濕陷性黃土地區灰土墊層與防滲膜復合地基

李家棟

摘要：濕陷性黃土在我國有著廣泛的分布，具有地層全、地層厚、發育良好、濕陷性明顯等特點。灰土墊層與防滲膜復合地基既能提高地基承載力、也有很好的阻水效果。文章主要從灰土墊層以及防滲土工膜特性入手，重點對濕陷性黃土地區灰土墊層與防滲膜復合地基的施工流程及步驟進行了分析和闡述，希望給行業相關人士提供一定的參考和借鑒。

關鍵詞：濕陷性黃土；灰土墊層；防滲膜

濕陷性黃土在我國晉西、西北等地區廣泛分布。通過大量的實踐，工程行業對濕陷性黃土已有了較為深刻的認識，在濕陷性黃土地區開展工程施工的經驗也越來越豐富。隨著經濟及社會的不斷發展，濕陷性黃土地區的工程建設也取得了豐碩成果，地基處理方案如墊層法、擠密法、強夯法等已非常成熟，近年來做為墊層法中的一個發展方向，灰土墊層與防滲膜復合地基法正在逐步推廣。文章就灰土墊層及防滲膜復合地基的施工流程及施工步驟進行了分析和論述。

1.灰土墊層及防滲土工膜特性

1.1灰土墊層應用及特性

在實際使用過程中，灰土墊層因其具有施工方便，造價低廉和堅固耐用的特點，在濕陷性黃土地區工程建設中被廣泛采用。運用灰土墊層法，不僅能夠完全消除部分濕陷量、顯著提高地基承載力，同時也能提高地基剛度、改善地基均勻性。但當墊層處理厚度較大時施工難度、后期對于防水措施的要求均會提高。

1.2防滲復合膜應用及特性

防滲復合膜主要是由土工膜和土織物復合在一起的一種具有較高抗滲能力的不透水卷材，目前已經廣泛應用于堤防、渠道、人工景觀湖、兵線庫防滲加固等水利工程中。當前，國內外使用較多的防滲塑料薄膜采取的是聚乙烯（PE）和氯乙烯（PVC），因其具有比重小、延伸性強、適應能力高、耐腐蝕、耐低溫以及抗凍性好等特點，尤其是具備防水特性，被廣泛應用于濕陷性黃土地區的工程作業中。

1.3濕陷性黃土地區灰土墊層與防滲膜復合地基優點

從濕陷性黃土定義即可看出，受水浸濕，是土結構迅速破壞，并且顯著附加下沉的重要誘因，灰土墊層與防滲膜復合地基方法，既能改善淺埋濕陷性黃土的工程特性，提高承載力，又能起到良好的阻水效果，從源頭上消除黃土的濕陷，為濕陷性黃土地區工程建設及后期投入使用的安全性和穩定性打下堅實的基礎。

2.施工流程及步驟

采用灰土墊層具有取材容易、經濟實用等優勢，而土工膜具有透水性低、質地軟、延伸率高、抗腐蝕性強等特點，二者結合則具有施工便利、造價低廉等優勢，在處理濕陷性黃土地基過程中表現出明顯的優勢。該種方法的工藝流程詳見圖1。

2.1具體的施工步驟

第一，測量定點。依據相關設計要求，做好修通道路、平整場地等一系列施工準備工作。通過對經緯儀和水準儀等設備的使用，實現對預處理場地的初步測量，對其處理范圍及關鍵點予以明確，為后續施工流程打下基礎。

第二，挖除土體。運用挖土機等設備挖除基底下擬處理的濕陷性黃土，直至距離設計標高0.5m時選用鐵鍬等工具對剩余的地基土進行人工挖除，使其滿足設計要求并通過基槽驗收。同時做好相應的坑邊穩定性工作及防水工作。

第三，土工膜鋪設。依據相關設計及施工標準的要求，土工膜鋪設順序為：鋪設、剪裁、校正、搭齊、定型壓膜、塵土擦拭、連接、檢測、修補、復檢、工程驗收。與此同時，還需要對土工膜是夠存在漏接情況以及搭接寬度、燥接強度等進行檢查。為避免土工膜被破壞，還應對夯實或者碾壓的速度予以施工控制，提升側向防滲水平，對墊層寬度適當擴大，從而明顯提升土工膜的鋪設效率和鋪設水平。

