地裂缝是膨胀土地区特有的不良地质现象。它的形成和发展是由膨胀土独特的矿物组成和外界环境因素决定的。膨胀土富含蒙脱石、伊利石、高岭石和粒径小于2μ的粘土颗粒，所以颗粒细，比表面积大，亲水性强。再加上上表叠层的层状微结构，具有非饱和状态下吸水膨胀失水收缩往复变形的工程特性。在气候、地形和人为因素的影响下，导致膨胀土分布区地裂缝的形成和发展。这种不良地质现象对铁路、公路和运河的路堤、路堑和边坡的稳定性造成危害。军队营房等低层砌体和砖混结构的工业与民用建筑破坏严重，防不胜防，引起了国内外工程界的极大兴趣。这种特殊土在我国最早发现于五六十年代，七十年代末由国家建委和总后勤部基建营房部正式立项研究。国家标准GBJ112-87和军用标准GJB2129-1994两项膨胀土地区建设技术规范相继颁布，为勘察设计提供了依据。但这两个规范都尽量避开地裂缝严重的斜坡场地。国家标准将边坡定义为复杂场地，选址时应避开；军标GJB2129-1994明确规定只适用于平坦场地。但随着改革开放经济建设的快速发展，城市不断扩大，少占耕地、保护耕地是我们的基本国策，这必然迫使我们的军队营房和一些工业、民用建筑走上坡路。必须深入研究坡地膨胀性地裂缝的形成、发展和危害防治。为了服务于建设。

1膨胀土的裂缝类型

按成因可分为原发性裂隙和继发性裂隙；按形式可分为闭合地裂缝和开放地裂缝；根据深度的严重程度，可分为深、重度地裂缝和浅部地裂缝。我们经常看到的地裂缝，都是在原生地裂缝的基础上，在外界环境因素影响下形成的开放性深部严重地裂缝和浅部一般地裂缝，属于次生地裂缝。膨胀土裂缝的形成和发展是由膨胀土本身的工程特性和外界环境因素之间的相互影响和相互依存决定的。

地裂缝的形成和发展

2.1原生裂隙

膨胀土富含蒙脱石等粘土矿物，但含量低于

2μ m的粘土颗粒，这些粘土颗粒在膨胀土沉积过程中高度分散在粗颗粒之间，然后由于水的不断蒸发固化而形成凝胶状态，并不断蒸发脱水使其表面干燥收缩产生裂缝，并不断干燥收缩使裂缝加深扩大。在随后的沉积中，通过供水使裂缝闭合，并进行再沉积循环。这就是膨胀土原生裂隙的全过程。原生地裂缝是膨胀土中的垂直节理，其破裂面光滑呈蜡状。一般是闭着不失水的。

2.2地裂缝

膨胀土多为老粘土，沉积于Q2 ~ Q3，由于地壳抬升和河流切割侵蚀，出露于山麓、丘陵和次生阶地。在复杂的环境地质作用下，加上气候和人为环境因素的影响，膨胀土失去了原有的自然平衡状态，需要重新调整。在调整过程中，一些原生地裂缝发展扩大，形成了我们所说的开放性深裂、严重地裂缝和一般浅裂。这种地裂缝随着环境因素的变化而变化，是膨胀土对建筑物破坏中最活跃、最不稳定的因素之一。我们常说的膨胀性地裂缝就是指这种次生地裂缝。影响次生地裂缝形成和发展的主要环境因素如下。

(1)气候、地貌、自然地理环境因素

气候、地形和自然地理环境是次生地裂缝形成和发展的重要外部条件。众所周知，随着一年四季降水、蒸发和温湿度条件的变化，膨胀土的含水量在大气影响深度范围内不断变化，引起膨胀土的竖向膨胀和收缩变形；然而，它在斜坡和斜坡附近的场地是不同的。除了垂直升降(膨胀和收缩)变形外，还有沿斜坡方向的水平位移。但是，这种水平位移的可逆性很差，往往会保留残余变形。随着时间的推移，坡位和坡位中沿等高线的地裂缝不断扩大加深，形成了开阔发育的深而严重的次生地裂缝。如果再加上大气降水或其他水的渗透，地裂缝会进一步劈裂软化，被地裂缝切割的土体会在自重的作用下蠕动到坡脚，甚至造成浅层滑坡等不良地质现象。

(2)特殊的水文地质条件是地裂缝发展成为不良地质现象的主要原因。

膨胀土是一种老粘土，是一种不透水层。大气降水、农田灌溉、水渠和管道渗漏都是通过地裂缝渗漏的。膨胀土中的浅层地下水属于地裂缝中的裂隙滞水，不存在稳定水位。两个钻孔相距30cm时，地裂缝上有水，地裂缝上没有水。同一个坡上的水位差很大。坡顶钻孔有水，坡腰钻孔无水。可以看出，膨胀土中浅层地下水沿等高线在地裂缝中流动，膨胀土中地下水特殊的渗流规律造成地裂缝的劈裂、软化、侵蚀和冲刷。结果除了促进膨胀土边坡的崩塌和滑坡外，溶蚀和冲刷是膨胀土地区溶槽、土洞、冲沟、岩溶等不良地质现象的主要原因。

