膨胀土地基的危害-判别-勘察及设计处理方法分析
膨胀土路基的危害和防治

膨胀土路基的危害及处治[摘要] :本文分析了膨胀土的特性及判定,介绍了膨胀土对路基的危害,提出了用石灰改良膨胀土路基的处治方法[关键词] :膨胀土特性判定危害处治方法1 膨胀土的特性膨胀土是现代工程地质和土力学中出现的专业技术名词,它是有别于黄土、红土、软土、冻土以及普通黏土的一类特殊土质,从外观上看呈现黑色、灰色或黄褐色。
它的显著特征就是吸水后体积急剧膨胀,失水后体积严重干缩。
其工程力学性质极不稳定。
2 膨胀土的判定一般认为,液限大于或等于40%;自由膨胀率大于或等于40%,且具有以下工程地质特征者,应判定为膨胀土。
⑴裂隙发育,常有光滑面和擦痕。
有的裂隙中充填着灰白、灰绿色黏土。
在自然条件下呈坚硬或硬塑状态;⑵多出露于二级或二级以上阶地、山前和盆地边缘丘陵地带,地形平缓、无明显自然陡坎;⑶常见浅层塑性滑坡、地裂、新开挖坑(槽)壁易发生坍塌等;⑷结构物裂缝随气候变化而张开和闭合。
膨胀土根据其膨胀率大致可分为强、中、弱三级,如下表:3 膨胀土对路基工程的危害由于膨胀土具有很高的黏聚性,当含水量较大时,一经施工机械搅动,将黏结成塑性很高的大团块,很难晾干。
随着水分的逐渐散失,土块的可塑性降低,由于黏聚性的继续作用,土块的力学强度逐步增大,从而使土块坚硬,难于击碎、压实。
因此如果含水量高的膨胀土直接用作路基填料,将会增加施工难度,延长工期,并且质量难以保证。
膨胀土路基遇雨水浸泡后,土体膨胀,轻者表面出现厚10cm左右的蓬松层,重则在50~80cm深度范围内形成“橡皮泥”。
若在干燥季节,随着水分的散失,土体将严重干缩龟裂,其裂缝宽度约1~2cm,缝深可达30~50cm,雨水可通过裂缝直接灌入土体深处,使土体深处膨胀湿软,从而失去承载能力。
且由于膨胀土具有极强的亲水性,土体愈干燥密实,其亲水性愈强,膨胀量愈大,当膨胀受到约束时,土体中会产生膨胀力,当这种膨胀力超过上部荷载或临界荷载时,路基出现严重的崩解,从而造成路基局部坍塌、隆起或裂缝。
膨胀土对基坑的危害和防治措施

膨胀土对基坑的危害和防治措施【摘要】随着城市建设的不断发展,建筑密度也不断加大,因而建筑施工空间受到了很大的限制,所以为了确保建设工程的进行和保障相邻建筑物、构筑物和地下管线等不受影响,经常需要对基坑进行基坑处理和支护。
而在膨胀土分布区,当基坑的开挖深度超过膨胀土的埋深时,膨胀岩土会遇水膨胀或失水收缩,这将对基坑的稳定性构成很大的威胁,由此常常导致基坑失稳。
本文就某膨胀土区的基坑支护工程进行实例讨论基坑处理和支护过程中将可能出现的问题,并分析问题产生的原因、想出解决的方法。
【关键词】基坑处理和支护;膨胀土;遇水膨胀;失水收缩1.膨胀土的危害膨胀土的矿物成分主要是蒙脱石,这是一种高塑性粘土,具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性,性质极不稳定。
在膨胀土的构筑物会随季节气候的变化而反复产生不均匀升降,从而产生大量的裂缝。
膨胀土的超固结特性不仅能使路堑边坡坡脚产生较大的剪应力,而且还带来强度的应变软化,造成基坑或边坡坍滑。
所以处于膨胀土地区的基坑,如果不采取合理的支护和开挖方式,很容易产生滑坡事故,可能会危及到周边建筑的安全,也可能会危及施工人员的生命安全,因此处于膨胀土地区基坑的安全问题应引起各方的高度重视。