第四，拌制灰土。在對土料以及石灰的含量進行精準計算之后，依據標準的體積比摻合，同時采用人工方式進行攪拌，直至顏色均勻位置。在具體攪拌過程中，為避免因下部未經過處理的濕陷性黃土因水浸造成濕陷情況的出現，在施工過程中嚴禁使用砂、石等顆粒較大的透水性材料作為墊層。

第五，鋪設灰土。在鋪設灰土的過程中，需要依據適宜的厚度（詳見表1），從一端向另一端實施分段分層鋪設的方式，同時采用合理的夯實措施，直到設計標高為止。在具體施工過程中，可以依據施工現場實際情況以及工程規模選擇相應的夯實機，如果面積較小，可以選用蛙式打夯機或者木夯，如果面積較大時可以采用小型手扶式振動壓路機。需要注意的是，當天拌合的灰土應在當天使用完畢，并使用草袋或者塑料膜進行覆蓋，以免灰土墊層早期受凍，強度降低。依據施工經驗每層防滲膜之間的灰土墊層厚度以1.0-1.5m為宜。

第六，接縫設置。在對灰土分段進行施工的過程中，嚴禁在柱基、拐角以及受荷比較大的位置接縫，且搭接處或者接縫處應采取相應的夯實措施。

在完成一次鋪膜鋪設灰土流程后，再重復一次，第二次灰土鋪設直至基礎底面。

下表為灰土最大虛鋪厚度：

2.2灰土及土工膜的選取

第一，選取灰土。灰土主要成分為土料和石灰。在對土料進行選擇的過程中，應盡可能使用從地基槽中就地挖出的具有較大塑性指數的粉土，且有機質含量不得高于5%，顆粒直徑不應超過15mm。石灰應采用新鮮的消石灰，確保其氧化鈣含量為70%以上，顆粒直徑不應超過5mm、確保不含有為熟化的生石灰、凍土、膨脹土以及其他雜質。灰土及土的體積比例為3：7或2：8，最優含水率為14%-18%，以手握成團、兩只輕拍即散最為適宜。

第二，選擇土工膜。依據工程實際情況，對土工膜進行合理選擇。具體來說，主要表現為以下幾個方面：接觸土料的物理性、土體材料的滲透性及變形性、水力條件及施工條件等。依據材料特點，土工膜可以分為聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（CPP），當前使用最為普遍的則是PE和PVC兩種薄膜。其中，PE膜為結晶熱塑性材料，單膜厚度為0.3-0.5mm，耐低溫、抗老化，施工過程中可以采用熱熔法搭接。PVC膜為熱塑性材料，通常含有1，3的增塑劑和2/3的PVC材料，具有易老化、穩定性差、抗穿透性強等特點，施工過程中可以采用膠粘法。在處理濕陷性黃土地基的過程中，可以依據土工防滲膜在土體中的具體位置及作用加以選擇，以免出現地基下部及側向水滲入的情況。

2.3施工注意問題

灰土墊層以及防滲膜復合地基易受到氣候因素影響。在具體施工過程中應注意以下幾個方面：第一，正式施工之前應先驗槽，對松土進行清除，平整基底；第二，為防止大顆粒在熟化過程中出現體積膨脹的情況，張裂墊層，應充分熟化；第三，在對灰土實施夯實工作之前，需要對打夯機等設備的行進路線進行檢查，確保其與設計的具體要求相符，在具體操作過程中，要求每臺打夯機均需要配備兩名工作人員，其中一人負責操作設備，另一人則專門負責對膠皮電線進行移動，在整個夯實過程中，工作人員必須嚴格遵循先靜后振、先輕后重和先慢后快的原則，采用由內而外、由兩邊倒中間的方式進行夯實；第五，對每層灰土進行夯實之后，還需要對其夯實的密度以及壓實系數、壓實范圍予以嚴格檢測，全部作業符合相關設計要求及標準規范之后，方可進入下一道工序進行作業；第六，為避免混凝度表面出現密實度不均、平整度偏差過大以及墊層厚度不符合標準等情況，在實施回填土作業的過程中必須對標高予以重點關注。

3.結語

文章主要對濕陷性黃土地區灰土墊層以及防滲膜復合地基的施工流程及注意問題進行了分析和闡述，此法可具有易于施工、工程造價低、驗收及檢測手段成熟等優點，且較傳統的灰土墊層或灰土素土墊層可靠性更高，可有效提升濕陷性黃土地基處理水平和整個工程的施工質量。