【摘 要】随着我国经济的发展，我国对于各种基础设施的建设的需求也越来越大，经济的发展对公共交通网络提出了更高的要求，这就是所谓的“要想富先修路”。而我国的膨胀土分布区域广，膨胀土每年都会对房屋建筑、铁路、公路、水利工程等造成巨大的破坏，想要保证经济的发展，就必须在施工中解决膨胀土问题。本文将对膨胀土的物理特性、压实特性、胀缩特性、力学与强度特性等方面进行研究，提出在路基施工中对膨胀土的处理措施，希望对铁路路基施工有所裨益。
【关键词】膨胀土；路基施工；特性；处治对策
膨胀土因其吸水膨胀软化、失水收缩干裂的特性，使得建在膨胀土地区的房屋建筑经常遭受巨大的损失，给人民群众的生命财产安全造成威胁。而随着我国经济的发展，对于各种基础设施建设的需求越来越大，解决膨胀土问题是当务之急。
1.膨胀土概述
膨胀土是一种土中黏土矿物主要由亲水矿物组成，具有吸水膨胀、软化、崩解和失水急剧收缩干裂，并能产生往复变形的黏性土。而我国是世界上膨胀土分布面积最广的地区之一，膨胀土对我国很多地区的建筑都造成了危害。铁路建设由于空间跨度大，也极易受到膨胀土的影响。膨胀土使铁路路基出现各种病害，严重影响了铁路的行车安全，还提高了养护成本。目前被广泛使用的改善膨胀土膨胀性的方法主要有掺加石灰或采用改性桩（石灰土桩、水泥土桩）加固边坡。
2.膨胀土压实性状
在同等压实功的作用下，土壤的干密度随着含水量的增加而提高。其原因是土壤中含水量较低时，土壤的结构为片架结构，土壤颗粒之间充斥的都是空气，这时候的土壤含水少，含气多。而在压实之后，土壤中的空气被挤压排出，土壤的相对含水量就升高了，土壤由片架结构变为了片堆结构，这时候土壤颗粒之间距离较小，而水分充当了润滑剂的作用，使得土壤更容易出现形变。
膨胀土中的水分不容易被挤出，水分产生的孔隙压力将抵消压实功的作用和，从而使得土壤的干密度随着含水量的增加而降低，因而想要达到最佳的压实效果，需要依据土壤的含水量进行压实工作。
3.膨胀土胀缩特性
膨胀土具有干缩湿胀特性，吸水膨胀时将对路基支挡建筑物产生膨胀力；膨胀土具有强度随干湿循环产生剧烈衰减的特性，其残余强度远低于峰值强度；受干湿循环影响强度剧烈衰减的层位为气候影响层。膨胀土的胀缩特性的本质是土壤的矿物成分以及微观结构的差异造成的，而影响土壤膨胀度的主要外在因素就是含水量。因此，对于膨胀土路基的边坡多从控制含水量入手，要尽可能使边坡土保持其湿度不产生大幅度的变化；且又要保持排水通畅。而对于膨胀土地区的路基基床，为避免膨胀土受气候影响，路基表层应全部换填，路基底层应采取换填或土质改良措施。
4.膨胀土基床的处理规定
4.1弱膨胀土路基基床处理规定
铁路路基施工必须满足一定的强度才能保证列车的正常行驶，而膨胀土既有较高的膨胀性又有较高的塑形，是不能达到基床土的规定标准的。因此对膨胀土基床要有处理措施。
膨胀土路堑基床处理应符合下列规定：
①基床表层应全部换填符合相应铁路等级标准要求的材料。
②基床底层应采取换填或土质改良措施。对弱膨胀土处理厚度，时速200km铁路不应小于1.0m，其他Ⅰ、Ⅱ级铁路不应小于0.5m。
膨胀土路堤基床处理应符合下列规定：
①路堤基床表层不得采用膨胀土或其他改良土填筑。
②基床底层采用膨胀土作填料时，应采取土质改良措施。
4.2弱膨胀土改良措施
利用石灰对弱膨胀土进行改性是目前常用的方法，因其原料便宜易得，而且改性效果较好，所以被广泛使用。在膨胀土中加入石灰进行改性处理，其实质是石灰与弱膨胀土中的蒙脱石、伊里石发生了离子交换，限制了蒙脱石等矿物质的胀缩性，改变了弱膨胀土的土壤结构。石灰遇到土壤中的水，产生了大量的钙离子，形成了富含氢氧化钙的土壤溶液，将各种离子吸附在土壤颗粒的周围，增加了土壤的密度，使得土壤颗粒之间不容易进行相对滑动。而处理后的土壤在遇水之后，也不会产生太大的形变。再者当膨胀土中加入石灰以后，其击实土样结构形态多为团粒较大的集粒结构和基质状结构，这类结构也不利于吸水膨胀，因而用石灰处理后的石灰土的膨胀性也就得到了改良。
目前多采用在膨胀土中掺加5%～8%的石灰来改良膨胀土。
5.弱膨胀土路基边坡处治对策
路基边坡破坏的原因之一是膨胀土的湿胀干缩，胀与缩都会降低土层的抗剪强度，而湿胀更是大幅度的降低抗剪强度，甚至使边坡破坏。因此，保持路基边坡稳定的重要措施之一是要尽可能使边坡土保持其湿度不产生大幅度的变化；且又要保持边坡排水畅通。为达到此目的，需加强坡面防护及地表、地下排水措施，使边坡土的含水量经常保持在硬塑至软塑之间。
对于路堑边坡当前使用较多的方法是修筑拱形骨架护坡，骨架内满铺草皮减少蒸发。如边坡局部有冲空或因溜坍形成坡面凹坑可采用干砌片石护坡嵌补。对于需要加强防护措施的地段，如立交桥、同一边坡上两级挡土墙间的边坡等可采用浆砌片石护坡防护。
6.小结
我国是世界上膨胀土分布面积最广的地区之一，膨胀土每年都会对我国的铁路路基造成巨大损伤，严重时影响了铁路路基的正常结构，威胁到人民群众的生命财产安全，不利于社会稳定。针对膨胀土危害重大的现状，本文对膨胀土的物理特性、压实特性、胀缩特性等方面进行研究，提出要保持路基土含水量，使含水量不发生大的变化，减少膨胀土的湿胀和干缩；对填筑路基的膨胀土掺加石灰进行改良。这样能够有效提高路基的强度，保证了路基的稳定，有效减少路基病害的发生。 [科]
【参考文献】
[4]蒋泽中.铁路路基膨胀土工程特性指标试验研究[J].西南交通大学学报，2013，48（5）：839-844，850.