2.膨胀土基坑滑坡的特点2.1浅层性膨胀土基坑滑坡的滑面深度基本都不大,深度0.5m到3.0m者占53%,3.0m 到6.0m者29%,只有很少数超过6m。
2.2牵引性较大的膨胀土基坑滑坡,在断面上常常不只是一个滑坡,而是由若干相连滑坡组成,呈阶梯状或叠瓦状,下部先滑,然后牵动上部跟着滑,由下向上地逐步发展。
2.3季节性旱季时破坏形式主要表现为剥落、冲蚀和溜滑。
剥落是指水分蒸发后土坡的表面土碎裂并且成片状脱落下来,冲蚀是指雨水不太大、时间不太长,而在土坡表面上带走部分土,形成淋沟,缩滑是指雨水使坡面产生了成片塑性流动且下滑,基本还在表面。
在雨季时,雨水渗入到内部,位移显著增长从而发生滑坡,所以滑坡主要发生在雨季。
膨胀土对建筑物的危害和预防方法

膨胀土对建筑物的危害和预防方法摘要:因工程地质存在膨胀土等不良地质情况,基础设计具有一定难度。
膨胀土:土中黏粒成分主要由亲水性矿物组成,同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的黏性土。
关键词:膨胀土;膨胀变形;砂石垫层由于膨胀土只在极少数的地区存在,在实际设计中能接触到膨胀土的机会并不多,导致对膨胀土的危害性认识不足,对膨胀土问题没有引起高度的重视,造成工程的返工和经济损失,并且给业主方带来不良的影响,有的甚至危及房屋的使用安全。
本文针对因膨胀土问题而引发的工程病害从膨胀土特性、危害、裂缝产生的原因及预防方法等方面进行了系统的总结分析。
1、膨胀土的特性1.1膨胀土微观结构膨胀土是土中颗粒成分,主要由亲水性较强的矿物蒙脱石、多水高岭石、伊利石( 水云母)、硫化铁、蛭石等组成,具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特征的黏土。
膨胀土的膨胀—收缩—再膨胀的周期性变形特征非常显著,并给工程带来危害。
这类土干时土质坚硬,易脆裂;具有明显的垂直、水平、斜向裂隙,裂隙面开张较光滑,有的有光泽。
裂隙中常充填灰绿、灰白色黏土。
裂隙随深度的增加其数量和开张宽度逐渐减少以至消失;土浸湿后,裂隙回缩变窄或闭合。
1.2膨胀土工程特性膨胀土在自然条件下,土的结构致密,多呈硬塑或坚硬状态;其自由膨胀率在40%~65%之间的为弱膨胀;65%~90%为中膨胀,不小于90%为强膨胀,天然含水率接近塑限,塑性指数大于17,多在22~35之间;液限指数小于零,天然空隙比在0.5~0.8之间。
多出现在二级及三级以上河谷阶地、龙岗、山梁、斜坡、山前丘陵和盆地边缘,地形坡度平缓,无明显自然陡坎。
1.3膨胀土工程特性的影响因素1.3.1内因1) 矿物及化学成分。
膨胀土主要由蒙脱石、伊利石等矿物组成,亲水性强,胀缩变形大;2) 黏土颗粒的含量。
由于黏土颗粒细小,比表面积大,因而具有较强的表面能,对水分子的吸附能力强,因此,土中黏土颗粒含量越多,则土的胀缩性越强;3) 土的密度。
膨胀土的判别及其危害防治

膨胀土的判别及其危害防治【摘要】:文章阐述了膨胀土的判断方法及几种防治处理措施【关键词】:膨胀土危害判别防治1 膨胀土的危害膨胀土是指土中粘土矿物成分主要由亲水性粘土矿物组成,具有明显的吸水膨胀和失水收缩性能的高塑性粘土。
而且,这种土强度较高,压缩性很小,并有较强的膨缩特点。
在其上的构筑物随季节气候的变化而反复产生不均匀的升降,而产生大量裂缝。
另外膨胀土的超固结特性不仅使路堑边坡坡脚产生较大的剪应力,而且还会带来强度的应变软化,造成边坡坍滑。
