膨胀土改良
改良膨胀土路基施工关键问题初探

改良膨胀土路基施工关键问题初探摘要:我国的膨胀土分布广、面积大,在高速公路路基施工中,常常会遇到膨胀土。
石灰改良膨胀土技术作为路基土质改良方法之一,近年来应用十分广泛。
本文分析了膨胀土改良机理和改良膨胀土路基施工技术,并重点探讨了改良膨胀土路基施工关键问题。
关键词:改良膨胀土;路基施工;关键问题一、膨胀土改良机理膨胀土是一种具有膨胀性矿物成分包含蒙脱石及伊利石、高岭石、绿泥石等亲水性的高塑性粘土。
膨胀土应是土中粘粒成分只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的粘土。
具有较大往复膨胀变形的高塑性粘土。
由于膨胀土的液限、塑限、塑性指数较大,压缩性偏底,在天然含水量的情况下较坚硬,容易被施工人员忽视,一但遇水就膨胀,强度骤减;失水就干缩,形成裂隙,对工程建设潜在着严重的破坏性,很容易产生流坍、坍塌、滑坡、开裂、膨胀、松散、剥落等病害。
且治理难度相当大。
因此在施工阶段就应采取措施,防止病害的发生。
石灰改良膨胀土技术作为路基土质改良方法之一,近年来应用十分广泛。
石灰作为膨胀土的改性材料有很多优点:改性效果明显,消除胀缩性和提高强度两者兼得;尤其是石灰改良膨胀土作为一种稳定固化土,具有较高的承载力、抗剪强度和良好的水稳定性,一般主要用于承受抗弯作用的道路和机场跑道的基层和底基层,以及建筑物的地基处理。
由于石灰资源丰富,成本较低,且石灰改良土可显著提高土工结构的可碾压含水量,有效缩短施工周期。
因此,石灰改良膨胀土做路基填料,在近几年来高速公路填筑工程中得到了广泛应用。
二、改良膨胀土路基施工技术(一)基底处理将路基范围内原地面表层的种植土、草皮都予以清除,清除深度不小于15cm,如遇树根,应全部挖除并将坑穴填平;基底清理完毕后应立即压实;在深耕(>30cm)地段,必要时应先将土翻松、打碎,再整平、压实。
为确保基底的强度和稳定性,用轻型动力触探仪或K30进行基底承载能力合格性检验;做好临时排水系统,保证施工期排水畅通。
工程地质知识:膨胀土地基处理之土质改良法.doc

工程地质知识:膨胀土地基处理之土质改良法
土地改良法分为物理改良法、化学改良法以及综合改良法。
其中,物理改良法是在膨胀土中添加其他非膨胀性固体材料,通过改变膨胀土原有的土颗粒组成级配,从而减弱膨胀土的胀缩能力,达到改善其工程特性的。
化学改良法包括使用:
1.石灰,石灰能有效抑制膨胀土的胀缩趋势,又具有经济与实施方便的优点,在工程界应用十分普遍。
2.水泥土,是用土料、水泥和水经过拌和的混合物,应用于膨胀土地区的衬砌尤其广泛。
水泥土与石灰土的不同之处在于,前者的早期效应比后者明显,且水泥可产生更大的凝聚作用,引起的凝聚反应使黏土层之间的胶结力增大,从而使土处于更加稳定的状态,其强度和耐久性比石灰土提高幅度更大,但就膨胀而言,石灰是更好的稳定掺合剂,水泥用于加固膨胀土的掺入量一般为4%6%。
3.ncs固化剂,施工实践表明,ncs固化剂具有较强的吸水性和显著提高土体强度的作用,以及固化土具有较好的水稳定性和冻融稳定性,在天然含水量较高的地区,采用6%10%的ncs固化剂处理膨胀土,其收缩性小于石灰土,与采用石灰土处理土基及用石灰土作底基层相比,提高了路基、路面的整体强度,且在工程的管理、运输使用和配制混合料等方面都比常用的消石灰或生石灰方法简便,可以明显提高工程质量和加快施工进度,并易于控制密实度及均匀性,对施工操作人员与周围环境污染影响甚微,值得推广应用。
