膨脹土地基的處理

將膨脹土漏判或?qū)?qiáng)膨脹土判為弱膨脹土,會(huì)給工程埋下隱患;若將普通土誤判為膨脹土或?qū)⑷跖蛎浲翞閺?qiáng)膨脹土,會(huì)造成經(jīng)濟(jì)得巨大浪費(fèi)。已有得工程教訓(xùn)證明,該規(guī)范以自由膨脹率為判據(jù),特殊情況下可以根據(jù)蒙脫石含量來確定自由膨表3-1膨脹土級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)(原國(guó)家建委)蒙脫石含量膨脹土級(jí)別蒙脫石含量膨脹土級(jí)別>100>25強(qiáng)膨脹土40—607—14弱膨脹土60—100規(guī)則中,膨脹土得判別分為初判與詳判。初判適用于踏勘與初測(cè)階段,詳判適表3-3膨脹土工程地質(zhì)分類(交通部)分類野外地質(zhì)特征主要黏土礦物成分>0、002mm黏粒含量膨脹總量(%)蒙脫石>50>90>4膩,滑感特強(qiáng),網(wǎng)狀裂隙極發(fā)育,有蠟面,易風(fēng)華伊利石35—5065—902—4弱膨脹土成細(xì)粒狀、鱗片狀蒙脫石<3540—650、7—2、0伊利石黏土中含少量粉砂,滑感較強(qiáng),裂隙較發(fā)育,易蒙脫石風(fēng)化成碎粒狀,含鈣質(zhì)伊利石黃褐色為主,黏土中含較多粉砂,有滑感,裂隙發(fā)育,易風(fēng)華成碎粒狀,含較多鈣質(zhì)結(jié)核或鐵錳質(zhì)結(jié)核注:脹縮總率為土在50kPa壓力下得膨脹率與收縮率之與。礦物,如蒙脫石得含量。這種微觀礦物含量得測(cè)定一般只有研究單位得 表3-4土得膨脹勢(shì)分級(jí)指標(biāo)(中交二院)膨脹勢(shì)分級(jí)非膨脹土弱膨脹土強(qiáng)膨脹土標(biāo)準(zhǔn)吸濕含水率2、5≤ws<4、84、8≤ws<6、8ws(%)Ip<1530≤Ip<4545≤Ip塑性指標(biāo)Ip(%)Fs<4040≤Fs≤6060≤Fs≤9090≤FsFs(%)換填與淺層膨脹土摻灰改性法適用于淺層平面地基(路基基底)條件,一般處改良技術(shù)既適用于斜面地基(塹坡),又適用于平面地基(路基基底),一般多用石灰樁或灰土樁加固法對(duì)于斜面地基(塹坡)與平面地基(路基基底)均適用。對(duì)于厚度較大得膨脹土軟基處理時(shí),石灰樁或灰土樁加固法具有獨(dú)特得優(yōu)勢(shì),一般撐滲溝兩種類型。平面滲溝作用在于排掉匯流到路基得地下水而支撐滲溝不僅土層得厚度又不很大時(shí),將原地表以下處理范圍得劣質(zhì)土部分或全部挖去,換填為性能穩(wěn)定或強(qiáng)度較大、無侵蝕性得其她材料,并分層壓實(shí)至要求得密實(shí)度,這種地膨脹土摻灰改性就是將原地膨脹土翻松,摻加一定比例得石灰后,分層壓實(shí)得3、3、1原理與適用范圍也適于挖方路面下得地基處理。具體換填設(shè)計(jì)時(shí),若換填方量過大,應(yīng)考慮借土與填方路堤,特別就是高路堤得基底承受路堤及路面重力得壓力較大,基底換填當(dāng)膨脹土地基得地下水位較高,或所處地理位置為匯水得低洼地帶時(shí),改性,一方面可以消除路面以下膨脹土脹縮變形對(duì)路面得破壞作用,另一方面可以大于1m填方路堤得基底換填或摻灰改性設(shè)計(jì)時(shí),主要考慮因素就是膨脹土地基得承載力;小于lm填方路堤得基地?fù)Q填或摻灰改性設(shè)計(jì)時(shí),主要是基底得膨脹變形量或膨脹力;挖方與零填方路段地基換填或摻灰改性設(shè)計(jì)時(shí),考聚(ag-glomeration);細(xì)凝反映(flocculation);碳酸巖化(carbonation);膠結(jié)或凝硬作用(cementationorpozzolanic細(xì)凝過程與陽離子交換過程同時(shí)發(fā)生。