膨胀土滑坡防治技术研究

膨胀土滑坡防治技术研究

根据某地膨胀土滑坡的调查、勘察和治理的工程实践，结合膨胀土的工程地质特性、及发生机理，对膨胀土斜坡的防治应贯彻“防止为主”的原则，综合治理的方法为宜。

1 前言

膨胀土是一种吸水膨胀，失水收缩，具有较大变形能力的特殊性粘土，膨胀土地区极易发生滑坡等地质灾害。某地膨胀土分布广泛，膨胀土给当地造成了巨大的经济损失。本文在多份当地膨胀土滑坡工程地质勘察报告及大量土工试验数据和有关资料的基础上，对膨胀土滑坡发生的原因、机理等进行了综合分析，并提出了相关防治措施。

2 预防膨胀土斜坡破坏的措施

针对膨胀土的工程地质特性，其措施主要以防水、防风化、防反复胀缩变形、防强度衰减为原则，对膨胀土斜坡的破坏进行预防。

2.1 防水

水不仅是膨胀土斜坡破坏及滑坡发生的直接诱发因素，而且是膨胀土胀缩循环的直接参与因素，在膨胀土斜坡发生滑坡中具有双重危害作用。为了防止膨胀土滑坡的发生，首先应先治水，即防止地表水和大气降水渗入斜坡土体，同时要及时疏导地下水。

排水防护措施是防止水流对坡面冲蚀和坡体的浸入，其方法主要是在斜坡周边及斜坡体上布设环形载水沟，沿坡面布置纵向向下的排水沟，在坡角设置排水沟及支撑渗沟(孔)等组成整体的防排水体系。这种方法在膨胀土斜防护中为常用的一种方法。

2.2 防风化

膨胀土的抗风化能力很低，尤其是地表浅层在大气风化营力作用下，容易形成风化软弱层，它构成斜坡土体破坏的潜在滑面。由于膨胀土反复吸水失水胀缩变形，并且形成胀缩变动带，导致膨胀土土体结构破坏，强度渐进降低衰减，从而产生膨胀土滑坡。

坡面防护加固措施是防风化，防止冲蚀，溜塌与胀缩变形，保护坡面稳定的作用。常用的有效方法是支撑渗沟、植被防护、坡面混凝土面板、浆砌石防护等。

2.3 换土

包括全部换填，部分掺合与外包换上等多种类型，这是膨胀土胀缩效应的特殊措施。对膨胀土地基进行换土垫层法，在某地膨胀土分布区建设中是一个已被采用，实践证明是行之有效、而且是较为经济的作法。在该地域膨胀土分布区修建的大量低层、多层建筑，在膨胀土地基处理时采用砂卵石层将膨胀土置换处理，或用三合土置换后人工夯实。经调查，近几年经过换土处理的地基，未出现基础变形、过房屋裂隙等现象，收到了很好的效果。

综上所述，预防膨胀土斜坡破坏的主要原则和方法是防水和防风化。其主要措施有排水防护，坡面防护加固，坡脚支挡和换土等。

3 膨胀土滑坡的治理措施

防治膨胀土滑坡发生，除积极采取以上预防措施外，对发生的膨胀土滑坡还需采取有效措施立即治理，才能防止滑坡灾害。根据膨胀土滑坡勘察和治理的实践，其治理方法主要有两个方面:一是排水，二是支挡。

3.1 排水

滑坡排水包括地表水与地下水两方面。地表排水以防渗和拦截滑体以外的地表水，以及时旁引为原则，防止地表水沿膨胀土风化裂隙下渗，地下水以尽快汇集及时疏导为原则。由于膨胀土的水文地质特性决定膨胀土中的地下水多为浅层裂隙水为主，而且极为不均一，所以膨胀土滑坡治理中，多采用综合排水措施。

首先要拦截流入被保护滑坡地段的地表水流。应在滑坡区外设置环形截水沟，将水旁引。

该截水沟的迎水面沟壁上应设置泄水孔，以排出部分地下水。在治理的滑坡体坡面上也应充分利用地形和自然沟谷，布置树枝状排水系统，以阻止地表水冲刷坡面和渗入地下，排水沟应用浆砌片石或混凝土衬砌铺垫，并定期疏通，防止堵塞。

排除地下水可使滑坡体土的含水量及其中的穿隙水压力降低，以增强抗滑力减小下滑力。地下水排水的措施较多，一般有截水沟、盲沟、水平钻孔、排水盲洞、集水井等。排水措施一般是与其它措施配合使用。