4.压力喷注灌浆,压力喷注灌浆加固膨胀土是通过灌浆压力作用,
充分利用膨胀土中存在的大量裂隙,将化学改良剂或胶凝材料配制成一定浓度的浆液注入土体的裂隙和孔隙中,使浆液与土发生一系列的物理化学反应,达到土体改性、加固、抑制膨胀性的目的。
浅谈膨胀土改良方法

浅谈膨胀土改良方法摘要:膨胀土一直以来就是困扰水利工程施工的一项世界性难题。
由于地质条件的不同,膨胀土的处理改良方法也各不相同。
本文是在大量膨胀土改良相关文献的基础上,概括总结了近年来膨胀土改良的常用方法,对石灰、粉煤灰及阳离子添加剂等改良方法进行了详细的阐述,并指出了当前膨胀土处理方面所存在的问题。
关键词:膨胀土;改良;方法0引言膨胀土是土中粘粒成分,主要由亲水性矿物(如蒙脱石、高岭石等)构成,同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性。
其性质极不稳定,常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形,造成位移、开裂、倾斜甚至破坏,危害性很大。
目前,膨胀土改良方法的研究主要有物理方法改良、化学方法改良、生物技术改良等。
1 物理改良方法1.1 包边法包边法填筑膨胀土路堤是在堤身两侧用正常土包边,直接用开挖膨胀土填芯的一种经济环保的路基修筑方法。
膨胀土遇水后强度大大降低,但是在干燥时膨胀土有较高的强度,所以只要控制水分不进入膨胀土区域即可保证膨胀土强度的稳定性和安全性,从而保证路基的稳定和安全营运。
1.2 掺纤维法掺纤维改良膨胀土是往膨胀土中加入人工纤维,其改良机理是由于基体吸水膨胀时,纤维和基体的界面产生切应力,从而限制膨胀土体的进一步膨胀变形,对土体起到约束作用。
利用土中添加纤维起加筋作用,能有效抑制膨胀土的膨胀,减少膨胀土的膨胀力和膨胀率,显著提高土体无侧限抗压强度、凝聚力和内摩擦角。
纤维对膨胀土收缩性质有明显改良,可显著降低纤维土的收缩性。
1.3 风化砂改良法将风化砂按照一定的配合比例掺入膨胀土中,经过拌合之后形成改良土样,根据改良理论和实验研究,综述掺砂改良膨胀土的机理主要有:(1)增大了膨胀土中粗颗粒含量,达到减小膨胀量的效果;(2)改变了膨胀土的密实特性,增大空隙率,减小膨胀土的膨胀量;(3)增大了膨胀土颗粒与颗粒之间的摩擦力,利用颗粒与颗粒之间的摩擦力抵消一部分膨胀力,达到降低膨胀量的效果;(4)增大初始含水率,使膨胀土在施工时处于一个高含水率状态,从而达到降低膨胀量的效果。
化学改良膨胀土原理

化学改良膨胀土原理
咱来说说化学改良膨胀土的原理哈。
你可以把膨胀土想象成一个特别调皮、情绪很不稳定的家伙。
它为啥这么不稳定呢?是因为它里面的一些成分,就像它身体里的小怪兽,在遇到水或者其他情况的时候就开始捣乱。
化学改良呢,就像是给这个调皮的膨胀土请了个厉害的“驯兽师”。
比如说往里面加石灰,石灰就像一个严厉又有办法的驯兽师。
石灰进到膨胀土里面,就开始和土里面那些捣乱的成分,像蒙脱石之类的矿物质打交道。