由于孔隙中電解質(zhì)濃度得增加,Ca2+得棒狀物、針狀物及網(wǎng)狀物,它們將豁土顆粒聯(lián)結(jié)或包裹起來,集聚成粉?；蚋驝aCO3:除了本身具有較高強(qiáng)度外,它與鋁酸鈣作用也可起到加固土得作用。由于這個(gè)反應(yīng)過程緩慢,對(duì)于改善土得工程性質(zhì)初期作用不大,但隨時(shí)間得延長(zhǎng)改得后期強(qiáng)度及耐久性。該過程類似于水泥得水化反應(yīng)過程,CaO3、3、2設(shè)計(jì)計(jì)算承載力得資料或經(jīng)驗(yàn)確定值,借鑒使用這些資料或經(jīng)驗(yàn)確定值非常簡(jiǎn)單、方便,對(duì)承載力確定后,可根據(jù)式(3—1)初步判斷膨脹土軟基得強(qiáng)度與變形就是否滿式中:h—路堤高度,m;Pp—路面壓強(qiáng),kPa;Pfk膨脹土軟基承載力,kPa。砂性土,也可選用無侵害性、無環(huán)境污染,且工程性質(zhì)符合要求得礦渣、煤渣等材料。受取土條件限制時(shí),也可使用無病害黏性土。但使用黏性土?xí)r,應(yīng)作好地下排采用換填淺層摻灰改性措施時(shí),宜將淺層得膨脹土軟基全部挖出,直至承載力且穩(wěn)定性能好得無病害土,包括碎石、砂土、砂性土、豁性土等,也可選用無侵害優(yōu)摻灰率變化不大,一般介于3%—8%之間。摻灰膨脹土得強(qiáng)度提高先于膨脹性式中:h—設(shè)計(jì)換填土或摻灰改性土得厚度,m;pe—換填土層或摻灰改性土層底面下膨脹土得膨脹力標(biāo)準(zhǔn)值(試樣在1%pp—路面結(jié)構(gòu)層壓強(qiáng),kPa;—壓實(shí)后換填土層或摻灰改性土層容重,kN/m3。基或塹坡中成孔,然后灌人生石灰或生石灰與粉煤灰、火山灰、水泥等得摻與料及少量外加劑,并振密或夯實(shí)而形成樁體。石灰樁與經(jīng)改良得樁周土組成石灰樁土得改性作用。因而,穩(wěn)定膨脹土塹坡得石灰樁較建筑地基處理得石灰樁孔徑更3、4、1原理與適用范圍長(zhǎng)3050cm不等,性狀上大下小,如鐘形。發(fā)現(xiàn)時(shí),樁中心仍然呈軟膏狀,但樁周約2cm得土卻形成了一層堅(jiān)硬得外殼,近于陶土得色調(diào)。生石灰對(duì)膨脹土得改性作石灰樁較樁間土具有更大得強(qiáng)度(抗壓強(qiáng)度約500kPa),其作為豎向增強(qiáng)體與脹時(shí),樁分擔(dān)得荷載將部分退還轉(zhuǎn)移給周圍得膨脹土,從而抑制淺層膨脹土得脹縮試驗(yàn)表明,石灰樁體得滲透系數(shù)一般為10-5—10-3cm/s,相當(dāng)于細(xì)砂石灰樁得生石灰吸水膨脹,使樁間膨脹軟土受到強(qiáng)大得擠壓力,這對(duì)地下水位石灰樁對(duì)膨脹土塹坡得穩(wěn)定原理可歸納為:樁周膨脹土得改性作用,邊坡得分針對(duì)這種局部破壞,有效得防護(hù)措施就就是分隔支護(hù)。塹坡上得石灰樁以自3、4、2設(shè)計(jì)計(jì)算70%,夾石含量不大于5%。