膨胀土地区重型设备基础沉降处理措施
膨胀土的分类及膨胀土地区基础的施工方案
1引言膨胀土的分布范围很广，在国内，广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地均有分布，在国外，美国西南部、印度、澳大利亚、非洲和中东等地也广泛存在。
我公司近期在南非、塞内加尔、印度等地执行的水泥工程项目均存在不同程度的膨胀土问题。
膨胀土主要由亲水性矿物组成，如蒙脱石、伊利石和高岭石等，具有较大的吸水膨胀摘要：介绍了中国、美国、法国、印度对膨胀土的判别分类标准，中国标准采用自由膨胀率，美国标准采用多种方法，法国标准按膨胀应力分类，印度标准采用多指标综合判别分类膨胀土。
同时，介绍了在不同判别分类标准下，膨胀土地区基础工程采用的微型桩、短桩、应力抵消法等施工方式。
关键词：膨胀土；膨胀性分类；微型桩；施工方式中图分类号：TU471.91文献标识码:B 文章编号：1001-6171（2021）01-0073-06DOI ：10.19698/ki.1001-6171.20211073通讯地址：天津水泥工业设计研究院有限公司，天津300400；收稿日期：2020-05-31；编辑：吕光膨胀土的分类及膨胀土地区基础的施工方案全明Classification of Expansive Soil and Construction Scheme of Foundationsin Expansive Soil AreaQUAN Ming(Tianjin Cement Industry Design &Research Institute Co.,Ltd.,Tianjin 300400,China )Abstract :The identification and classification criteria of expansive soil in China,America,France and India are introduced.For Chinese,American,French and Indian code,free swelling ratio,multiple methods,swelling pressure and multi-index comprehensive method is adopted respectively.Meanwhile,the construction methods such as micro pile,short pile and stress offset method forfoundation engineering in expansive soil area under different identification and classification criteria are presented.Key words :expansive soil;classification of expansibility;micro pile;construction method性、失水收缩性和强度衰减性。
浅谈膨胀土地区工程措施
浅谈膨胀土地区工程措施膨胀土是一种性质特殊的土，通常强度较高、压缩性低，易被误认为是良好的地基。
由于膨胀土性质的特殊性，使得在膨胀土地区建造建筑物往往具有较大的困难。
本文简单介绍了膨胀土的性质，并结合有关工程实例列举了膨胀土地区经常采用的几种工程措施。
标签膨胀土；地基处理；工程措施膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩的特性，其对地基的损坏主要由不均匀变形所引起。
由于膨胀土性质的特殊性，使得在膨胀土地区建造建筑物往往具有较大的难度。
我国地域广阔，膨胀土在我国的分布较为广泛，由于种种因素的限制，许多建筑物不得不建造在膨胀土上，因此对膨胀土地区的建筑物进行专门的论证，采取有效的建筑、结构措施，以保证建筑物满足承载力以及正常使用的要求就显得极为重要。
一.膨胀土的一般特性《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112—87）对膨胀土作了如下定义“膨胀土应是土中粘粒成分主要由亲水矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土”。
我国膨胀土就其粘土矿物成分划分，可大致归纳为两大类，一类是以蒙脱石为主，另一类是以伊利石为主。