石灰里的钙离子就会跑过去,和这些捣乱分子结合起来,就好像给这些小怪兽戴上了紧箍咒,让它们不能那么随心所欲地膨胀和收缩了。
还有像水泥这种东西,它进到膨胀土里,就像一个建筑大师。
水泥里面的各种成分就像建筑材料一样,和膨胀土混合起来,重新构建了土的结构。
原本松散、容易变形的结构,就被水泥加固得更结实了,就像给一座摇摇欲坠的小房子重新打了地基、加固了墙壁一样,让它不再轻易因为水分的变化而膨胀或者收缩啦。
另外一些化学试剂呢,它们有的会改变膨胀土的酸碱度,让这个环境变得不适合那些让土膨胀的反应发生,就像改变了小怪兽们生活的环境,让它们没那么活跃了。
化学改良膨胀土就是用各种化学物质的特殊能力,把调皮捣蛋的膨胀土变得规规矩矩的。
膨胀土改良

摘要膨胀土土木在工程中十分常见,膨胀土的特征十分复杂,它具有吸水膨胀失水收缩的基本特性,直接使用膨胀土填筑或建筑物直接建造在膨胀土上都是不符合规范要求的,以前由于对膨胀土的特性认识不清楚,而导致发生的工程事故比比皆是。
膨胀土是影响道路及其他构造物建设的一种特殊土质,在实际工程中,处理不好其破坏力是巨大的。
不同的填料其性质都不相同。
其性质与构成其结构颗粒的形状、大小、矿物成分有关,既要重视又不能忽视,既要分析内因又要研究外因,改良就要从本质上改变其物质结构,改善其颗粒构成,从而改变其物理力学性能。
所以我们今天把膨胀土的改良列为一个课题进行研究,把改良前后的数据进行分析和总结,使我们能够清楚的认识膨胀土,本篇文章第一篇从膨胀土的定义,特性(一般特性,物理特性,膨胀特性,野外特性),判别方法,膨胀土的分类,在膨胀土地区建造建筑物的措施,危害改良的方法。
第二篇列举事例,试验的项目工艺,方法,从试验前后的数据进行分析,帮助我们更好的了解膨胀土。
膨胀土改良加快了施工进度,赢得了效益。
通过改良,大大缓解了填料来源的需求,充分利用了资源,降低了工程造价,同时将一些荒岗改造成农田,鱼塘,也为经济发展做出了巨大的贡献。
膨胀土并不可怕,只要我们找到一个准确的改良方法,我们就可以战胜它。
关键词:膨胀土特征改良总结土木工程膨胀土改良第一篇膨胀土的概述1.膨胀土的特性,判别与分类1.1.膨胀土的定义与危害(1)定义:膨胀土是一种具有膨胀性矿物成分包含蒙脱石及伊利石、高岭石、绿泥石等亲水性的高塑性粘土。
膨胀土应是土中粘粒成分只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的粘土。
具有较大往复膨胀变形的高塑性粘土。
由于膨胀土的液限、塑限、塑性指数较大,压缩性偏底,在天然含水量的情况下较坚硬,容易被施工人员忽视,一但遇水就膨胀,强度骤减;失水就干缩,形成裂隙,对工程建设潜在着严重的破坏性,很容易产生流坍、坍塌、滑坡、开裂、膨胀、松散、剥落等病害。
膨胀土的性质及改良

膨胀土的性质及改良膨胀土的性质及改良1 膨胀土及其工程性质膨胀土是颗粒高分散、成分以黏土矿物为主、对环境的湿热变化敏感的高塑性黏土。
它是一种吸水膨胀软化、失水收缩干裂的特殊土,工程界称之为灾害性土。
它的主要特征是:(1)粒度组成粘粒(<2μm)含量大于30%;(2)黏土矿物成分中,伊利石-蒙脱石等强亲水性矿物占主导地位;(3)土体湿度增高时,体积膨胀并形成膨胀压力;土体干燥失水时,体积收缩并形成收缩裂缝;(4)膨胀、收缩变形可随环境变化往复发生,导致土的强度衰弱;(5)属液限大于40%的高塑性土;(6)属超固结性黏土。
