膨胀土地基的处理方法_徐永福

膨胀土地基处理方法膨胀土地基的处理应根据地基土的胀缩等级和性能特点，膨胀土的埋深、厚度，气候条件，场地的工程、水文地质情况，建筑物的结构类型，上部荷载等诸多因素，尽量消除或减缓膨胀土的不良特性，保持膨胀土工程特性的相对稳定性，改良膨胀土的本身性质以克服其湿敏感性，通过改变基础形式、埋置深度等几种有效途径。

结合施工经验、现场条件及当地资源分布状况进行综合评定，因地制宜确定安全经济、合理可行的方案。

有针对性地选择一种或几种方法综合处理膨胀土地基，处理方法如下。

桩基础采用桩基础可使地基的持力层穿透膨胀土层坐落在稳定土层上；小高层及高层建筑由于上部结构传递的荷载较大，采用条形基础、独立基础、整体筏形基础时地基承载力不能满足要求，一般情况下小高层及高层建筑在非膨胀土地基上也大多采用桩基础。

换填法换填法通常用于多层建筑，换填厚度通过变形计算确定，一般应大于大气影响层深度，用非膨胀性换填材料换填膨胀土，如粘性土、砂土、灰土和砂砾石等，消除或减小地基胀缩变形，从根本上消除基土胀缩的不良特性。

施工工艺简单，材料来源广，采用人工或机械将基础下部一定深度范围内的膨胀土挖掉，然后分层摊铺、碾压非膨胀性换填材料，严格控制填料的含水量、干密度、摊铺厚度、碾压机械的质量、碾压遍数，可以满足多层建筑的地基承载力，同时采取一些辅助排水措施，能从根本上彻底消除膨胀土的危害，是一种简单而有效的处理方法。

垫层法垫层法通常用于1~3层的低层建筑，上部结构荷载相对小。

与换填法施工工序基本相同，铺设每边宽出基础250 mm以上，300~600 mm厚砂垫层、砂石垫层可以减小地基胀缩变形和调节膨胀土地基沉降量，具有一定的补偿功能，抑制膨胀土胀缩变形产生的危害，砂垫层同时还可防止地下水通过毛细作用上升，避免地基遭受湿胀作用的影响。

土质改良法常规做法是在膨胀土中掺入一定比例（具体掺量由试验确定，通常5%左右）的石灰、水泥和粉煤灰等固化材料或其他化学固化剂，通过一系列的物理、化学反应，改变膨胀土中矿物成分的组成结构，降低或消除膨胀土的胀缩特性，同时还能显著提高土体的强度、稳定性。

公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
膨胀土是由高度吸水、容易膨胀、易干裂、难透水性等特性的土壤所组成。