2 膨胀土的特殊性质2.1膨胀干缩性膨胀土中含有较多强亲水性粘土矿物质,如蒙脱石、伊利石等。
当土体浸水时,土颗粒表面的结合水膜增厚,使颗粒间距拉大,从而引起土体膨胀;当土体失水时,结合水膜减薄,颗粒间距缩小,从而引起土体缩小。
随着土体含水量的增减,膨胀力也产生相应的变化。
2.2 多裂隙性反复的干缩湿胀,致使土中的裂隙十分发育。
裂隙不仅破坏土体的连续性和完整性,而且也为地表水的浸入形成了通道。
而水的浸入又加速了土体的软化及裂隙生成。
2.3 超固结性在地质历史上,膨胀土地层曾受过比现在更大的前期固结压力,使土体处于超固结状态。
2.4力学性质2.4.1膨胀潜势简单的讲,就是在室内按AASHO标准压密实验,把试样在最佳含水量时压密到最大容重后,使有侧限的试样在一定的附加荷载下,浸水后测定的膨胀百分率。
膨胀率可以用来预测结构物的最大潜在的膨胀量。
膨胀量的大小主要取决于环境条件,如润湿程度.润湿的持续时间和水分的转移方式等。
因此,在工程施工中,改造膨胀土周围的环境条件,是解决膨胀土工程问题的一个出发点。
2.4.2膨胀力膨胀力,也就是膨胀压力。
通俗的讲,就是试样膨胀到最大限度以后,再加荷载直到回复到其初始体积为止所需的压力。
对某种给定的粘土来说,其膨胀压力是常数,它仅随干容重而变化。
因此,膨胀力可以方便的用作衡量粘土的膨胀特性的一种尺度。
对于未扰动的粘土来讲,干容重是土的原位特征。
膨胀土在工程勘察中的分析评价

内局部地形高差大于1m 的场地。
场地类别划分的依据:膨胀土固有的特性是胀缩变形,土的含水量变化是胀缩变形的重要条件。
自然环境不同,对土的含水量影响也随之而异,必然导致胀缩变形的显著区别。
平坦场地和坡地场地处于不同的地形地貌单元上,具有各自的自然环境,便形成了独自的工程地质条件。
3.2 膨胀土地基评价(1)膨胀土的膨胀潜势按自由膨胀率的大小分为弱、中、强三类,参见表1,按照GB 50112—2013《膨胀土地区建筑技术规范》规定如下。
表1 膨胀土的膨胀潜势分类ef 65≤δef <90中δef ≥90强(2)膨胀土的膨胀潜势按自由膨胀率的大小分为弱、中、强三类,参见表2,按照GB 50307—2012《城市轨道交通岩土工程勘察规范》规定如下。
表2 膨胀土的膨胀潜势分类自由膨胀率δef ef ef ef 蒙脱石含量M ’/%7≤M ’<1717≤M ’<27M ’≥27阳离子交换量CEC(NH 4+)(mmol/kg)170≤CEC(NH 4+)<260260≤CEC(NH 4+)<360CEC(NH 4+)≥360注:当有两项指标符合时,即判定为该等级。
(3)膨胀土地基应根据地基胀缩变形对低层砌体房屋的影响程度进行评价,地基的胀缩等级根据地基分级变形量的大小分为三级,地基分级变形量应根据膨胀土地基的变形特征,按《膨胀土地区建筑技术规范》(GB 50112—2013)分别进行膨胀变形、收缩变形和胀缩变形计算,其中土的膨胀率取50kPa 压力下的膨胀率。
1 概述1.1 概念膨胀土又称“胀缩性土”是一种非饱和的、结构不稳定的黏性土,土中黏粒成分主要由亲水性矿物组成。
1.2 分布(1)世界:膨胀土在世界分布广泛,美国、澳大利亚、加拿大、印度、以色列、墨西哥、南非、苏丹、英国、以及俄罗斯等40多个国家和地区都发现有膨胀土造成的工程事故。
(2)中国:膨胀土在我国的20多个省市、自治区内有分布,以黄河流域及其以南地区分布较为 广泛。