膨胀土在世界范围内分布极广,遍及六大洲。
我国是膨胀土分布最广的国家之一,先后有20多个省区发现有膨胀土。
近地表的浅层土不仅裂隙特别发育,而且对气候变化特别敏感,是一种典型的非均匀三相介质。
土质干湿效应明显,吸水时,土体膨胀、软化,强度下降;失水后土体收缩,随之产生裂隙。
膨胀土的这种收缩特性,当含水量变化时就会充分显示出来。
反复的胀缩导致了膨胀土土体的松散,并在其中形成许多不规则的裂隙,从而为膨胀土表面的进一步风化创造了条件。
裂隙的存在破坏了土体的整体性,降低了土体的强度,同时为雨水的侵入和土中水分的蒸发开启了方便之门,于是,天气的变化进一步导致了土中含水量的波动和胀缩现象的反复发生,这进一步导致了裂隙的扩展和向土层深部发展,使该部分土体的强度大为降低,形成风化层。
这种风化层的最大深度大致在气候的影响深度范围内,一般在1.5—2.0m,最大深度可达4.0m。
膨胀土的应力历史和广义应力历史决定了膨胀土具有超固结性,沉积的膨胀土在历史上往往经受过上部土层侵蚀的作用形成超固结土。
膨胀土由于卸荷作用也能引起土体裂隙的发展,边坡的开挖,对土体产生了卸荷作用,这种卸荷对土中的隐蔽微裂隙膨胀土来说,必然会促进裂隙的张开和扩展,尤其是在边坡底部的剪应力集中区域裂隙面的扩展更为严重,这些区域往往是滑动开始发生的部位。
高等级公路路基膨胀土土性改良及施工技术的研究

高等级公路路基膨胀土土性改良及施工技术的研究1. 膨胀土的特性和影响因素1.1 膨胀土的形成和成因膨胀土是指具有水分吸收能力并在吸湿后体积膨胀的特殊土壤,其主要成因为土壤中含有膨胀性矿物,如膨润土矿物和石膏等。
它通常会出现在干燥的气候条件下,因为在湿润条件下,膨胀土的水分会蒸发,体积也会随之收缩。
膨胀土也是公路建设过程中常见的问题,因为它的性质很容易导致公路路面变形和破裂。
1.2 影响膨胀土体积变化的因素膨胀土受多种因素影响,包括土壤类型、含水量、温度、固结程度、膨胀土含量等。
在高等级公路建设中,需要特别注意以下因素:•湿度和含水量:膨胀土的湿度和含水量对体积的影响非常大。
当含水量超过一定程度时,其膨胀程度会明显增加。
因此在工程设计和施工中需要控制膨胀土体积含水率的合理范围。
•温度:温度变化也会影响膨胀土的体积变化。
例如在冬季,由于土壤温度下降,其含水量也会下降。
在春季太阳升起时,土壤则会相应地膨胀。
•固结程度:当膨胀土处于较高的固结程度时,其体积膨胀程度就会降低。
•土壤类型:不同的土壤类型受水分的吸收程度和膨胀程度也是不同的。
2. 膨胀土的改良方法针对膨胀土的特性,有很多常见的改良方法,包括:2.1 膨胀土与其他土壤混合将膨胀土和不易膨胀或不膨胀的土壤混合,可以减少膨胀土的膨胀量,并提高其承载力和稳定性。
混合土的比例需要根据实际情况进行考虑,通常可以采用试验方式来调整比例。
2.2 石灰土法使用石灰来改良膨胀土也是一种常见的方法。
石灰可以中和膨胀土中的酸性物质,提高土壤的PH值,并改善土壤的结构,降低膨胀土的膨胀性和水分敏感性。
这种方法的主要弊端是需要较长的固化时间。
2.3 水泥法水泥法是使用水泥来加固膨胀土的一种常见方法。
在工程中,采用稳定液的方式将水泥和膨胀土均勻混合,可以极大地改善土壤的稳定性和强度。