在公路路基和路面设计中，膨胀土的存在往往会对路面和路基的稳定性产生负面影响，因此需要采取一些处理措施来减少或避免膨胀土的影响。

1. 路基处理
在路基处理中，可以采用以下措施来处理膨胀土：
（1）改善土壤质地：通过加入掺杂物或土壤改良剂来改善土壤质地，例如石灰、水泥、膨润土等。

（2）加强路基排水：通过设置排水设施、提高路基的排水性能等措施来加强路基排水，避免土体吸水膨胀。

（3）改变路基截面形状：采用“梯形”的路基截面形状，缩小路基厚度，减少路基内部土体受水膨胀的影响。

（4）采用防水膜：在路基和路面之间铺设防水膜以防止土体吸水膨胀，一般选用聚乙烯、PVC等材质。

2. 路面设计
（1）采用非膨胀土建立基层：选用非膨胀性强的土石方材料修筑基层，避免膨胀土对路面的影响。

（2）增加路面厚度：通过增加路面厚度来增强路面的承载力，减小路面被膨胀土损坏的可能。

（3）设置抗渗层：在路面表层设置防水层或防水措施，避免水分渗透到膨胀土中引起膨胀反应。

（4）使用透水混凝土：采用透水混凝土或透水铺装，提高路面的透水性能，避免雨水渗透后膨胀土引起的路面损坏。

通过以上处理措施，可以有效地减少或避免膨胀土对公路路基和路面的负面影响，保证公路的安全及稳定性。

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。

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。

第3章膨胀土地基的处理3.1 膨胀土的判别方法与标准准确判别膨胀土与评价膨胀势大小是膨胀土地基处理首要解决的问题.若将膨胀土漏判或将强膨胀土判为弱膨胀土,会给工程埋下隐患；若将普通土误判为膨胀土或将弱膨胀土为强膨胀土,会造成经济的巨大浪费.已有的工程教训证明,许多膨胀土的工程危害是由工程人员对膨胀土误判造成.目前,国内外关于膨胀土判别分级的指标有几十种之多,我国不同行业之间的判定方法与标准亦不相同.国内工程设计常用的判别标准主要有以下3类.第4类为本设计建议使用的判别标准.⒈原国家建委标准[3]该规X以自由膨胀率为判据,特殊情况下可以根据蒙脱石含量来确定自由膨胀率大于40%,或蒙脱石含量大于7%时,可判定为膨胀土.其后的《建筑地基基础设计规X》也有相近内容的规定.膨胀上的分级标准见表3-1表3-1 膨胀土级别标准<原国家建委>自由膨胀率〔%〕蒙脱石含量〔%〕膨胀土级别自由膨胀率〔%〕蒙脱石含量〔%〕膨胀土级别>100 60—100>2514—25强膨胀土中膨胀土40—607—14弱膨胀土2.铁道部行业标准[4]规则中,膨胀土的判别分为初判和详判.初判适用于踏勘与初测阶段,详判适用于定测与施工图设计阶段.初判依据为土的现场宏观地质特征、自由膨胀率、液限.土的现场宏观地质特征符合膨胀土特征,且自由膨胀率Fs≥40%,液限Wl≥40%时,判定为膨胀土.膨胀土的现场宏观地质特征详见《规则》.详判时,使用自由膨胀率、蒙脱石含量与阳离子交换量3项指标.当符合其中2项指标时,判别为膨胀土.注:CEC100表示100g干土的阳离子交换量,单位为<mmol>NH4+.3.交通部标准[5]规X中,要求自由膨胀率大于40%和液限大于40%的黏土质,可初判为膨胀土,但这并不是惟一的,最终决定因素是"胀缩总率与膨胀的循环变形特征,以与与其他指标相结合的综合判别方法〞.其膨胀土工程地质分类见表3-3.表 3-3 膨胀土工程地质分类<交通部>分类野外地质特征主要黏土矿物成分>0.002mm黏粒含量〔%〕自由膨胀率〔%〕膨胀总量〔%〕强膨胀土中膨胀土弱膨胀土灰白、灰绿色,黏土细腻,滑感特强,网状裂隙极发育,有蜡面,易风华成细粒状、鳞片状以综、红、灰色为主,黏土中含少量粉砂,滑感较强,裂隙较发育,易风化成碎粒状,含钙质结核黄褐色为主,黏土中含较多粉砂,有滑感,裂隙发育,易风华成碎粒状,含较多钙质结核或铁锰质结核蒙脱石伊利石蒙脱石伊利石蒙脱石伊利石高岭石>5035—50<35>9065—9040—65>42—40.7—2.0注:胀缩总率为土在50kPa压力下的膨胀率与收缩率之和.4.