浅谈膨胀土的危害与地基处理

浅谈膨胀土的危害与地基处理摘要:膨胀土是一种高塑性粘土,具有很强的亲水性、持水性和很高的可塑性及粘聚性。
土体遇水急剧膨胀,失水则严重干缩。
其工程力学性质极不稳定,对工程建筑的危害极大。
在工程建设中,如对膨胀土处置不当,将使地基出现严重的崩解,甚至造成局部坍塌、隆起或裂缝。
因此严格控制其施工过程是预防膨胀土危害行之有效的技术手段。
关键词:膨胀土危害地基处理Abstract: Expansive soil is one of a high-plasticity clay, possess strong hydrophilic nature,water binding capacity,and high plasticity,cohesive quality. Expansive soil will be water swelling rapidly, water loss seriously shrinkage. Engineering mechanical properties is extremely unstable, lead to great harm on the construction. In the process of engineering construction, inappropriate treatment of expansive soil will make the foundation of serious disintegration, even cause the partial collapse or crack, uplift. So strictly controlling construction process is a useful way to prevent the damage from expansive soil.Keywords: expansive soil;harm;foundation treatment膨胀土是指土中粘粒成分主要由亲水矿物组成,同时具有显著吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土。
浅析邯郸地区膨胀土勘察与地基处理

浅析邯郸地区膨胀土勘察与地基处理【摘要】膨胀土是一种具有吸水膨胀和失水收缩特性的土,对工程建设有很大的危害性,所以在膨胀土地区进行工程建设活动,勘察和采取地基处理措施时应考虑其特殊性。
膨胀土在邯郸地区分布较为广泛,进行勘察时较常见,其工程特性复杂,对工程建设活动有很大影响。
本文介绍膨胀土的膨胀收缩成因及对建筑物的危害,结合我单位在膨胀土地区勘察及地基处理的经验,阐述了在邯郸地区膨胀土区域进行工程建设活动应采取的预防措施和地基处理方法。
【关键词】膨胀土勘察预防措施地基处理【正文】1 引言膨胀土是指土中黏粒成分主要由亲水性矿物组成,同时具有浸水后体积剧烈膨胀,失水后体积显著收缩特性的黏性土。
膨胀土在我国分布范围广泛,河北、广西、云南、湖北等地均有分布,在邯郸地区也有一定的分布。
本文结合工程实例,对膨胀土勘察和地基处理进行阐述。
2 膨胀土的工程特性、危害及其判别与分类2.1 膨胀土的工程特性(1)湿胀干缩性,即吸水膨胀软化、失水收缩干裂:当土体浸水时,土颗粒表面的结合水膜增厚,使土颗粒间距拉大,从而引起土体膨胀;当土体失水时,结合水膜减薄,土颗粒间距缩小,从而引起土体收缩。