但是需要注意的是,水泥含量不能过高,否则会影响膨胀土的水分吸收性。
3. 技术要点在实际的施工中,为了确保改良效果,需要注意以下技术要点:3.1 施工前的试验在施工前需要对膨胀土进行试验,得出其物性参数和水分敏感性等数据,以确定具体的改良方法和参数。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法

公路路基路面设计中膨胀土的处理方法公路路基路面设计中,如果遇到膨胀土地质条件,需要采取一系列的措施来处理。
一、土壤改良措施膨胀土的最关键问题就是其含水量的变化会引起土体体积的变化,因此需要采取土壤改良措施来稳定土壤的含水量。
常用的土壤改良方法有以下几种:1. 混凝土道面:在膨胀土道基表面加设一层混凝土道面,可以有效避免水分的渗透和土壤膨胀。
混凝土道面施工时应注意与土壤层之间要设置一层防水隔离层,防止水分渗透到道基土中。
2. 分层法:将膨胀土分成面积较小的块状或条状土坯,再覆以合适的填料并经过压实处理。
3. 增加外荷载:通过向膨胀土上施加一定的外部荷载,利用外力作用使土体压实,从而减小土体的膨胀变形。
4. 路基加宽:通过加宽路基的方法,增加路基稳定性,减小土体的变形。
5. 加固桩:在膨胀土地基中打入加固桩,用于增加土体的稳定性,减小路基的变形。
以上土壤改良措施可以单独应用,也可以组合使用,具体选择哪种措施,需要根据膨胀土地质情况的具体要求来决定。
二、排水措施排水是膨胀土处理中的重要环节,通过科学的排水措施,可有效减少土壤中的水分含量,从而减缓土体的膨胀变形。
常见的土壤排水措施有以下几种:1. 排水沟:沿路基设置排水沟,通过排水沟将水分引到指定地点进行排泄。
2. 排水管网:在路基中设置排水管网,通过排水管将路基中的水分引到沟渠或汇集地点进行排泄。
3. 排水井:设置一定数量的排水井,用于路基内部的排水处理。
排水井应合理布置,并与排水管道相连,利用重力作用将水分引导到指定地点。
4. 压实排水法:采用较重的均质料进行路基的压实,形成一个基本不渗水或渗水较小的路基结构,从而减少土体中的水分含量。
5. 土工格栅:在路基中设置土工格栅,通过土工格栅的渗水性能,实现土壤中水分的排泄。
三、监测和维护在公路路基路面设计中,对于膨胀土地质条件,需要进行持续的监测和维护工作。
定期进行路基的检查,如发现异常情况及时处理,保持路基的稳定性。
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摘要膨胀土土木在工程中十分常见,膨胀土的特征十分复杂,它具有吸水膨胀失水收缩的基本特性,直接使用膨胀土填筑或建筑物直接建造在膨胀土上都是不符合规范要求的,以前由于对膨胀土的特性认识不清楚,而导致发生的工程事故比比皆是。
膨胀土是影响道路及其他构造物建设的一种特殊土质,在实际工程中,处理不好其破坏力是巨大的。
不同的填料其性质都不相同。
其性质与构成其结构颗粒的形状、大小、矿物成分有关,既要重视又不能忽视,既要分析内因又要研究外因,改良就要从本质上改变其物质结构,改善其颗粒构成,从而改变其物理力学性能。