建议使用的公路膨胀土判别与分级标准上述原国家建委、铁道部膨胀土判别与分级标准均要求定量测定膨胀性黏土矿物,如蒙脱石的含量.这种微观矿物含量的测定一般只有研究单位的专门试验室才能完成,且花费时间较长,给工程设计与施工带来很多困难.事实上,设计与施工单位很少采用.交通部《规X》膨胀土评价标准中的胀缩总率指标来自考虑地基承载力的房屋建筑部门.它完全不符合公路工程低荷载或零荷载的工程状况,且确定该指标所需要的一些参数又很难获取.我国交通部第二公路勘察设计研究院<以下简称"中交二院〞>通过大量研究工作,提出以标准吸湿含水率与塑性指数2个分类指标作为膨胀土的判别与分级标准.所谓标准吸湿含水率指,在标准条件下<温度25℃±2℃,相对湿度60%±3%>,膨胀土试样从天然含水量脱湿至平衡后的含水量.标准吸湿含水量与蒙脱石含量、阳离子交换量与比表面积之间具有良好的线性相关性,反应了膨胀土的本质特性.塑性指数很好地反映了粒度组成、分散特性与阳离子与黏土矿物之间的相互作用.采用标准吸湿含水率与塑性指数对土的膨胀势分级的指标见表3-4.标准吸湿含水率测定的具体方法见参考文献[7]或文献[15]中《膨胀土的判别与分类新方法》一文.表3-4 土的膨胀势分级指标<中交二院>膨胀势分级非膨胀土弱膨胀土中等膨胀土强膨胀土标准吸湿含水率ws〔%〕塑性指标Ip〔%〕自由膨胀率Fs〔%〕Ws<2.5Ip<15Fs<402.5≤ws<4.815≤Ip<3040≤Fs≤604.8≤ws<6.830≤Ip<4560≤Fs≤906.8≤ws45≤Ip90≤Fs注:自由膨胀率仅为参考指标,不作为控制指标.中交二院研究提出的膨胀势分级判别指标反应了膨胀上的本质,并具有测定简单、便捷,所获数据可靠、重现性好的优点,便于设计与施工单位广泛应用.3.2 处理方法针对膨胀土的工程特性与膨胀土地基的病害特点,并考虑工程的经济性,可以从换填、改性、隔水封闭、渗沟排水4个角度,归纳总结膨胀土地基处理措施与技术方法[6].1.换填与膨胀土掺灰改性法换填与浅层膨胀土掺灰改性法适用于浅层平面地基<路基基底>条件,一般处理深度不大于3.0m.与其他方法相比,一般换填法的造价最低.但换填方量过大时,废土可能占用大量土地,并引发生态环境问题；某些地区可能还存在借土困难或借土成本过大的问题.这时,可考虑膨胀土改性法或石灰桩加固法.2.有机大分子溶液改良法改良技术既适用于斜面地基<堑坡>,又适用于平面地基<路基基底>,一般多用于膨胀土堑坡的浅层稳定性处理.目前,国内比较成熟的有机大分子溶液改良技术有UAH改良液等.3.石灰桩或灰土桩加固法石灰桩或灰土桩加固法对于斜面地基<堑坡>和平面地基<路基基底>均适用.对于厚度较大的膨胀土软基处理时,石灰桩或灰土桩加固法具有独特的优势,一般用于厚度大于2.0m的膨胀土软基.4.隔水封闭与渗沟排水法隔水封闭是采用土工防水布、石灰与猫土混合料等材料对地基或坡面进行隔水封闭,阻止气候干湿循环对膨胀土含水量的影响,达到稳定路基或边坡的目的.由于隔水封闭法的施工质量控制标准要求较高,建议设计时慎用.采用隔水封闭措施,必须同时使用排水渗沟或其他排水措施,两者缺一不可.排水渗沟也可作为换填与掺灰改性、有机大分子溶液改良、石灰桩加固措施的辅助手段使用.该方法包括常用的路基基底使用的平面状渗沟与堑坡防护使用的支撑渗沟两种类型.平面渗沟作用在于排掉汇流到路基的地下水;而支撑渗沟不仅可以排水,并且具有阻止膨胀土边坡变形破坏的功能.3.3 浅层换填与掺灰改性法当公路路基的基底为劣质土<或者说土的变形或承载力不符合要求>,且劣质土层的厚度又不很大时,将原地表以下处理X围的劣质土部分或全部挖去,换填为性能稳定或强度较大、无侵蚀性的其他材料,并分层压实至要求的密实度,这种地基处理方法称为换填法.膨胀土掺灰改性是将原地膨胀土翻松,掺加一定比例的石灰后,分层压实的方法.该方法经过一段时间的养护,可以很好地消除或减小膨胀性,提高土体强度,降低土中的含水量[7].3.3.1 原理和适用X围1.浅层换填法与掺灰改性法的原理与适用X围换填掺灰改性法适用于公路的所有平面地基,既适用于填方路堤基底的处理,也适于挖方路面下的地基处理.