膨胀土的这种胀缩特性,可以通过含水量的变化显示出来。
反复的胀缩变形会导致膨胀土地区的建筑物出现开裂破坏。
(2)多裂隙性:膨胀、收缩变形可随环境变化反复发生,反复的胀缩导致了膨胀土土体的松散性,并在其中形成许多不规则的裂隙,裂隙的存在破坏了土体的连续性和完整性,使土体强度降低,同时为地表水、雨水入渗和土中水分蒸发开启了便利通道,使土体胀缩效应更加显著。
气候变化也能够导致土中含水量的波动和胀缩现象的反复发生,这也进一步导致了土中裂隙的扩展和向土层深部持续发展,使该部分土体的强度大大降低。
气候因素主要体现在干旱季节和雨季:①干旱季节,土中含水量降低,土体收缩使土体原始结构受到不同程度的破坏,原生隐微裂隙张开、扩大和加深;同时,原本短小裂隙连通,发展成大裂隙,从而破坏了土体的完整性和均匀性;②雨季,当大气降水或地表径流沿裂隙渗入土体时,一方面造成土颗粒间结合水膜变厚,晶格产生膨胀;另一方面,当水充满较宽的裂隙时,可产生静水压力与动水压力,将裂缝进一步撑开。
膨胀土地基岩土工程勘察问题研究

膨胀土地基岩土工程勘察问题研究摘要:建筑工程实践中,岩土工程勘察作为一项基础工作,关系建筑物安全稳定性表现。
膨胀土地基岩土在水浸作用下能够引起公路,建筑物升降及开裂,其胀缩变形量参数直接决定了建筑物稳固程度。
本文结合相关实例,分析膨胀土地基岩土工程勘察中的一些问题和处理要点。
关键词:膨胀土;地基;岩土工程;勘察地基因身处不同地质状况而呈现出结构及性能上的差异,膨胀土地基在某些区域较为常见,需要进行处理后再进行开发。
由此,针对膨胀土地基岩土工程勘察应研究分析膨胀土的具体性能表现,然后为后续施工方案的编制提供基础依据。
1.膨胀土地基基本特性概述膨胀土是粘性土的一种,具备结构不稳定及非饱和的特点,亲水性矿物成分,如伊利石及蒙脱石是其粘粒的主要成分。
颗粒高分散及黏土矿物或高塑性黏土是膨胀土的主要形式,在工程领域普遍将膨胀土视为灾害性土。
膨胀土吸水膨胀特性及失水收缩变形特性较为明显。
受其结构、矿物及化学成分影响,膨胀土的一般特性可归纳为:高塑性、高分散性、涨缩可逆性、超固结性、膨胀性、收缩性、高液限[1]。
膨胀土处于天然状态下时,其形状较好,具备一定坚硬属性及较高强度,但受力荷载增大时,膨胀土地基持力层强度会加速衰减。
影响膨胀土裂隙性及胀缩性的主要因素是含水量及压力这两个参数,压力不同,土的膨胀性表现不同,土的膨胀性大小与基底压力成反比。
当膨胀度越大,则更易破坏地基及建筑稳定性。
含水量与膨胀破坏呈正相关性,体现在膨胀土的隆胀及收缩方面。
在膨胀土的粒度组成上,经理论研究及实证勘察,粘粒的含量高于30%。
当膨胀土土体湿度增加,土体同步产生体积膨胀,然后形成膨胀压力,当土体湿度降低而出现失水,土体体积收缩而后产生收缩裂缝。
从发生区域环境条件看,膨胀土的膨胀及收缩变形带有往复性,对地基的破坏则体现在强度的由高而低的大幅衰减。
同时伴随膨胀土存在的现象是土体周边裂隙发育较为普遍,这主要是由于膨胀土胀缩的反复性会加速膨胀土土体松散速度,当土体出现大量裂隙时,膨胀土表面风化几率大增,一方面会整体破坏土体及地基稳固性,另一方面又为雨水浸入提供了可乘之机。