所以我们今天把膨胀土的改良列为一个课题进行研究,把改良前后的数据进行分析和总结,使我们能够清楚的认识膨胀土,本篇文章第一篇从膨胀土的定义,特性(一般特性,物理特性,膨胀特性,野外特性),判别方法,膨胀土的分类,在膨胀土地区建造建筑物的措施,危害改良的方法。
第二篇列举事例,试验的项目工艺,方法,从试验前后的数据进行分析,帮助我们更好的了解膨胀土。
膨胀土改良加快了施工进度,赢得了效益。
通过改良,大大缓解了填料来源的需求,充分利用了资源,降低了工程造价,同时将一些荒岗改造成农田,鱼塘,也为经济发展做出了巨大的贡献。
膨胀土并不可怕,只要我们找到一个准确的改良方法,我们就可以战胜它。
关键词:膨胀土特征改良总结土木工程膨胀土改良第一篇膨胀土的概述1.膨胀土的特性,判别与分类1.1.膨胀土的定义与危害(1)定义:膨胀土是一种具有膨胀性矿物成分包含蒙脱石及伊利石、高岭石、绿泥石等亲水性的高塑性粘土。
膨胀土应是土中粘粒成分只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的粘土。
具有较大往复膨胀变形的高塑性粘土。
由于膨胀土的液限、塑限、塑性指数较大,压缩性偏底,在天然含水量的情况下较坚硬,容易被施工人员忽视,一但遇水就膨胀,强度骤减;失水就干缩,形成裂隙,对工程建设潜在着严重的破坏性,很容易产生流坍、坍塌、滑坡、开裂、膨胀、松散、剥落等病害。
且治理难度相当大。
因此在施工阶段就应采取措施,防止病害的发生。
(2)危害:膨胀土通常强度交高,压缩性底,易被误认为是良好的地基.膨胀土对建筑物的损坏,主要由不均匀变形所引起.当最大胀缩变形超过 1.5cm,就会引起墙体开裂,例如,某地建造96栋建筑物,其中82栋因膨胀土的膨胀作用而变形,另一地区200多栋建筑物几乎都发生开裂事故。
其中损害严重无法使用的有40多栋,被迫拆除了10多栋,湖南一座高架灌渠因膨胀土的膨胀作用,使支墩严重严重倾斜并开裂房屋开裂的特点以低层砖木结构民房最严重,房屋裂缝形态为:①山墙上呈倒八字形,裂缝上宽下窄;②外纵墙下部裂缝水平方向,同时墙体外倾,基础外转;③地基多次往复胀缩,使墙体裂缝斜向交叉;④独立砖柱水平断裂同时水平位移;⑤地坪隆起、开裂等。
见图:墙面的交叉裂缝山墙上的对称裂缝外纵墙的水平裂缝1.2膨胀土地基的特征 1.2.1一般特征膨胀土地基是指粘粒成分只要由亲水性矿物组成,并具有显著膨胀性的粘土。
他在世界上分布很广。
我国已有20个省,自治区发现了膨胀土,以黄河流域及其以南地区分布较为广泛。
过去对于这种土的特性不是很了解,误以为这种土是坚硬,压缩性小的良好天然地基,但经过对于过去大量工程实践,逐步查明等着中土有吸水收缩并往复变形的性质,对建筑结构尤其是对轻型建筑,路基等都有破坏作用,并且不宜修复。
我国膨胀土按其粘土矿物成分划分,分为两类:见表:我国各地膨胀土的含水量随季节变化,有一个波动幅度。
但总的看来,含水量大体在塑限左右变动,所以膨胀土多呈坚硬或硬塑状态,民间常用“天晴一把刀,下雨一团糟”来形容这种土的物理变化。
