“工程癌症”——膨胀土

膨胀土是一种粘性土，含有较多的亲水性粘土矿物，吸水膨胀，遇水崩解或软化，失水收缩，抗冲刷性能差，这种具有较明显的胀缩性的土称为膨胀土。

膨胀土，在世界范围内广泛分布。在我国的广西、云南、湖北、安徽、四川、河南、山东等20多个省份均有分布。

膨胀土的特征：

（1）颜色有灰白、棕、红、黄、褐、及黑色；

（2）粒度成分中以粘土颗粒为主，一般在50%以上，最低也要大于30%，粉粒次之，砂粒最少；

（3）矿物成分中粘土矿物占优势，多为伊利石、蒙脱石，高岭石含量很少；

（4）胀缩强烈，膨胀时产生膨胀压力，收缩时形成收缩裂隙。长期反复胀缩使土体强度产生衰减；

（5）各种成因的大小裂隙发育；

（6）早期生成的膨胀土具有超固结性。胀缩变形特性引起巨大危害。

专家介绍，膨胀土是一类遇水膨胀变形、失水收缩开裂的黏性土，民间将其形象描述为“晴天一把刀，雨天一团糟”，它在环境干湿交替的作用下，体积会明显胀缩，强度会急剧衰减，性质极不稳定，素有工程“癌症”之称。

膨胀土其矿物组成多以伊利石、蒙脱石为主，夹少量的高岭石。这些亲水性的粘土矿物遇水膨胀，失水收缩，具有明显的胀缩性、多裂隙性、超固结性，以及强度减弱性。容易造成沉陷、溜塌、纵裂、坍塌等事故，已构成典型的地质灾害。

膨胀土的危害是潜在、长期和反复的，美国工程界称之为“隐藏的灾害”。据统计，美国每年用于解决膨胀土危害的成本高达几十亿美元，已超过洪水、飓风、地震和龙卷风所造成的损失之合。膨胀土能够破坏建筑物、公路、铁路、机场跑道、下水道、地下管线和水利灌溉系统的结构。很多破坏是由于膨胀土在设计和施工前未被确定，另一些情况则是低估了膨胀土的潜在危害性，导致工程完工后遭到破坏。

国外对膨胀土的研究开始于上世纪三十年代。在我国，从六十年代才开始对膨胀土进行研究，人们对膨胀土的研究进展缓慢，几十年来一直停留在对膨胀土判别和雨水浸入对膨胀土的影响等方面。

针对膨胀土路基问题，主要的工程处理方法有：

（1）换填法：最直接的手法就是将膨胀土层整体挖去，并将其换成力学性质好的土层。但这种方法成本较高，对环境影响也很大。

（2）物理化学改性：通过在膨胀土中加入改性剂，如石灰、水泥、粉煤灰等来改良膨胀土的性质。这些掺料可以有效的降低膨胀土的胀缩性，但施工拌合困难，对生态环境有一定的破坏。

（3）封闭包盖法：引起膨胀土问题的主要原因是干湿循环的气候作用。通过上覆其它土层对膨胀土进行封闭，阻隔大气循环作用，能够有效的解决膨胀土问题，且造价低，施工便利，环境友好。

（4）夹层法：采用膨胀土与砂性土夹层填筑的方法，可以使膨胀土与其上下砂层构成双层排水，及时排走膨胀土内部的水，提高土体强度。

随着我国工程建设技术的不断提高，曾经让工程人员闻之头疼的膨胀土问题，不断取得突破。2014年12月12日，南水北调工程中线正式通水，截至目前已安全输水两千余天。其全长近一千三百公里中，有大约三分之一是膨胀土地段。

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