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膨胀土地基的危害\判别\勘察及设计处理方法分析摘要:膨胀土是一种吸水膨胀、失水收缩开裂的特种黏性土,对地基及边坡等危害极大,在我国的分布范围很广,工程中常把膨胀土误认为非膨胀土,等于给工程建筑物埋下祸根,本文对膨胀土的危害、识别、勘察方法、处理方法提出一些心得。
关键词:膨胀土膨胀率膨胀土分类膨胀潜势胀缩等级改性1引言膨胀土是一种高塑性粘土,一般承载力较高,具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性,性质极不稳定,常使低层建筑物成群产生不均匀沉降、墙体开裂或破坏,使道路路基塌陷开裂变形破坏、使边坡失稳、形成滑坡等危害。
因土质坚硬而常常被误判为工程性质良好的非膨胀土地基,但是在开挖卸荷、浸泡、干裂等外界条件改变后,其强度将急剧衰减,误判等于给工程埋下祸根。
我国膨胀土分布广泛,如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地均有不同范围的分布。
2膨胀土特征2.1 膨胀土的矿物成分土中黏粒成分主要由亲水性矿物组成,同时具有吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土称为膨胀土。
成因类型和矿物组成复杂,亲水粘土矿物成分主要为蒙脱石、伊利石土和高岭土,其中蒙脱石含量对胀缩势能起主导和控制作用,是一种液性指数大于40%的高塑性土。
2.2 膨胀土的野外鉴别特征a.地貌特征:盆地和平原地区的膨胀土多以水相沉积为主,山区膨胀土有残坡积和冲洪积成因类型,土内常具有色杂、含有粗颗粒砂土或卵砾石成分,多分布在二级及二级以上的阶地和山前丘陵地区,呈垄岗-丘陵和浅而宽的沟谷,地形坡度平缓,一般坡度小于12度,无明显的自然陡坎,在流水冲刷下的水沟、水渠常易崩塌、滑动而淤塞。
b结构特征:自然条件下多呈坚硬-硬塑状态,结构致密,断口光滑,常包含钙质结核和铁锰结核,土内分布有裂隙,充填灰绿、灰白等色粘土。
干时坚硬,遇水软化。
C地表特征:常见浅层塑性滑坡、地裂、新开挖坑(槽)壁易发生坍塌,未经地基处理的建筑物成群破坏,低层较多层严重,刚性结构较柔性结构严重,建筑物裂缝随气候变化而张开或闭合。
2.3室内试验量化判别自由膨胀率不小于40%,液性指数大于40%。
3 膨胀土地基的勘察3.1现场勘察方法:a 初步工程地质测绘,鉴别膨胀土的可能性,尽早取样送试验室做物性试验及膨胀性试验。
b勘探点宜结合地貌单元和微地貌形态布置,数量较常规地基适当增加,取样孔不少于全部勘探点的1/2;孔深除满足基础埋深和附加应力的影响深度外,尚应超过大气影响深度,控制性孔深不小于8m,一般性孔不小于5m。
c大气影响深度以内,控制性孔取样间距不大于1m,大气影响深度以内,取样间距可为1.5-2.0m;一般性孔1-5m深度内,可取III级样,测定天然含水量。
d现场浸水载荷试验,以确定地基土的承载力和浸水时的膨胀变形量,应选在有代表性的地段,但应避开拟建建筑物基础范围。
3.2大气影响深度、大气急剧影响深度、膨胀土湿度系数的确定,根据当地经验数据或由规范公式计算确定。
3.3土样室内试验内容:a自由膨胀率δefb膨胀率δepc线缩率与收缩系数(λs)d膨胀力e残余强度3.4场地与地基评价a场地:与普通地基场地类别不同,膨胀土地基氛围平坦场地和坡地两种,膨胀土地基的设计,根据地形地貌条件,建筑场地分为平坦场地和坡地场地。