云南蒙自、广西宁明、河北邯郸、河南平顶山等地的膨胀土多属第一类，而安徽合肥、四川成都、湖北郧县、山东临沂等地多属第二类。
膨胀土在干燥时具有很高的强度，而在遇水后强度则急剧下降，民间常用“天晴一把刀，下雨一团糟”来形容膨胀土的这种变化。
1.影响膨胀土胀缩变形的主要因素膨胀土的胀缩变形会导致地基土不均匀的隆起或下陷，造成建筑物墙体开裂、地面隆起或下陷，是导致膨胀土地区建筑物破坏的主要原因。
分析膨胀土胀缩变形机理，找出导致其胀缩变形的因素对解决膨胀土地区有关工程问题至关重要。
膨胀土的胀缩变形是由膨胀土的内在因素和外部环境共同作用产生的。
内在因素：⑴膨胀土的矿物成分：膨胀土中含有大量的蒙脱石和伊利石，亲水性强，上述两种矿物的含量是决定土膨胀量大小的重要因素。
⑵粘粒含量：粘粒含量越高，土的表面积越大，吸水能力越强，膨胀变形就越大。
膨胀土地基的处理方法_徐永福
*柯尊敬.膨胀土筑坝情况的调查.南水北调中线工程膨胀土的情报资料,1994,161~170收稿日期:1996-10-28作者简介:徐永福 男 博士 岩土工程专业 主要从事非饱和土(膨胀土)、软土力学与工程性质的研究 已发表5非饱和膨胀土的结构性强度的研究6等40余篇论文膨胀土地基的处理方法徐永福(河海大学土木工程学院 南京 210098)摘 要 研究了膨胀土地基的处理方法,把膨胀土地基处理方法分为膨胀土性质改良法、保湿法及换土法三类.其中膨胀土性质改良法是改变膨胀土的亲水性、热敏性和胀缩性的方法,包括机械改良法(又称夯实法)、物理改良法及化学改良法.保湿法是保持膨胀土地基土中水分不改变,克服膨胀土吸水膨胀、失水收缩性质的方法.同时分析比较了几种方法的优缺点、适用性和加固机理.关键词 膨胀土;地基;加固方法中图号 T U 443膨胀土是颗粒高度分散、成分以粘土矿物为主,对环境的湿热变化敏感的高塑性粘土.土体吸水增湿时,体积膨胀并产生膨胀力,其值介于50~300kPa;土体干燥失水时,体积收缩,形成收缩裂缝,升降幅度达30~80m m[1].膨胀土分布十分广泛,它在世界上40多个国家都有分布.图1 膨胀土的击实特性我国先后发现有20多个省、区分布有膨胀土.根据不完全统计,我国由于膨胀土地基致害的建筑面积达1000万m 2以上,铁路、公路受其危害的程度就更严重了,穿越膨胀土的铁路路堤竟有/逢堑必崩,无堤不塌0之说.下面介绍膨胀土地基的处理方法,并加以评述.1 土性改良方法膨胀土性质改良有三类方法:(a)夯实法;(b)物理改良法;(c)化学改良法.111 夯实法夯实法又称压实法或击实法,其实质是一样的,即将膨胀土压实到所需要的性状.柯尊敬*研究了膨胀土的击实特性.研究结果表明:随着击数增加,膨胀土的最大干密度和最优含水量分别呈直线增大和减小;当击数超过50次时,最大干密度和最优含水量趋于定值(图1).对于膨胀土地基而言,膨胀土的干密度增大同时含水量减小,导致其凝聚力和内摩擦角增大,地基承载第26卷第6期1998年11月河海大学学报JO U RNAL OF HOHAI U N IV ER SI T Y Vol 126No.6Nov.1998力增加.击实后的膨胀土的胀缩性并没有受到抑制(图2),因此夯实法只适用于弱膨胀性土.夯实后的膨胀土强度提高,补偿了膨胀土的胀缩变形对强度的影响.夯实法适用范围有限,但费用很低.图2 无压膨胀率随含水量和干密度的变化规律杨世基[2]研究了膨胀土路基的压实性状.研究表明:根据高级公路路基的部颁标准规定,按重型压实标准控制施工,可保证路基有较好的强度和稳定性;路基完成后立即铺筑路面,使路基路面一次成型,加快施工进度,这对抑制膨胀土的膨胀变形是行之有效的技术经济措施.用膨胀土修筑高等级公路路基不能单一地要求达到重型压实标准的规定,因为含水量大的粘土经晾晒后极难达到规定值,即使达到了重型标准的干密度,也将因饱和度低,浸水后膨胀率大,使强度降低到很小值,不符合要求.因此,膨胀土的液性指数(I L =w L -w I p)宜选用111~113,用能承受的重型压实机具分层进行路基的最佳压实,其轻型压实度可达95%以上,CBR 值能符合中等路基要求,压缩量为012%~014%,一般半年至一年路基即趋于稳定.112 物理改良方法物理改良方法是,在膨胀土中按一定比例掺入无机料(如风积土、石灰、粉煤灰、矿渣、砂砾石和水泥等)或其混合料.殷宗泽等X 研究了在宁夏膨胀土中掺入风积土、石灰、石灰和风积土及粉煤灰后的性状.