3.2 支挡

采用支挡工程治理膨胀土滑坡，也是一种常用的有效措施。由于膨胀土工程地质性质特殊，土体结构复杂，滑坡发生后及时采用支挡工程，可以减少土体平衡的破坏，限制土体的膨胀和风化，对及时稳定滑坡具有收效快的显著效果。但是，在膨胀土滑坡整治中使用支挡工程，必须勘察清楚滑坡性质，滑动面层次和位置及土体结构等，然后根据滑坡的具体情况，分别采用一级支挡或多级支挡。当斜坡较高大，滑面很多，而且一级支挡不能保证其稳定时，一般应采用台阶式分级设挡方案较为合适。最普遍使用的支挡措施是抗滑挡墙和抗滑桩。

3.2.1 抗滑挡墙，整治膨胀土滑坡的抗滑挡墙，常用有浆砌毛石挡墙，也有用预制混凝土块砌筑的或混凝土挡墙，这种挡墙为重力式抗滑挡墙。

在膨胀土中设置抗滑挡墙的关键，除正确计算滑坡推力外，很重要的是挡墙设置位置和基础埋置深度，以及挡墙断面形式等，都必须适应膨胀土的特性规律。否则，按一般土质滑坡套用或因位里设置不当，基础埋深太浅，断面不合理，均有可能使挡墙非但不能起到抗滑作用，反而被滑坡破坏。

从膨胀土的工程地质特性出发，结合工程实际调查和实践，在整治膨胀土滑坡中采用挡墙，应注意以下几个问题:

（1）挡墙设置位置:膨胀土滑坡土体中具有软弱结构面复杂和多次滑动等特性。挡墙位置除按滑动面位置设置外，还应考虑软弱结构面的层次与位置。其中包括软弱夹层面，风化带界面，胀缩变动带界面，主要裂隙、组合倾斜面等。

（2）挡墙基础埋置深度:考虑到膨胀土易风化和具有湿干胀缩循环效应，强度衰减等的不利影响，挡墙基础必须埋置有足够深度，一般应在滑面下不少于1.0m为宜。若大气风化营力影响深度超过滑面以下1.0m时，基础应相应埋入风化营力影响深度下不少于0.5m。

（3）挡墙断面形式:一般以等截面形式受力较均匀，以不采用变截面形式为宜，因为变截面挡墙受力较薄弱处，往往同膨胀土强度风化层界面位置相近。由于界面效应有可能使挡墙从变断面处破坏。

（4）挡墙设计:挡墙设计中土压力的计算，应当考虑膨胀土的特性，土体风化和胀缩效应使强度衰减，导致墙背土压力增大，而且土体吸水膨胀将产生水平膨胀力的作用。

（5）挡墙的施工:挡墙的优点是结构比较简单，可以就地取材，而且能较快地起到稳定滑坡的作用。但在挡墙施工时一定把挡墙的基础设置于最低滑动之下的稳定层中，同时还要考虑冈化营力的影响深度，墙体应预留泄水孔，并与墙后的排水盲沟连续起来，墙背必须用具有良好透水性能的砂砾石做好反滤层，反滤厚度一般不小于0.5m，反滤层必须经过夯实处理，挡墙墙体做好泄水孔并与反滤层贯通，反滤层顶面应用不透水的粘土回填夯实。

3.2.2 抗滑桩，是一种采用钢混凝土桩锚固在稳定土体中，以支挡滑体的有效措施，在襄渝铁路线上膨胀土滑坡整治中，已有使用，起到了稳定膨胀土滑坡的作用。抗滑桩在施工方面具有简便，进度快，施工过程中对滑体扰动小等优点，若在桩与桩之间加上混凝土挡板，还能起到挡住表层土溜塌作用。

应当指出的是，在膨胀土滑坡整治中尽量避免使用清方减载方法。虽然该方法在一般滑坡治理中是一种常用的有效方法，但经实践证明，这种方法在整治膨胀土滑坡中非旦不能收到稳定滑坡的效果，反而易造成更大的滑动。其原因是由

于膨胀土的特征所决定，因为采用大清方减载，使暴露于地表的膨胀土体，在大气风化作用下，继续受风化和胀缩循环作用，导致土体强度衰减。每次清方后使滑体下部土体暴露于大气中，又继续风化与胀缩变形，不断积累新的不稳定因素，当在一定的外因(主要是水)诱发下有再次滑动的可能。所以，在膨胀土滑坡整治中，单纯清方减载是不适宜的，应与支挡防护工程结合进行综合整治，这样才能取得较好效果。因此，必须指出，采用清方必须紧跟防护措施，否则不能使用。

4 结语

总之，该地域多个膨胀土滑坡治理、膨胀土边坡防护工程的实际应用，均取得了较好效果。例如某桥南侧滑坡治理采取得是支挡、排水、坡面防护相结合的综合治理方案，在坡角采用了重力式浆砌石抗滑挡墙，坡面布设了混凝土格子梁防护，在滑坡四周修建了环形载排水沟，该滑坡经治理后到目前一直处于稳定状态。