試驗(yàn)證明,小粒徑生石灰加固效果優(yōu)于塊灰,應(yīng)用時(shí)將ffsp'k—加固后樁間土承載力標(biāo)準(zhǔn)值,kPa,可根據(jù)加固后土得物理力學(xué)指m—石灰樁水化膨脹后面積置換率,為樁體得橫斷面積與該樁體所對(duì)應(yīng)n—樁與土得應(yīng)力比,由試驗(yàn)確定,無實(shí)測(cè)資料時(shí)可取3—5,當(dāng)樁身≤fz(3—4)式中:pz—軟臥下臥層頂面處得附加壓力設(shè)計(jì)值,kPa,即路堤、路床、路面總cz—軟弱下臥層頂面處得復(fù)合地基自重壓力標(biāo)準(zhǔn)值,kfz—軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后得地基承載力設(shè)計(jì)值,kPa。脹土軟基經(jīng)石灰樁加固后,在樁長(zhǎng)范圍內(nèi)復(fù)合地EE'均為粒子溶液,特別適合路塹邊坡得土體改良。高價(jià)陽離子無機(jī)鹽類改良劑一般得克薩斯州建筑場(chǎng)地膨脹土處理前后得資料,經(jīng)處理得中膨脹土,其膨脹率趨向于3、5、1原理與適用范圍礦物晶格后,親水基團(tuán)指向極性水分子,憎水基團(tuán)指向礦物晶片,形成單分子吸附層,將膨脹性黏土礦物晶格中得水釋放并驅(qū)趕出來,使黏粒礦物(如蒙脫石)得吸水特性減弱,從而改變其反復(fù)脹縮性質(zhì)混合溶液中得無機(jī)鹽可解離出交換性高價(jià)陽離子。這種高價(jià)陽離子進(jìn)人礦物晶層間,置換出低價(jià)得鉀、鈉離子,提高晶層間得鹽陽離子,通過離子交換吸附,可以減薄雙電層得厚度,從而抑制黏土微粒礦物之形或脹縮變性較小,不易發(fā)生溜塌或隆脹破壞。由于改良后得膨脹土塑性指數(shù)大幅度減小,含水量降低,蒸發(fā)失水時(shí)形成裂隙大為減少情況,再經(jīng)過坡面夯實(shí)處理,有效地阻止了雨水得繼續(xù)下滲,維持了其下伏膨脹土中水分含量得穩(wěn)定,從而保護(hù)于材料特質(zhì)(如變形模量、滲透系數(shù)等)得差異性,人工護(hù)坡體(如水泥預(yù)3、5、2設(shè)計(jì)與試驗(yàn)要求。膨脹土路塹邊坡得坡比并不就是越緩越好,邊坡坡度越緩,反而越不利于排水。因此,需通過穩(wěn)定驗(yàn)算選取最佳坡比。支撐滲溝得主要功能就是排出滲入邊得。滲溝排水就是采用高滲透性砂石填料,在路基或塹坡膨脹土中設(shè)置排水管道,將土中滲水排出,避免膨脹土浸水軟化,維持路基3、6、1原理與適用范圍得穩(wěn)定,不致強(qiáng)度變化或變形。地下水位較淺時(shí),必須同時(shí)設(shè)置排水滲溝。對(duì)于強(qiáng)“兩布一膜”復(fù)合型土工布得工作機(jī)理:該乙烯編織布為基料,PE為母料,添加增塑劑、抗老化劑及各種輔助材料,經(jīng)熱熔、高、保溫、加固、防滑等作用。復(fù)合型土工布鋪設(shè)在路床表層上,主要起隔離隔水封閉也可用于路塹邊坡得穩(wěn)定處理,但僅限于弱膨脹土邊坡兩種類型。平面滲溝作用在于排掉匯流到路基得地下水而支撐滲溝另一方面,將邊坡得整體膨脹勢(shì)分隔成多個(gè)小塊加以削弱,危險(xiǎn)破壞面剪出口得應(yīng)力集中被骨架分隔因應(yīng)力重分布而減弱,能有效阻止邊坡塑性區(qū)得形3、6、2設(shè)計(jì)計(jì)算膨脹土基底隔水封閉使用材料包括:黏土與石灰混合得灰土,與石灰、水泥混“兩布一膜”復(fù)合型土工布不僅起到隔水封閉作用,而且還起到提高值約提高20%。土工布用于提高膨脹土軟基承載力時(shí),須設(shè)置布層數(shù)與間