结果发现:(a)膨胀土中掺入10%的石灰和30%的风积土后,无论是其膨胀性还是其收缩性,都大大地降低了,改良后的膨胀土几乎可当成普通土看待,混合土的工程性质很好;(b)单掺10%的石灰,膨胀土的膨胀性降低十分明显,但收缩性还较大;(c)掺入40%的风积土,膨胀土的收缩性有明显的改善,但膨胀率仍很大;(d)掺入粉煤灰和风积土各20%,膨胀土的收缩性有明显的改善,其无压膨胀率仍较大,不过,在一定荷载作用下,膨胀率就迅速下降.以上四种方法,对膨胀土的工程性质都有不同程度的改善,实际选用时,应根据具体情况综合考虑,以达到最佳效果.膨胀土膨胀的主要原因是交换性阳离子和层间底面的水化能.膨胀土掺入石灰后膨胀土性质改善的原因是:石灰水化产生大量的Ca 2+,膨胀矿物(蒙脱石、伊利石)吸水的同时,也把大量的Ca 2+和溶液中析出的Ca(OH )2吸附到其颗粒周围;矿物颗粒晶格边缘破键产生的电荷吸附Ca 2+来取得平衡.这些作用形成的石灰水化物在膨胀土矿物表面聚集,这个过程与27X 殷宗泽,哈双,郭志平等.宁夏盐环定扬黄工程总干渠膨胀土问题的研究报告.河海大学岩土工程研究所,1996第26卷第6期徐永福 膨胀土地基的处理方法28河海大学学报1998年11月Ca(OH)2硬化过程同时进行.粘结和聚集在膨胀矿物表面的Ca(OH)2经硬化结晶,形成一种防止膨胀土颗粒内水外散和外水内浸的固化层.这样,膨胀土的亲水性降低,稳定性增强.膨胀土中掺入适量的石灰的方法是一种经济可行、实施方便的方法,值得推广.水泥掺入膨胀土中的改善效果主要取决于阳离子交换量和交换成分.碱性介质中,土的交换吸附能力增加,当水泥掺入膨胀土中时,必然会产生强烈的阳离子交换吸附现象,这破坏了水泥的水解过程,不利于水泥的水解过程的产生.因此,水泥不利于膨胀土的改善.从机理上讲,膨胀土中掺入石灰和水泥的方法是化学改良方法.为了减小造价,李妥德等[3]提出用矿渣复合料来改善膨胀土的工程性质.矿渣复合料主要由矿渣、部分固化剂和少量激活剂组成.矿渣和加固剂水化后产生Ca(OH)2,使膨胀土颗粒表面产生阳离子交换,即吸附Ca2+离子,其它水化物和膨胀土发生凝硬反应,从而使膨胀土的团聚体强度增加.矿渣复合土养护28d的抗压强度为5~8M Pa,抗折强度为115~210MPa;矿渣复合土完全失去了膨胀土原有的遇水膨胀的特性,并且其体积膨胀率为零;矿渣复合土的渗透系数也几乎为零.用矿渣复合料改善膨胀土,造价低,施工方便.物理改良方法还包括桩基础、土钉等方法.土钉常用来加固膨胀土边坡或膨胀土基坑,桩基础常用于对地基承载力要求较高的建筑,这里不详细介绍.113化学改良方法化学改良方法是用有机化学灌浆剂抑制膨胀土的胀缩性,改善膨胀土的工程性质.化学改良方法从理论上讲可以根本解决膨胀土的胀缩性,但目前仍处于试验阶段,需通过实践检验才能推广.李国华[1]研究了化学改良方法.用烷基苄基吡啶化合物为主成分的水溶液、多羟基多氮原子聚合物为主要成分的水溶液和AlCl3水溶液来处理膨胀土,微观分析和物理力学试验结果表明:某些有机阳离子化合物能改变蒙脱石矿物晶层结构的电荷分布,削弱层间负电斥力,阻挡水分子进入晶层和颗粒间,增加了松散微粒间的吸附和胶结作用,从而抑制了膨胀土的胀缩变形;改良后的膨胀土的抗剪强度参数也有较大程度的提高.有机化学灌浆剂是一种无毒、无味、无臭的液体.化学溶液一旦被土吸附后,就被牢牢吸附,不会流失,不会对环境造成污染.用化学方法改善膨胀土的特性可以起到一劳永逸的效果,造价低.但国内尚无成功的经验,应慎重采用.2保湿法保湿法的原理是:保持膨胀土路基中的水分不变,从而阻止地基的胀缩变形.目前,比较成功的保湿措施有:(a)暗沟保湿;(b)预湿法;(c)帷幕保湿法.211暗沟保湿法暗沟保湿法的原理是:膨胀土地基如充分浸水至膨胀稳定含水量即胀限,并保持在胀限含水量,则地基既不会产生膨胀变形,也不会产生收缩变形,从而保证建筑物不致遭受地基胀缩变形引起开裂破坏.暗沟保湿法的具体做法是:施工前预先于基槽中浸水,使地基在整个过程中不产生胀缩变形.建筑物施工结束后即于地基两侧修建保湿暗沟(干砌砖石沟或接头不密封的水泥管沟,见图3),定期向暗沟内供水.暗沟中的水即向地基中渗透,以保证在建筑物使用过程中地基不产生膨胀变形.图3 暗沟保湿212 预湿法我国于70年代引进了预湿法(预浸水法).该法的理论依据是,在施工前使地基土浸水变湿而膨胀,并在土中维持高含水量,土的体积就会基本不变,从而不会出现隆起现象,因此就不会产生结构破坏.在我国,这种方法不适用.因为预浸水后,我国的气候条件不会保持土中的高含水量,使土体积不发生变化;相反,旱季里将会产生更大的收缩变形,导致建筑物破坏.213 帷幕保湿法用不透水材料做成的帷幕设置于建筑物两侧,阻止地基中水分向外转移或地基外的水分进入地基,以保持地基土中的湿度的相对稳定,从而达到减小地基胀缩变形的目的.