1.2.2膨胀土的物理特性①:天然含水量接近塑限w=20%~30%≈wp,一般饱和度st>0.85.②天然空隙比中等偏小e=0.5~0.8.③:液限wl=38%~55%, 塑限wp=20%~35%;塑性指数Ip=18~35,为粘土,多数Ip=22~35之间.④:粘土颗粒含量d<0.005mm颗粒占24%~40%.⑤:液限指数很小,Il=-0.14~0,呈坚硬或硬塑状态.⑥:自由膨胀率=40%-58%,最高﹥70%.膨胀率=1%~4%.膨胀压力=(10~110)kpa⑦:缩限Ws=11%~18%;红粘土类型的膨胀土Ws偏大⑧:压缩性小,多属于低压缩性土.1.2.3膨胀土的膨胀特性膨胀是指在一定条件下土的体积因不吸水而增大的过程,它是粘土矿物与水相互作用的结果.反映土的膨胀性能的指标有自由膨胀率和不同压力下的膨胀率.自由膨胀率和膨胀土的主要矿物成分有关.一般讲,当主要粘土矿物为以蒙特石为主时,自由膨胀率为40%-80%;自由膨胀率低于40%时一般应视为非膨胀土.膨胀率是反映土在某压力下单位厚度土体的膨胀变形.他与土的含水量关系密切,一般情况下,土的含水量越底,膨胀率越高.1.2.4膨胀土的野外特性膨胀土一般分布在Ⅱ级以上河谷阶地,丘陵地区及山前缓坡地带1.2.5膨胀与收缩变形的主要内外因素1 内因: ①矿物及化学成分:如上所述膨胀土含大量蒙特石和伊利土,亲水性强,膨胀变形大化学成分以氧化硅,氧化铁,氧化铝为主.如氧化硅含量大,则膨胀量大.②粘土颗粒含量:粘粒d小于0.005mm比表面积大,电分子吸引力大,因此粘粒含量高时膨胀变形大,③土的密度:如密度大即天然空隙比小,则侵水膨胀强烈,失水收缩小.反之.④含水量w:若初始w与膨胀后w接近,则膨胀小,收缩大.反之则膨胀大,收缩小.⑤土的结构:土的结构强度大,则限制胀缩变形的作用大,当土的结构被破坏后,胀缩性增大.2 外因:①气候条件:包括降雨量,蒸发量,气温,相对湿度和地温等,雨季土体吸水膨胀,旱季失水收缩,②地形地貌:同类膨胀地基,地势底处比高处膨胀变形小,例如云南某小学3排内教室条件相同建在3个台形膨胀土上,结果高处教室严重破坏,低处教室完好无损,③周围树木:尤其阔叶乔木,旱季树根吸水,加剧地基土的干缩变形,使临近树木房屋开裂;④日照程度:房屋向阳面开裂多,背面开裂少.由上所述,膨胀土地基的变形除了土的膨胀与收缩特性这个内在与含水量的变化则是两个非常重要的外在因素,特别是含水量的变化还与当地的气候条件,建筑场地地形复杂程度以及覆盖等密切相关。
当弄清某一场地的膨胀土收缩性质以及该地在四季循环中土的含水量变化情况时,就有可能预估建造在地基上的结构。
1.3. 膨胀土的现场特征和判别1.3.1膨胀土多出现于地形平缓的山前丘陵和盆地边缘,无明显自然陡坎;常见浅层滑坡、地裂、新开挖的坑槽壁易发生坍塌;呈裂隙发育,开挖后即见有光滑面与擦痕,且裂隙中充填着灰白色,灰绿色粘土,自然条件下呈硬塑状态。
在膨胀土地区施工,首先必须正确识别膨胀土,准确判断膨胀性的强弱,依据规范要求采取切实可行的方法进行处理,膨胀土并不可怕,怕的是对膨胀土判断失误,没有进行正确的处理而导致工程病害的发生。
对于膨胀土的判别与分类,国标《膨胀土地区建筑技术规范》GBJ112-87按自由膨胀率和地基变形来划分膨胀土的胀缩等级,虽然膨胀土的判别方法国内外尚未有统一标准,但比较广泛采用的是现场定性和室内试验指标相结合的综合判定。
1.3.2交通部《公路路基施工技术规范》JTJ033-95规定“凡是液限大于或等于40%;自由膨胀率大于或等于40%,两个条件同时具备的粘土即可判断为膨胀土”具体下列工程地质特征的场地,且自由膨胀率大于等于40%的土应判定为膨胀土:(1)裂缝发育,常有光滑面和擦痕,有的裂缝中充填这灰白,灰绿色粘土,在自然条件下呈坚硬或硬塑状态。
