淺談土工布加固膨脹土地基

王培松

1湖北工業大學（432200） 2中鐵二十四局集團安徽工程公司（230011）

膨脹土廣泛分布于安徽、陜西等地區，由于新土沉降量大且不均勻、沉降穩定歷時長、沉降速度快，對建筑物的穩定性造成了一定影響。膨脹土隨著季節、氣候的變化，反復失水、吸水后會產生可逆性不均勻脹縮變形，導致路基不均勻下沉，重則使路基坍塌、滑坡，危及鐵路行車安全。隨著國家對鐵路行車的一次次提速,路基的穩定性指標也隨著提高。換填滲水土可以消除側向擠出，但不能避免雨水下滲后膨脹土吸水引起的不均勻變形。合肥樞紐工程L10聯絡線采用換填滲水土結合防水土工布的方法消除了這種鐵路路基病害，效果顯著。

1 工程概況

西安—南京鐵路西安至合肥段引入合肥樞紐Ⅰ類變更Ⅱ標段L10聯絡線路基位于合肥市北郊，線路全長7.124公里，沿線氣候溫暖濕潤，降水量充沛，施工地段地質:1）alQ3黏土，褐黃色硬塑，厚＞5m，滿足塑性指數大于17，自由膨脹率大于或等于40%,液限大于40%的指標，可判定為膨脹土，有遇水膨脹，失水后收縮開裂的特點，且其膨脹率不同，若處理不當極易產生滑動面，受外力震動或打擊，輕則基床表面軟化、翻漿導致路基下沉，重則路基坍塌、滑坡，危及行車安全。當邊坡受雨水沖刷時，土體變形后極易產生滑動面，造成土體大塊滑落甚至滑坡。因此，該路段地基處理成了施工的重點。

2 土工布的選擇及作用機理

2.1 土工布的選擇

根據工程要求,采用復合土工膜厚0.4mm的二布二膜PVC經編土工膜，其縱、橫向抗拉強度不小于20 kN;頂破強度不小于2.5 kN;滲透系數不大于10-11cm/s;最大延伸率不大于30%。土工布力學性能經試驗確定，以保證其質量。

2.2 土工布的作用機理[1]

近年來，土工布在鐵路工程中得到廣泛應用，其作用表現為以下4個方面。

2.2.1滲濾作用

土工布利用土工纖維的毛細作用和吸水性,將較低處的水吸上來，經過疏導流出，改善地基排水條件，縮短排水距離，增強地表水的排出。土工布的薄膜具有抗滲作用，防止雨水進入路基中心,避免了對路基的危害，保證路基的質量。

2.2.2隔離作用

隔離兩種以上或其他材料避免相互混雜產生不良效果；利用它良好的三維排水能力，可進行表面和深層排水。

2.2.3防水作用

不透水的土工布可以防止侵入土體或土工結構物，避免土中的含水量發生大的變化。

2.2.4加固補強地基作用

土工布較高的抗拉強度和較大的韌性,加筋改善土體,提高土的承載力，減少地基土不均勻沉降。其作用機理如圖1。當荷載作用時，地基土產生壓縮變形，土層中因壓縮擠出水分（孔隙水），由土工布滲出排走，土體發生排水固結，抗壓強度和穩定性相應提高，由于土工布的覆蓋作用，防止了因加載過大或過快造成土體被擠出現象。

3 施工

以合肥樞紐工程L10聯絡線膨脹土路基施工為例，介紹換填滲水土結合防水土工布的施工方法。

料源的選擇:考慮經濟及施工方便因素，料源應盡量確定在施工工點較近的地方,并要經土工試驗確定該填料符合設計及施工規范要求。

3.1 路基設計

3.2 施工工藝

土工布的鋪設采用人工配合機械完成,先用機械填挖至地基面設計標高以下60 cm處整平,按設計做好路拱及排水坡度（4%）。當最低面修整完畢后，先鋪設5 cm厚中粗砂,采用機械上料，人工攤鋪，保證厚度均勻一致，用壓路機碾壓密實平整，壓出橫向排水坡，然后再沿路基鋪展土工布，再鋪上5 cm厚中粗砂及0.5m厚A級填料（分兩層），進行碾壓。

挖方段應注意路基整平時不能超挖,避免土工布出現低洼不平影響排水，并按設計制作4%的線路橫坡，以利排水。

3.3 施工中注意事項

1）土工布上下填料必須嚴格控制在0.25 mm～2 mm，碾壓到位，防止穿破土工布。

2）在兩塊土工布接頭處,搭接長度不得小于30 cm，搭接順序為高位土工布壓在低位土工布下方。

3）施工中土工布必須拉平，不能有褶皺或坑洼，機械上料時，應在機械掉頭處加厚填筑以保護土工布不被損壞。

4）施工中發現土工布有損壞，應視嚴重程度修補或更換，修補范圍應超過裂口至少30 cm。

5）土工布施工前必須保證路基排水通暢，否則不透水土工布在降雨后將大量積水，影響路基質量。

4 使用效果及效益分析

1）采用機械配合人工進行土工布施工進度快，還可以降低成本，且能達到設計要求。

2）土工布結合滲水料作為路基施工，在排水良好的情況下，在土工布攤鋪完畢后,將減少降雨對路基施工的影響，加快施工進度，提高效益。

3）保證了工程質量，保證碾壓砂層的平順，特別對本工程中的路塹段，它快揭快封的特點，避免了因基床暴露時間太長而造成承載力下降的現象。

[1] 薛琪.土工布在膨脹土（巖）路基工程的應用[M]

[2] 劉漢東，路新景，霍瑞科主編.巖土力學（理論與工程實踐）[M].鄭州:黃河水利出版社，1997.405.407

[3] 劉杰.第三屆國際土工織物會議論文譯文[C].1998土的滲透穩定與滲流控制[M].第五章，設計反濾層的基本原理與方法