帷幕的具体做法如图4所示.图4 帷幕保湿法a.不透水材料可用油毡,但一般可考虑用土工膜;b.回填灰土的目的是,当土工膜失效时灰土仍可起防水作用;c.散水宽度一般不小于115m ,但必须覆盖帷幕;d.帷幕深度应不小于基础的最小埋深.3 换 土 法换土法是一种将地基下膨胀土挖去而换成普通土类或灰土的方法.这一方法能彻底根治膨胀土的危害.如果地基下的膨胀土较薄,这一方法比较可靠.但是地基下的膨胀土常常较厚,不可能全部挖去,而只能部分挖去,填上砂石类土,形成砂垫层.采用砂垫层处理方法时通常采用砂、碎石垫层,垫层厚度不应小于300mm,垫层宽度应大于地基宽度,两侧还要回填与垫层材料相同的材料,并做好防水处理.砂垫层抑制膨胀土的升降变形对地基的危害包含两方面的含义:(a)对差异沉降量的调节作用,调节作用大小随外荷载大小而变化,荷载小于地基的极限承载力时,调节作用随荷载增大而增大;(b)补偿作用,砂垫层的补偿作用是在外荷载作用下形成压密核的过程中产生的.砂垫层的调节和补偿作用与垫层的厚度及宽度关系密切.经验表明[4],砂垫层的厚度h 和宽度b 与地基宽度a 的关系是:a.中等以下的膨胀土,h \0175a >013m ,b \115a;b.中等膨胀土,h \110a,b \116a ,且基础埋深应大于112m.荷载板浸水变形现场试验发现X ,砂垫层厚度越大,地基的极限承载力越大.地基的沉降量与砂垫层厚度无关,有无砂垫层的地基沉降量基本相同.这表明,砂垫层的补偿作用是存在的,而调节作用不明显.29X 殷宗泽,哈双,郭志平等.宁夏盐环定扬黄工程总干渠膨胀土问题的研究报告.河海大学岩土工程研究所,1996第26卷第6期徐永福 膨胀土地基的处理方法30河海大学学报1998年11月4结论膨胀土地基的处理方法很多,物理改良法、砂垫层法和保湿法是较成熟的,究竟采用哪种方法应视具体情况而定,不可一概而论,总的原则是安全、可行、经济、方便.本文得到殷宗泽教授的关心指导,谨此致谢.参考文献1李国华,罗逸.用化学方法治理膨胀土渠道滑坡的可行性研究.见:廖济川主编.21世纪岩土力学专题讨论会论文集.武汉:华中理工大学出版社,1995.378~3862杨世基.膨胀土路基的压实.见:廖世文等编.全国首届膨胀土科学研讨会论文集.成都:西南交通大学出版社,19903李妥德,赵中秀.改良膨胀土工程性质的新材料.见:廖世文等编.全国首届膨胀土科学研讨会论文集.成都:西南交通大学出版社,1990.292~2974况文礼.膨胀土地基处理砂垫问题探讨.见:廖世文等编.全国首届膨胀土科学研讨会论文集.成都:西南交通大学出版社,1990Methods of Improvement for Expansive Soil BasementXu Yongfu(College of Civil Engineering,H ohai Univ.,Nanj ing210098)Abstract Improvement methods of expansive soil basement are studied and the methods are div ided into three categories:(a)expansive soil property chang ing method,(b)moisture protection method,and(c)soil reliev ing method.The method to change the properties of expansive soil is changed,and it includes three kinds(a)ram ming method,(b)physical change method and(c) chemical change method.The moisture method protection is to prevent water from mov ing,so as to reduce swelling-shrinkag e w ith w ater.T he merits and demerits of these methods are analyed, and the suitabe condition and improvement mechanism are studied.Key words ex pansive soil;basement;improvement method。