(2)多出露于二级或二级以上阶地,山前和盆地边缘丘陵地地带,地势平缓,无明显自然徒坎。
(3)常见浅层塑性滑坡,地裂,新开挖槽壁宜发生坍塌等。
(4)建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合。
1.4 膨胀土的分类交通部《公路路基施工技术规范》JTJ033-95根据其膨胀率Fs大致可分强、中、弱三级,见下表:2.膨胀土地区建筑工程措施2.1.1 建筑措施(1)建筑体型应力要求简单,下列情况应设置沉降缝:①挖方与填方交界处或地基显著不均匀处;②建筑物平面转折部位或高度(或荷载)有显著差异部位;③建筑结构(或基础)类型不同部位。
(2)屋面排水宜采用外排水;排水量较大时,应采用雨水明沟或管道排水。
(3)散水设计要求:①散水面层采用混凝土或沥青混凝土,其厚度为80mm~100mm;②散水垫层采用灰土或三合土,其厚度为100mm~200mm;③散水伸缩缝间距可为3m,并与水落管错开;④散水宽度不小于 1.2M其外缘应超出基槽300mm,坡度可为3%-5%;⑤散水与外墙的交接缝和散水伸缩缝,均应填以柔性防水材料;⑥散水宽度不小于2M的宽散水;面层可采用C15强度等级的混凝土,厚80mm~100mm;并在面层与垫层之间做隔热保温层,可采用1/3石灰焦渣,厚100mm~200mm;垫层可采用2/8灰土或三合土,厚100mm~200mm。
散水外端用C15混凝土包裹隔热层与垫层,至垫层底部深度。
(4)室内地面设计应区别对待;要求不严格的地面按通常方法,Ⅲ级膨胀土地基和使用要求特别严格的地面,可采用地面配筋或地面空架;大面积地面应做分格变形缝,分格尺寸可为3M3M;变形缝均应填嵌柔性防水材料。
2.1.2结构措施(1)基础形式;较均匀的弱膨胀土地基,可采用条形基础,基础埋深较大或基地压力较小时宜采用墩基。
(2)采用承重砌体结构:可采用拉结较好的实心砖墙,不得采用空斗墙、砌体墙或无砂混凝土砌体;不宜采用砖拱结构、无砂大孔混凝土和无筋中型砌块等对变形敏感的结构。
(3)设置圈梁:圈梁部位为房屋顶层和基础顶部。
多层房屋的其他各层可隔层设置;必要时也可层层设置。
砖混结构房屋圈梁应设置在外墙、内纵墙以及对整体刚度起重要作用的内横墙上,并在同一平面内闭合。
圈梁的高度不小于120mm,纵向钢筋可采用4∞12,混凝土强度等级为C15。
(4)设置构造柱:Ⅲ级膨胀土地基必要时可适当设置构造柱,以加强上部结构整体性。
2.2膨胀土地基的处理方法2.2.1:结构物场地有坎坡时首先应治坡在进行膨胀土地基设计及处理时,首先应考虑场地地形的复杂程度及其对工程的影响。
这主要应考虑边坡的稳定性,挖填方带来的影响,场地土质的均匀程度。
调查结构表明,建造在膨胀土坡地上的建筑物,其损坏要比建造在平地上的普遍而且严重的多。
因此设计时应尽量避免将结构物建造在这类坎坡上。
当必须在坎坡上建造时,应首先治坡,整治环境,否则单纯的局部地基处理将是难以奏效的。
膨胀土坎坡建筑场地,一般是指坡比等于或大于十分之一的坡腰地带及坡肩至坡顶方向10m范围内的坡肩地带要维持边坡稳定可采取如下措施。
1)排水规划好场区内外排水系统,使雨水能够顺利排出场区外。