導語：膨脹岩土又叫脹縮土是一種特殊土，它是在地質作用下形成的一種主要由親水性強的粘土礦物組成的多裂隙並具有顯著膨脹性的地質體。
一、工程概況
南寧至友誼關高速公路是廣西公路網主骨架的重要組成部分，也是我國通往越南乃至東南亞地區最便捷的陸路國際通道。該路線全長220km，在穿越廣西寧明盆地邊緣時，遇到第三系始新統那讀組(Ny)粘土巖及其風化殘積形成的厚層粘土，普遍具有膨脹性。根據現場取樣的特徵並結合工程勘察的資料表明：在挖方邊坡剖面上分佈有兩層膨脹土，第一層為灰白色高含水量的膨脹土，具有中等的膨脹性;第二層為灰黑色弱膨脹泥岩。膨脹土是一種高塑性粘土，一般承載力較高，具有吸水膨脹、失水收縮和反覆脹縮變形、浸水承載力衰減、幹縮裂隙發育等特性，性質極不穩定。在這種地區修建公路，常出現公路路基開裂、邊坡滑坡、失穩等一系列質量問題或事故，國際上視其為公路施工的“癌症”。據報道，美國高等級的公路每年因膨脹土變形所造成的損失，平均就在10億美元以上，我國前幾年因膨脹土造成的直接損失也在億元級之數。
膨脹土邊坡失穩是膨脹土地區一種最常見的斜坡變形現象，無論是膨脹土自然斜坡還是人工開挖的邊坡，失穩現象都十分普遍，常常形成區域性災害，而且具有反覆性和長期潛在的危害性，修復極為困難。因此，膨脹土邊坡的穩定問題已是岩土工程中迫切需要解決的難題之一。過去治理這種路塹“腫脹症”，一般採用放緩邊坡處理或砌築片石、砌築混凝土預製塊護坡或砌築片石擋牆。但從現有工程路塹坡度的調查結果看，膨脹土邊坡失穩不一定在邊坡較陡的區段發生，坡度比從1：2～1:3的邊坡，也都出現不穩定，特別是在有軟弱夾層時，邊坡緩至1：5～1：8也不一定完全穩定。因此，放緩邊坡並非解決膨脹土路塹邊坡穩定的良策，甚至作用不大，而且損失還會持續發生。本文抓住膨脹土路塹邊坡失穩的主要特點和規律，以“土工格柵柔性擋牆”的方案處理南友公路K133+830～K134+120段坍塌路塹邊坡為例子探討適合膨脹土路塹邊坡處治的防護方案，為其他同型路段施工摸索經驗。
二、膨脹土路塹邊坡失穩的主要特點和規律
與其它土質的滑坡相比，膨脹土邊坡的失穩形式有其特殊的規律。根據對國內外膨脹土開挖邊坡滑動現象的分析，可以將其最基本的特徵和共同規律歸納如下：
親水性：膨脹土中成分中含有較多的親水性強的蒙脫石(微晶高嶺土)、伊利石(水雲母)、硫化鐵等膨脹性物質，土的細顆含量較高，具有明顯的溼脹幹縮效應。
淺層性：發育深度同裂隙發育深度及大氣風化影響深度基本一致，通常小於6米;
逐級牽引性：先在坡腳區域性破壞，然後向上牽引發展，形成多層次滑動面;
緩坡滑動：邊坡的穩定坡角比一般土質的邊坡緩;
季節性：邊坡失穩絕大多數發生雨季，降雨是主要的外部誘發因素;
開挖後有較長的穩定時間：很多膨脹土邊坡穩定數年後才失穩。
上述特點使得膨脹土邊坡的設計方法不能簡單採用一般土質邊坡的設計方法，而需要探索適合其特點的防護措施。
三、膨脹土路塹柔性邊坡擋牆
(一)膨脹土路塹柔性邊坡擋牆設計原理
根據上述分析，膨脹土路塹邊坡防護，一是為了預防含水量的變化可能產生的邊坡變形破壞，二是對已產生變形破壞的邊坡進行治理。因此，邊坡防護措施的選擇，應針對膨脹土的工程特性，結合路塹邊坡穩定性來分析。膨脹土路塹柔性邊坡擋牆就是基於此原則提出的。
柔性邊坡擋牆處治技術是利用“土工格柵”的塑料工程材料，將公路邊坡表層“包”起來，充分利用土工網格的抗拉強度、土與網格的相互咬合摩擦作用來控制路基塌陷，圖1為南友公路K133+820～K134+120柔性邊坡擋牆防護圖。