膨胀土地基处理及工程措施
膨胀土地基处理及工程措施来源：好地基作者：admin 时间： 2010-03-30 1、建筑措施1）建筑物应尽量布置在胀缩性较少和土质较均匀的场地，为减少大气对膨胀土的胀缩影响，基础最少埋深不小于1m。
2）加强防水、排水措施。
经常检查给排水系统，防止漏水。
室外排水畅通，避免积水。
3）三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架空的措施。
对使用要求不严格的地面，可采用预制块铺设。
大面积地面应做分格变形缝。
以上均为了防止地基土的膨胀后引起地面产生裂缝。
2、结构措施1）用增加基底压力大于膨胀力的做法，以消除膨胀变形。
2）较均匀的弱膨胀土地基，可采用条基。
基础埋深较大或条基基底压力较小时，宜采用墩基。
3）承重砌体结构采用实心砖墙。
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。
4）排架结构山墙和内隔墙应采用与柱基相同的基础形式，维护墙下应设置基础梁。
5）砌体结构房屋应加圈梁，增加房屋的刚度和整体性。
3、地基处理1）膨胀土地基可采用换土、砂石垫层、土性改良等方法。
换土可采用非膨胀性土或灰土，换土厚度可采用变形计算确定。
平坦场地上一、二级膨胀土的地基处理，宜采用砂、碎石垫层，垫层厚度不宜小于300mm，并做好防水处理。
2）膨胀土层较厚时，应采用桩基，桩尖支承在非膨胀土层上，或支承在大气影响层以下的稳定层上。
在验算桩身抗拉强度时应考虑桩身承受胀切力影响，钢筋应通长配置，最小配筋率应按受拉构件配置。
桩身胀切力由浸水载荷试验确定，取膨胀值为零的压力即为胀切力。
桩承台梁下应留有空隙，其值应大于土层浸水后的最大膨胀量，且不小于100mm。
承台两侧应采取措施，防止空隙堵塞。
变电站膨胀土地基处理
变电站膨胀土地基处理摘要变电站膨胀土地基,持力层土体能达到承载力要求,但需要消除膨胀土对基础的影响。
采用基础埋置深度超过大气影响急剧层深度,基础四周砂垫层包裹,地表用隔水层隔水处理。
关键词膨胀土地基;防水;砂垫层;改性土某220KV变电站由于系统负荷、进出线规划、土地调归、进站道路等因素的影响,站址刚好位于高膨胀土区域。
根据地勘资料,站址地层分布均为粘土,按照土层所处的状态来分,从上到下可分为3层,硬塑状态粘土1-1、可塑状态粘土1-2、软塑状态粘土1-3。
依据《云南省膨胀土地区建筑技术规定》及《膨胀土地区建筑技术规范》(GBJ112-87),结合室内土工试验结果,判定该3层土均为膨胀土。
场地内1-1层粘土广泛分布于场地上部7.5～25.2m之间,具有较高的物理力学特性,地基承载力特征值160～180Kpa,但该层土具有中～强膨胀潜势,地基膨胀等级为Ⅲ级,以收缩为主。
(当地大气影响深度为3.80m,大气影响急剧层深度为1.7m。
)1地基处理方案设计根据以上情况,由于膨胀土具有吸水膨胀软化,失水急剧收缩开裂的特点,并产生往复膨胀的性能,对一般较轻型的建(构)筑物具有破坏作用,所以本变电站地基设计及施工应采取防水保湿措施,并遵循有关膨胀土地基设计和施工的规定对地基进行处理。
根据变电站建、构筑物荷载特点,1-1层土已经足够达到承载力要求,只需要消除膨胀土对基础的影响,同时考虑不均匀沉降即可。
依据《膨胀土地区建筑技术规范》及地质报告,主控通信楼、35KV配电装置室基础埋深均考虑大于1.7m,且基底压力大于60Kpa,可不考虑膨胀土影响;220KV、110KV及主变构架基础埋深也考虑大于 1.7m,但基底压力大多都小于60Kpa,需要考虑膨胀土的影响,基础四周加设300mm厚的砂垫层,基础上部回填土采用改性土回填,在回填土中参入20%生石灰进行夯实回填;设备支架基础埋深一般为1.3～1.5m,且基地压力均小于60Kpa,需要考虑膨胀土的影响,采用C15毛石混凝土将基础加深至1.7m以下,基础四周加设300mm厚的砂垫层,基础上部回填土采用改性土回填,在回填土中参入20%生石灰进行夯实回填;电缆沟底板加设钢筋网及地梁,埋入土中部分三面加设300mm厚砂包裹层,电缆沟的变形缝(每10m设置)、沟与集水井或检查井之间的接缝、过公路电缆沟与普通电缆沟衔接的分缝等,均填嵌柔性防水材料,电缆沟内壁用防水砂浆抹平,防止漏水。
膨胀土处理措施
膨胀土处理措施1. 背景介绍膨胀土是一种具有较大含水量时会膨胀、干燥时会收缩的土壤类型。
膨胀土在工程建设中常常引发土体变形、地基沉降等问题，因此需要进行相应的处理。
本文将介绍一些常用的膨胀土处理措施。