地形坡度小于5°或地形坡度大于5°小于14°,距坡肩水平距离大于10 m 的坡顶地带为平坦场地; 地形坡度不小于5°或地形坡度虽然小于5°,但同一座建筑物范围内局部地形高差大于1 m 的场地为坡地场地。
位于平坦场地的地基,应按胀缩变形量控制设计,位于坡地场地上的建筑物地基,除按胀缩变形量控制设计外,还应进行地基稳定性验算。
b膨胀土的膨胀潜势分类c膨胀土地基的胀缩等级地基分级变形量是胀缩等级评定的重点和难点,按《膨胀土地区建筑技术规范》,膨胀土地基变形量,可按下列变形特征计算:①场地天然地表下1m 处土的含水量等于或接近最小值或地面有覆盖且无蒸发可能,以及建筑物在使用期间,经常有水浸湿的地基,可按膨胀变形量计算(规范5.2.8式:②场地天然地表下1m 处土的含水量大于1. 2 倍塑限含水量或直接受高温作用的地基,可按收缩变形量计算(规范5.2.9式):③其他情况下可按胀缩变形量计算(规范5.2.14式):计算需要较多的从天然地表以下1m至大气影响深度(或浸水影响深度、热源影响深度)范围内原状膨胀土土样的试验数据,因此钻探时该深度范围内需加密取样,尽量多取样,野外勘察时应特别注意。
d地基承载力特征值可由载荷试验和其它原位测试结合实践经验综合确定。
4地基基础处理措施在膨胀土地基上进行基础设计时,应根据气候条件、地基的胀缩等级、地基的工程地质及水文情况和建筑物的结构类型,合理选定地基处理方案。
常规的膨胀土地基处理方法有如下几种:a采用桩基础,使地基的持力层落在稳定的土层上。
b 将膨胀土换填成非膨胀土、砂石或灰土,从根本上改变土壤的性质,消除其胀缩性。
c 基础埋深不应小于1 m,尽量埋在大气影响深度以下。
d对地基基础进行避水处理。
e对不能直接用作填筑土料的膨胀土,采用化学改性法,如地基土掺入生石灰、水泥、氯化钙等,通过过量Ca2+置换土中的K+、Na+离子,起到絮凝团聚、碳化、胶结的作用。
5设计原则及措施5.1 场址选择a 宜选择地形条件比较简单,且土质比较均匀、胀缩性较弱的地段;b宜具有排水畅通或易于进行排水处理的地形条件;c 宜避开地裂、冲沟发育和可能发生浅层滑坡等地段;d 坡度宜小于14。
井有可能采用分级低挡土结构治理的地段;e 宜避开地下溶沟、溶槽发育、地下水变化剧烈的地段。
5. 2总平面设计应符合下列要求:a 同一建筑物地基土的分级变形量之差,不宜大于35mm;b 竖向设计宜保持自然地形和植被,并宜避免大挖大填;c 挖方和填方地基上的建筑物,应防止挖填部分地基的不均匀性和土中水分变化所造成的危害;d 应避免场地内排水系统管道渗水对建筑物升降变形的影响;e 地基基础设计等级为甲级的建筑物,应布置在膨胀土埋藏较深、胀缩等级较低或地形较平坦的地段;f 建筑物周围应有良好的排水条件,距建筑物外墙基础外缘5m内不得积水。
5.3建筑措施在满足使用功能的前提下,建筑物的体型应力求简单,并应符合下列要求:a 建筑物选址宜位于膨胀土层厚度均匀,地形坡度小的地段;b 建筑物宜避让胀缩性相差较大的土层,应避开地裂带,不宜建在地下水位升降变化大的地段,当无法避免时,应采取设置沉降缝或提高建筑结构整体抗变形能力等措施;c 屋面排水宜采用外排水,建筑物场地应设置有组织的排水系统;d建筑物四周应设散水。
5.6 结构措施a 应选择适宜的结构体系和基础形式;b应加强基础和上部结构的整体强度和刚度。