1.柔性邊坡擋牆利用土工格柵的伸拉力，通過土中鋪設網格吸收部分土體因乾燥失水收縮產生的收縮應力，抑制邊坡土體開裂的寬度和深度，防止坡面產生嚴重開裂為外界環境水分入浸提供通道，從而保持邊坡土體天然含水量狀態的相對穩定。
2.土中加網格可抑制因水分進入坡面引起膨脹土體膨脹、鬆散，提高路基表面土體的整體性和抗剪強度，保證邊坡表面土體雨季飽水後，不至於強度降低過多，自重過大而失穩。
(二)柔性擋牆施工技術
柔性擋牆的施工按以下步驟進行：
1.首先對邊坡進行清方，對未滑塌區域按設計擋牆寬度開挖，滑塌區清至邊坡滑塌鬆方與未滑塌邊界止。
2.擋牆基礎開挖及縱向滲溝設定：滲溝底、側面鋪防水兩布一膜，滲溝底部佈置縱向Φ10有孔PVC滲管作為縱向排水通道，回填2～4cm碎石。
3.擋牆主體首先採用碎石土回填，單向拉伸土工格柵TL-35加筋，填築一定高度後，填料採用邊坡清方膨脹土，用同種土工格柵進行加筋，在清方邊坡一側填碎石土形成牆背滲水層，施工過程刷坡及清理塌方的`膨脹土直接用於回填;土工格柵在按設計修整後的邊坡線上反包，並用土工連線棒與上一層土工格柵在預留反包格柵1.5m處搭接串聯，沿垂直路中線方向採用張具拉緊併產生1%～2%伸長率，立即用“U”型釘將格柵固定在土層上，以提高擋牆的整體性及推箍作用。
4.回填至設計高程後,用兩布一膜封頂,回填種植土,同時進行其他附屬工程的施工。
(三)柔性邊坡擋牆的施工質量控制
膨脹土路塹柔性邊坡擋牆處理技術應抓好以下質量控制要點：
1.確保膨脹土擋牆滲水層的寬度。為確保膨脹土擋牆滲水層的寬度，本施工路段在施工過程中，除用大型挖掘機清除大部分覆蓋在滲水層上的膨脹土外，靠近滲水層位置，改用小型挖掘機和人工清除邊角部位剩餘的非適應性填料，再用碎石土回填做墊層，並設隔水層。
2.為加強土工格柵的牢固性，U型釘按品字型佈置，間距控制在80cm內，同時在兩塊土工格柵搭接部位增加3～4枚U型釘。
3.為保證施工質量，改進現場的施工安排：滲水層及土工格柵鋪設儘量安排白天施工，以便更清楚檢查滲水層的連續、貫通，同時由於白天溫度較高，土工格柵鋪設完成後當溫度降低時可增加收縮張力，晚上安排膨脹土填築施工進行覆蓋，把溫差變化對工程質量的影響減至最小。
四、結語
南友公路K133+830～K134+120柔性路塹邊坡擋牆2004年11月上旬完工，歷經了2005年提前到來雨季的洗禮，經受了特大暴雨的考驗，邊坡仍完好無沖刷和溜坍現象。可見利用柔性擋牆處治邊坡，能有效地防治邊坡的沖刷和溜坍，防治水土流失，使防護邊坡穩定美觀，是膨脹土地區路塹邊坡防護一種切實可行的防護措施。它具有以下優勢：
1.柔性邊坡擋牆防護由於受到土工格柵較好的彈塑性對土的阻尼作用，能夠消除膨脹土脹縮力的影響，可在設計和施工階段最大可能消除和抑制各類病害，防患於未燃，並且可以減少運營期的維修成本。
2.從經濟的觀點來看，可以節約大約30%或更高的造價。根據測量資料K133+830～K134+120段柔性擋牆邊坡回填膨脹土18804m3,使用土工格柵15000m2,根據當地的實際單價計算造價為43萬元，與實際坍塌區坡率1:3放緩邊坡方案比較，能節約投資12萬元。
3.與一般的漿砌片石或漿砌混凝土預製塊護坡相比，具有易掌握、易操作、工期短、效果好的特點，並且可以充分利用清出來的膨脹土。