2. 处理措施分类根据膨胀土的具体情况和工程需求，膨胀土的处理可以分为以下几个方面：2.1 排水膨胀土的膨胀和收缩与其含水量密切相关。
因此，通过排水处理可以有效控制膨胀土的变形。
排水处理可以采用以下几种方法：•安装排水管道：在膨胀土中设置排水管道，引导土壤中的过剩水分流出，减少土壤的膨胀性；•加固排水系统：改善膨胀土的排水系统，提高排水能力和效率；•表面排水：通过改善地面排水条件，加快地表水分的流失，减少土体中的含水量。
2.2 增加土壤稳定性膨胀土的稳定性较差，容易发生下沉和形变。
为了增加土壤的稳定性，可以采取以下措施：•加固地基：通过在膨胀土的地基中加入加固材料，如石头、砂砾等，增加地基的承载能力和稳定性；•改善土壤力学性质：通过添加改良剂，如灰、石灰等，改善膨胀土的力学性质，增强土体的稳定性；•变更基础形式：根据具体情况，考虑采用其他基础形式，如桩基、地下连续墙等，增加土壤的稳定性。
2.3 控制土壤含水量膨胀土的膨胀和收缩与其含水量密切相关。
因此，控制膨胀土的含水量是一种重要的处理措施。
以下是一些常见的控制土壤含水量的方法：•排水：通过排水处理，减少土壤中的过剩水分；•防水措施：采取防水措施，如加设防水层等，阻止土壤中的水分进入；•浇灌管理：对土壤进行科学的浇灌管理，合理供水和排水，控制土壤的含水量。
3. 处理措施选择与实施3.1 工程前期调查在进行膨胀土处理之前，需进行工程前期调查，全面了解膨胀土的性质、含水量、变形特点等，以便选择合适的处理措施。
3.2 处理方案设计根据工程前期调查的结果，结合工程要求和膨胀土的特点，设计合理的膨胀土处理方案。
3.3 施工与监控根据处理方案进行施工，并实时监控施工进展和效果。
地基沉降加固处理
地基沉降加固处理
地基沉降加固处理方法有以下几种：
1.搅拌桩法：可搭建数个搅拌桩为基底，加入水泥硬化后来加大承载力。
2.高压注浆法：在已经损坏的地基上钻一个直径为27或28毫米的管道，然后
向其中灌入水泥浆水。
3.扩大基础底部面积法：当地基面积偏小、承重不足时，可以通过加大基础的底
部面积来加固。
进行地基沉降加固处理时，需要注意以下事项：
1.及时性：地基使用时间久了会出现下沉的状况，所以要及时进行加固处理。
2.专业性：可以寻求专业的、正规的人员进行处理，以减少安全隐患。
3.前期调研：在处理之前，要对周边的环境进行了解，并了解下沉程度，以便因
地制宜地给出处理方案。
4.选择合适的方式：根据实际的情况选择加固方式，并经过缜密的计算和试验后
才能施工。
5.注意天气变化：天气会影响施工的各个方面，尤其是雨天和很冷的时候，会导
致材料损坏，而且也很难进行施工。
因此，准备施工之前要时刻关注天气，并做好应急计划，减少损失。
请注意，以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业地基工程师。
膨胀土 地基处理
膨胀土地基处理膨胀土是一种具有较高含水量时容易膨胀、较低含水量时容易收缩的土壤类型。
在建筑工程中，膨胀土的存在常常会给地基处理带来一系列的问题。
本文将从膨胀土的成因、对地基的影响以及常见的地基处理方法等方面进行探讨。
膨胀土的成因多种多样，但最主要的原因是土壤中的粘土颗粒吸附水分而发生膨胀，这是由于粘土颗粒表面带有电荷，能够与水分中的离子发生吸附作用。
当土壤中的含水量增加时，粘土颗粒吸附的水分也增多，导致土壤体积膨胀。
相反，当土壤中的含水量减少时，粘土颗粒吸附的水分也减少，土壤体积收缩。
膨胀土对地基的影响主要表现在以下几个方面。
首先，膨胀土在吸湿膨胀时会对地基产生一定的上升力，导致地基的沉降不均匀，进而引起建筑物的倾斜和破坏。
其次，膨胀土在干燥收缩时会使地基下陷，导致建筑物的沉降和开裂。
此外，膨胀土还会影响地基的稳定性和承载力，增加地基的沉降和变形风险。
针对膨胀土带来的问题，地基处理是必不可少的一项工作。
常见的地基处理方法包括物理处理和化学处理两种。
物理处理主要是通过改变土壤的物理性质来减少土壤的膨胀和收缩。
常见的物理处理方法有挖除膨胀土、填充加固、加设排水系统等。
挖除膨胀土是将膨胀土挖掉，然后填充其他非膨胀土或者进行加固处理。
填充加固是在膨胀土上面填充一层非膨胀土或者加固材料，以减少膨胀土的影响。
加设排水系统是通过排水设施来控制土壤的含水量，从而减少土壤的膨胀和收缩。
化学处理主要是通过添加化学药剂来改变膨胀土的性质，使其具有较低的膨胀和收缩性。
常见的化学处理方法有固化剂处理和稳定剂处理。
固化剂处理是将固化剂添加到膨胀土中，使其发生化学反应，形成一种稳定的胶结体，从而减少土壤的膨胀和收缩。
