以利排水。常與防滑滲溝、防滑坡面主骨架配合。 （ 2）路塹坡腳墻：一般用 10 號或 15 號素砼構筑。墻體寬度應視墻后填土的性質(zhì)以及膨脹土體的膨脹力和主動土壓力疊加計算而定。 （ 1）坡腳墻：用在坡腳，起穩(wěn)定坡腳土體的作用。其主要應用于兩方面：① 預防強膨脹土或中膨脹土的邊坡滑坡而采取的支擋措施；② 對于已發(fā)生滑動的邊坡進行治理支擋措施。應每隔 15～ 20m 設置一道主骨架，其埋深為 ～ ，且主骨架和其他骨架就象脊骨與肋骨的關系一樣起著支承、嵌鎖的作用，這樣做對坡面土體擾動較小，有利于邊坡的穩(wěn)定。用漿砌片石或砼預制塊做成方格或拱形護坡，正在得到大量的應用。工程實踐證明，水泥土的變形和強度、耐久性、抗干濕循環(huán)、抗?jié)B性、抗沖耐磨性等都達到工程要求。工程實踐證明生物防護不僅是個綠化美觀的問題，重要的是 可以通過植被，儲蓄和蒸發(fā)水分，調(diào)節(jié)坡中土的濕度，減少和降低干濕循環(huán)作用效應，從而增加坡面的防沖刷、防變形能力。滲溝的寬度 ，中對中間距 10m，兩支撐滲溝之間采用 50cm 厚干砌片石并設直徑100mmPVC 有孔排水管，支撐滲溝砌筑好后及時做好溝間的坡面防護。 （ 4）支撐滲溝：支撐滲溝整治膨脹土滑坡，用于疏導滑坡體內(nèi)地下水，效果顯著，是一種使用較普遍的排水措施。截水溝道數(shù)和深度，應視上游坡面匯水面積大小和邊坡坡頂上方是否有地表水體等而定。從環(huán)境和經(jīng)濟的角度，坡面防護宜采用圬工防護與生物防護相結的方案綜合治理。一般來說，中膨脹土邊坡只要不出現(xiàn)淺層滑動，其邊坡將是穩(wěn)定的。對膨脹土邊坡影響更為重要，必須做好全面和系統(tǒng)的排水工作。由于膨脹土性質(zhì)的復雜性，在利用表 1 進行膨 脹土判別分類時，易出現(xiàn)同一試樣不同指標屬于不同等級的情況，當出現(xiàn)此情況時，以 3 個及 3 個以上判別指標所屬等級判定膨脹 土膨脹潛勢等級。宜以反映膨 脹土基本特性的粒度成分、自由膨脹率、脹縮總率、 液限、塑限、塑性指數(shù)等試驗指標和膨脹土的宏觀 結構特征，以及粘土礦物成分等作為判別方法。因 此，在工程建設中膨脹土宜采用間接指標法進行分 類。 反映膨脹土基本性質(zhì)的指標還有膨脹力、最大線縮（體縮、膨脹）率、抗剪強度等。 (6) 礦物成分 不同類型、不同含量及其組合 而成的膨脹土也必然在物理化學、物理力學和物化力學性質(zhì)方面，反映出明顯的差異。不同粘土礦物成分的土粒具有不同的親水性能，其膨脹性也有顯著差異。因此，也可作為膨脹土的判別指標。對于工程具有較大實際意義的界限含水量，通常有液限、塑 限、縮限等 3 種定量指標。沒有一個單一指標能充分表述作為工程環(huán)境或工程結構體一部分的膨脹土的復雜性態(tài)；多指標判別往往易出現(xiàn)同一個土樣不同的指標屬于不同的等級，而難于歸類的問題。鐵道部 2022 年制定的行業(yè)標準 規(guī)定膨脹土的判別分為初判和詳判。標準吸濕含水量是在標準溫 度（通常為 25 ℃）和標準相對濕度（通常為 60 %）下，膨脹土試樣恒重后的含水量。譚羅榮教授提出了風干含 水量判別法，建立一種 新的 wf ～ wL 膨脹土判別分類圖。 (6) 南非威廉姆斯（ Williams）分類標準 [2]。這些指標對土的膨脹性和強度特性都有重要影 響，特別是比表面積能反映土體的主要粘土礦物，比表面積增大，顆粒表面自由能亦增加，顆粒與介 質(zhì)溶液之間作用更強，使顆粒間水化膜厚度增大 ,從而降低了土體強度。塑性圖系由 薩格蘭首先提出，后來李生林教授作了深入的研究，它是以塑性指數(shù)為縱軸，以液限為橫軸的直角坐標。 (2) 最大 脹縮