(3)人为因素也是次生地裂缝形成和发展的主要条件。

在膨胀土地区筑路、挖沟、建房、绿化和灌溉农田...人类的生产活动破坏了膨胀土原有的自然平衡。为了适应新的环境，膨胀土中的水分根据新的环境进行转移，在新的环境中胀缩变形发生变化，产生新的差异变形，在此过程中会产生新的地裂缝。比如盖房子后室内外温湿度条件发生了变化；阳面和阴面；前房后的表面流动状态；蒸发条件不同；这种环境条件的变化导致膨胀土含水量分布不均匀，变形幅度不同。实测结果还表明，向阳面的变形幅度大，背向阳面的相对变形幅度小。这种差异变形会产生新的地裂缝，导致房屋开裂和损坏。比如在坡地上建房，需要半挖半填平整场地，进一步破坏了原有的自然平衡，增加了其膨胀收缩变形。再加上水平位移，导致新的地裂缝，也会使原来的一般地裂缝发展成严重地裂缝，对房屋造成更大的破坏。从膨胀土地区房屋的破坏形式来看，除倒八字形裂缝外，墙体开裂后常出现错位，混凝土地面和路面出现裂缝。路堑和渠道边坡坍塌。这些现象往往是地裂缝造成的，地裂缝造成的破坏往往难以修复。

综上所述，膨胀土地区地裂缝的形成主要是由于膨胀土中的水分被大气蒸发，失水后土体收缩，产生地裂缝。然而，地裂缝的发育、发展和扩大，一刻也离不开开水的参与。上述三个主要因素也是相辅相成、相互作用的，共同影响地裂缝的形成和发展。膨胀土地区的地裂缝是极其复杂的环境地质作用的产物。但最严重的深层地裂缝深度不会超过大气影响深度。在地势平坦的条件下，我国膨胀土地区大气影响深度约为5.0m。一般来说，浅地裂缝位于受大气影响较大的地层深度范围内。大气影响强烈层的深度见表3 * 4 * 129-1994，最大深度为2.50米，这为我们防止地裂缝对建筑物的破坏提供了依据。

地裂缝的调查与评价

GJB2129-1994《膨胀土地区营房建筑技术规范》明确规定，应对地裂缝、滑坡、冲沟、岩溶、土洞等不良地质现象进行调查，并初步圈定范围。把地裂缝调查放在首位，说明对地裂缝调查的重视。地裂缝按大小和严重程度分为两类:一类是深而严重的地裂缝；二是浅层地裂缝。这两种地裂缝都是开放性的次级地裂缝，其形态都是垂直插入膨胀土层的楔形。在野外更容易识别深而严重的地裂缝，因为严重地裂缝的张开度较大，一些含有有机质的淤泥颗粒被风吹和水渗透带入地裂缝中，使划痕光滑的裂缝表面覆盖了一层灰色的粉末颗粒。一般浅部地裂缝较少，因为上部开口较小。在旱季，特别是干旱年份(严重干旱的年份)，或当地裂缝较大或墙壁、混凝土地面和人行道开裂和错位时，容易出现地裂缝；一般情况下，新建场地的地裂缝被松散的表层耕填土和植被覆盖，不易被发现。常规钻孔不容易发现，因为钻孔不能排列得太密。作者认为，规范中对地裂缝的分布和发育不能通过钻孔和探坑来明确了解。如果不清楚地裂缝的分布和发育情况，就无法对场地的工程地质进行评价。本文推荐一种简单易行的“实测剖面法”来查明地裂缝的分布和发育情况。这种方法是在勘探钻孔过程中沿着斜坡状场地的斜坡方向；在垂直于坡面的方向上，应根据场地大小布置两排以上的钻孔。如果边坡是多面的，沿边坡在每个坡面上至少布置两排钻孔，每排钻孔用浅探槽与钻孔连接。沟槽的深度和宽度约为30 ~ 50厘米。根据向原始新鲜膨胀土挖去表层耕填土和丰富的姜石层的原理，边挖边记录地裂缝的发育和分布情况，并准确地标注在地图上。为了不遗漏地裂缝，在清理沟槽后分阶段灌注白石灰浆，使浆液沿地裂缝向下渗透后，清除沟槽内残留的白石灰浆残渣，使沟槽底部和沟壁处容易发现白砂浆渗透的地裂缝痕迹。在海沟发育图上标注，按宽度分类统计，再根据地形地貌特征划分地裂缝分布范围，并对其进行工程地质评价。

4地裂缝的预防和处理

地裂缝的防治可按GBJ112-87和GJB2129-1994两个技术规范规定的防治措施进行。特别是GJB2129-1994规范中提出的防治措施更加详细具体，总结了我军多年来与膨胀土危害作斗争的经验。严格执行这两个规范可以减少膨胀土地区建设的经济损失。但也必须认识到，我国对膨胀土的研究起步较晚，要不断探索和试验，为规范的实施积累新的经验。在平坦场地，可根据规范中介绍的方法采取综合整治措施。在坡地，可先治理边坡，采用挡土墙、护坡锚杆、土钉等各种有效措施，防止边坡的蠕变和滑移，防止地裂缝的形成和发展。在基础设计中，可选择墩式基础和桩基础，增加基础埋深，通过广泛分散和综合改善环境，防止膨胀土裂缝的危害。膨胀土地区一类重要建筑可采用桩基础，桩长为1.5倍平坦场地大气影响深度；根据梯度，大气影响深度可达2 ~ 2.5倍。大气影响深度可参照GBJ112-87表C确定。室内地面可采用架空基础，以防止膨胀土裂缝对地面的影响。

5结束语

膨胀土是一种非饱和土，其吸水膨胀和失水收缩的工程地质特征只能在非饱和状态下呈现。如果膨胀土完全干燥(完全收缩)或完全饱和(完全膨胀)，它将失去其独特的膨胀和收缩特性。1995年9月，巴黎膨胀土国际会议决定更名为非饱和土国际会议，第二届会议将于1998年在北京召开。我们应该以丰硕的研究成果迎接第二届国际非饱和土会议。