稳定剂处理是将稳定剂添加到膨胀土中，通过改变土壤颗粒间的结构和吸附性能，减少土壤的膨胀和收缩。
除了物理处理和化学处理，还有一些其他的地基处理方法。
例如，可以通过加固地基的方法来增加地基的稳定性和承载力，如灌注桩、钢板桩等。
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现代物业・新建设 2012年第11卷第9期0 引言膨胀土又名黑棉花土，在国内外都有普遍的分布，是以高分散颗粒及黏土矿物为主要成分，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，工程界常称之为灾害性土。
据不完全统计，在二十世纪八十年代以前，全世界每年因膨胀土造成的损失至少在50亿美元以上，中国每年因膨胀土造成的各类工程建筑物破坏的损失也在数亿元以上。
膨胀土对工程建设的危害往往具多发性、反复性和长期潜在性。
基于上述原因，国外对膨胀土灾害防治越来越重视，本文针对苏丹重型设备基础常见的膨胀土灾害，分析了发生机理，提出了针对性强、经济适用、安全可靠的防治措施。
1 工程气候状况及地质条件本项目R变电站位于苏丹中南部，属热带气候。
喀土穆地区属于半沙漠性气候，夏季炎热而干燥，气温长年在32℃～39℃，最高气温一般出现在五、六月份，最高可达48℃；最低气温6℃，出现在十二月份。
冬季气温变化大，白天可达32℃，夜间可降至13℃。
该地区的降水量可达167mm/年，主要分布在七～九月份。
该地区经常出现较大的沙尘暴。
来自西北撒哈拉沙漠的干风使当地的湿度很低。
当地的大气影响深度为2.5m～3.0m，大气急剧影响深度约1.0m～1.5m。
本地区起风时常伴有沙暴, 雨天则雷电交加。
勘察场区位于白尼罗河东岸，属尼罗河冲积平原,地貌单一，地形平坦。
本次钻探所揭示的最大深度为21.0m，在此深度范围内地基土可被分为五大层，自上而下分述如下：第①层粘土：褐色或黑灰色，该层在场区内均有分布，含少量石英砂颗粒，粒径主要1mm左右，含量约5%～10%，另含少量灰白色钙质结核，韧性中等、干强度高，岩性不均匀，局部裂隙较发育，呈硬塑～坚硬状态，属低压缩性土。
该层层厚1.80m～3.10m，层底标高96.9m～98.2m。
该层吸水后可产生较大的膨胀作用，自由膨胀率80%～140%，从而使建筑物因地基土膨胀而破坏，进行基础设计时应注意这一不良地质作用。
该层进行标准贯入试验7段次，标准贯入试验击数（修正后）12～61击，平均38.9击。
综合确定该层土承载力特征值fak=200kPa。
第②层粉细砂：浅褐色，该层层位较连续，J5号孔中缺失，矿物成分以石英、长石为主，可见少量黑云母碎屑，粉粒含量较多，夹粉土薄层，呈干燥、中密、密实状态，属低压缩性土。
该层层厚0.70m～1.80m，层底标高96.20m～97.00m。
该层进行标准贯入试验8段次，标准贯入击数（修正后）25.4～74.1击，平均值为44.5击。
综合确定该层承载力特征值fak=260kPa。
第③层砂质粘土：灰白色、灰绿色或褐色，岩性很不均匀，含较多中粗石英砂颗粒及较多灰白色钙质结核、高岭石等，结核粒径一般小于2cm，高岭石含量约20%～40%膨胀土地区重型设备基础沉降处理措施刘连保（上海电气输配电工程成套有限公司，上海 201101）摘 要：北苏丹是世界上膨胀土分布较为广泛的国家之一，膨胀土覆盖面积大约占苏丹国土面积的三分之一左右。
如果对膨胀土潜在危害性没有预防措施，会对建（构）筑物结构产生严重破坏。
在苏丹受膨胀土破坏的工程非常普遍，修复此类工程往往会有高昂的费用。
通过具体的工程实例，分析重型设备沉降原因，并提出了具体的处理措施。
关键词：膨胀土；重型设备；强度降低；基础沉降；处理措施中图分类号：TU443 文献标识码：A 文章编号：1671-8089（2012）09-0042-03工程施工 Engineering Construction[作者简介] 刘连保（1979- ），男，汉族，江西吉水人，工程师，大学本科，上海电气输配电工程成套有限公司现场经理，研究方向：海外工程项目管理。
– 42 –– 43 –左右，韧性中等、干强度高，手感粗糙；局部夹粉土薄层，呈坚硬状态，低压缩性土。
该层层厚1.00m～2.50m，层底标高93.90m～95.20m。
该层进行标准贯入试验5段次，贯入击数28.2～68.3击（修正后），平均43.2击。
综合确定该层地基承载力特征值fak=300kPa。