6膨胀土地基勘察实例作者在2013年所完成的项目“安徽巢湖观湖风电场110KV升压站工程”,站内主要为综合楼、生产楼、备品备件库、事故油池、户外构架及主变等建筑物,层高均低于2层,地面高程65~76m,由东北向西南缓倾,自然坡度5~12°,无明显自然陡坎,东侧临靠165m高程的梁状山,经野外现场地质调查及土样室内试验,判定为膨胀土场地,属坡地场地(见图1)。
按《膨胀土地区建筑技术规范》,巢湖地区大气影响深度为3.5m,大气影响急剧层深度为1.6m。
勘察揭露地表0.2~1.5m为含植物根系的表层坡积碎石土,其下即为硬塑状,含砂岩、泥质砂岩及灰岩碎、块石的粉质粘土或粘土,颜色多变,灰黄、棕红、灰白及灰黑色各异,土体成分极不均匀,深度15m内仍未揭穿,在钻孔中进行标贯及重型动探试验时,常常遇到碎石,标贯击数10~25击,重型动探8~21击,少数反跳,岩土体结构不均匀,碎块石的随机分布给土体取样带来很大困难,且土体与靠山侧的基岩接触面陡斜,因此站址处为不均匀地基。
图1 槐林镇山区110KV升压站建成后照片按土试成果计算,地基胀缩等级为Ⅰ级。
针对以上特点,提出以下地质建议:a场地地基虽不均匀,但地基强度均较高,均为中偏低压缩性,建筑物采取适当基础埋深,换填垫层减少地基不均匀的影响,合理防治措施、建筑结构措施后,可采用天然地基。
b场地内无稳定平坦的桩基持力层,地基土中含较多碎石块石,全风化基岩中夹较多残积强~弱风化岩块,大小不一,分布无明显规律,因此不建议采用桩基。
c场地属坡地场地,不宜大挖大填,场地东北侧开挖边坡、西南侧填方形成的边坡,宜进行分级放坡,并采取支挡护坡措施,边坡上部及周围做好截水、排水措施,设置泄水孔,并在坡上用非膨胀弱透水材料封盖。
D采用天然地基(如墩式基础)需用改良性土如灰土换填、封闭处理,以防止地基土含水量变化,同时减小地基的不均匀性,垫层宽度大于基底宽度,并结合宽散水防治措施、设置沉降缝、圈梁等建筑结构措施综合处理。
e基础开挖过程中建基面应预留一定厚度的保护层,雨季施工时应防止雨水浸泡地基。
建议分段施工,加强建基面的保护,清基后及时施工,避免地基长时间暴露或泡水。
f如条件许可变电站场地向山坡上游平移至岩石地基上。
g建成后进行长期建筑物变形监测。
7后续设计方案a经与甲方协商,将变电站场址向山梁方向移动了约25m,使站址大部分地基位于石英砂岩岩石地基上。
站址内靠下游基础处于膨胀土地基范围内的建筑物采用了墩式基础,持力层置于4.0m埋深之下,并采取了封闭措施,b在靠山侧的上游修建挡墙,设置截水沟,墙内设泄水孔,在下游对场平后形成的坡体新建挡墙并护坡,地面采用1.5 m的宽散水。
c屋面均采用了有组织的外排水。
目前,变电站已建成并正常运营一年多。
6结束语膨胀土是影响房屋建筑安全稳定的不良地质,其危害性较大,在房屋设计中应尽量将基础埋在大气影响深度以下,或直接坐在非膨胀土层上,避开膨胀土的膨胀应力,否则应采取安全有效的措施对其进行处理,最大限度地减少膨胀土带来的危害,以确保建筑物的安全使用。
旨在与同行及同类型项目工作者交流经验。
参考文献参考文献:[1]GB50112-2013,膨胀土地区建筑技术规范[S].[2]JGJ 79-2012,建筑地基处理技术规范[S].[3]王国强.安徽省江淮地区膨胀土的工程性质研究[J].岩土工程学报,1999年第21卷1期.[4]周阳等.安徽省膨胀土分类和成因研究[J].工程与建设,2013年第27卷1期.[5]张万涛. 合肥地区膨胀土及生石灰改性的研究[J].安徽建筑,2011 年第4 期.。