第④层粘土：褐色，岩性较均匀，含少量灰白色钙质结核，干强度高，韧性中等，油脂样光泽，呈坚硬状态。
低压缩性土。
该层层厚0.90m～2.20m，层底标高92.20m～93.80m.该层进行标准贯入试验4段次，贯入击数37.3～64.1击（经修正后），平均46.4击。
综合确定该层地基承载力特征值fak=300kPa。
第⑤-1层粉土：褐色，岩性较均匀，可见少量黑云母碎屑，含少量灰白色钙质结核，呈稍湿、湿～饱和，中密～密实状态。
属低压缩性土。
该层仅在J4号孔中被揭露，层厚4.30m，层底标高84.20m。
该层进行标准贯入试验1段次，贯入击数48.5击（修正后）。
综合确定该层土地基承载力特征值fak=300kPa。
第⑤层中细砂：黄褐色或浅褐色，岩性不均匀，力学性质不均匀，中间11m～13m的深度范围内有厚度不等的约1.0m～2.0m的钙质胶结中细砂层；局部夹粉土薄层，级配较差，上半部呈干燥、密实状态；约13.5m以下呈湿～饱和，中密～密实状态。
低压缩性土。
该层进行标准贯入试验17段次，贯入击数19.9～48.2击（修正后），平均32.6击。
综合确定该层地基承载力特征值fak=320kPa。
2 工程灾害特征描述项目于2009年6月份竣工，经历两轮雨季循环，2010年12月在业主颁发履约证书前进行最后一次沉降观测，发现R变电站重型设备变压器及承受动荷载隔离开关的设备基础不均匀沉降最高达到12cm左右，平均在8cm左右。
由于变压器轨道梁整体沉降达12cm左右，造成了与变压器相连的铝绞线出现很大的拉应力，与轨道梁相连的油池壁出现“八”字裂缝，贯穿池壁，宽度2cm左右；连接油池和轨道梁的橡胶止水带20多米长全部被拉断。
所有基础均为钻孔灌注桩基础，变压器基础图如图1所示。
3 可能原因分析3.1 设计方面设计院根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008进行验算，桩基承载力完全满足要求。
3.2 施工方面根据地勘报告，该站所建地区为膨胀土区，膨胀土具有遇水膨胀、失水收缩的变形特性，给工程带来较大的质量隐患。
本站变压器设备基础均采用桩基，220KV主变基础为9根直径500mm、桩长为5m的砼灌注桩。
桩身位于膨胀土内，但上部地面在有影响的范围内并没有进行防水处理，使得地表水渗入土壤内，造成该范围内土壤湿度变化大，膨胀土在遇水和失水后发生胀缩变化，从而造成桩身与其相裹的土壤之间形成较大缝隙，地表水沿此缝隙渗入桩底，造成桩端持力层土壤受到扰动，使得变压器基础整体下降。
根据相关研究结果：（1）在干湿交替循环的膨胀土地区，随着干湿循环的次数增加，会导致桩土之间界面裂隙持续扩大，从而导致单桩极限承载力急剧降低。
（2）干湿交替循环地区，设计时膨胀土强度指标应采用5次以上干湿交替循环以后的膨胀土残余强度指标，膨胀土强度指标在5次干湿循环后会降低43.46%以上。
4 处理措施根据上述原因，为防止雨季期间干湿交替环境下地表水的再次渗入对持力层土壤的影响，对变压器基础采取隔水措施，同时也确保膨胀土含水量的稳定，尽量减少膨胀土含水量受外界大气的影响，避免膨胀土因含水量变化而引起的胀缩变形。
从而达到防止变压器基础进一步沉降的目的，与设计院、地质勘测单位及施工单位共同制订了以下措施：刘连保：膨胀土地区重型设备基础沉降处理措施图1 变压器基础图– 44 –现代物业・新建设 2012年第11卷第9期工程施工 Engineering Construction4.1 变压器基础（1）对拉裂的油池混凝土池壁重新进行了修补；（2）沿变压器油基础四周1.5m范围内全部用厚20cm 的C25混凝土进行了浇筑，成为变压器基础的厚实的隔水层；（3）对变压器油池底板拉裂的混凝土全部凿除后，全部用防水卷材进行了防水处理，并与外侧隔水层联系，形成了一个封闭的防水层；（4）防水卷材上面浇筑了平均厚度10cm的混凝土保护层，有效保护了防水卷材不被外界破坏；（5）变压器与四周道路、电缆沟及护坡之间所有缝隙全部用20cm的C25混凝土进行了封闭处理，严格保证了后期不渗水；（6）上述施工完成后再回填鹅卵石。
4.2 岗亭散水岗亭部分散水被膨胀土顶裂，我司要求土建单位对开裂部分全部凿除，重新浇筑了新的散水。
散水处理宜赶在雨季来临之前完成，防止雨水浸入过多。
5 结论经过2011年和2012年雨季后，施工单位组织人员多次进行沉降观测，发现沉降已经基本稳定，满足变压器运行要求，因而上述措施是有效的，有很高的借鉴意义。
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