具体换填设计时,若换填方量过大,应考虑借土与废方对生态环境的不良影响.填方与挖方路段两者的换填与掺灰改性原理也有所不同.填方路堤,特别是高路堤的基底承受路堤与路面重力的压力较大,基底换填是以强度较高的材料代替膨胀土地基,掺灰改性是将低强度的膨胀土地基改性为高强度的灰土,两者以提高地基的承载力,避免地基破坏为目的.小于1m填方路堤基底的换填或掺灰改性目的主要是为了消除膨胀土基底的胀缩变形.从施工角度考虑,一般要求换填或掺灰改性的膨胀土地基深度不超过 3.0m.当膨胀土地基厚度超过3.0m,应考虑其他措施,如石灰桩等.当膨胀土地基的地下水位较高,或所处地理位置为汇水的低洼地带时,应认真作好排水设一计,包括地面排水与地下排水.地下排水的渗沟设计见后文.挖方与零填方路段的地基同时担任路床的角色.通过地基膨胀土换填或掺灰改性,一方面可以消除路面以下膨胀土胀缩变形对路面的破坏作用,另一方面可以提高处理深度X围内土的强度与变形模量,使CBR值<加州承载比,是一种衡量道路弯沉量的试验值>达到高等级公路上路床的标准要求,即CBR≥8.大于1m填方路堤的基底换填或掺灰改性设计时,主要考虑因素是膨胀土地基的承载力；小于lm填方路堤的基地换填或掺灰改性设计时,主要考虑因素是基底的膨胀变形量或膨胀力；挖方与零填方路段地基换填或掺灰改性设计时,考虑的主要因素是路床的变形与强度要求标准,与换填深度对下伏膨胀上膨胀性的抑制作用.2.石灰改性膨胀土的机理石灰对膨胀土的改性机理表现为5种作用：阳离子交换<cationic exchange>；凝聚<ag-glomeration>；细凝反映<flocculation>；碳酸岩化<carbonation>；胶结或凝硬作用<cementationor pozzolanic reaction>.膨胀土组成以蒙脱石、伊利石、高岭石等勃土矿物为主.黏粒表面吸附有大量的金属阳离子,当掺人石灰后,由于土中产生过量的Ca2+离子,同时Ca<OH>2分子电离的OH-离子形成强碱环境,使得Ca2+置换了膨胀土黏粒表面的某些阳离子,如K+,Na+,Fe2+等<Mg2+除外>,由此改变了黏粒表面的带电状态,结果使膨胀土颗粒很快地凝聚起来而提高了土的初期强度.细凝过程与阳离子交换过程同时发生.由于孔隙中电解质浓度的增加,Ca2+离子被吸附在豁土的表面,蒙脱石晶层间的水向外溢出,土体体积减少.掺灰改性土的石灰碳酸岩化反应生成的CaCO3在掺灰土中多形成长短不等的棒状物、针状物与网状物,它们将豁土颗粒联结或包裹起来,集聚成粉粒或更大的团粒.这些大颗粒的粒径多集中于0.05—0.005mm之间.石灰的碳酸岩化是促使赫粒集聚、消除胀缩性、提高强度,并保持长久稳定的根本原因.掺灰改性土的典型化学式方程表达如下：CaCO3：除了本身具有较高强度外,它与铝酸钙作用也可起到加固土的作用.由于这个反应过程缓慢,对于改善土的工程性质初期作用不大,但随时间的延长改善作用会越来越明显.胶结或凝硬反映相当复杂,也需要很长时间.胶结或凝硬反映使土中相当一部分SiO2形成SiO2水溶性胶体粒子,氧化铝也可形成一些胶体粒子.这些生成物聚凝后也会改善膨胀土的工程性质,主要作用是提高石灰土的后期强度与耐久性.该过程类似于水泥的水化反应过程,CaO与水发生反映放出的热,在初期加快了凝硬反映.同时,实验表明,石灰土浸水后强度还会提高,某种意义上可将其视为水硬性材料.3.3.2 设计计算公路膨胀上地基浅层换填与掺灰改性设计分为3类:℃大于等于lm高度路堤的基底换填与掺灰改性设计；℃挖方路段,包括小于lm高度填方、零填方路段的换填与掺灰改性设计；℃公路桥涵地基与基础设计.公路桥涵地基与基础设计参考《规X》[8].⒈路堤基底换填与掺灰改性设计浸水后膨胀土的强度与变形指标急剧降低,承载力一般在80—150kPaX 围内.因此,对于填方路堤高度大于3.0m 的膨胀土软基应进行工程处理.目前,公路行业标准在《规X 》[9]中对桥涵地基的设计给出了使用地基允许承载力的具体方法与标准.但对路堤设计的基底承载力或基底允许承载力没有明确规定.在《规X 》[10]中,要求"在软土地基上修筑路堤,应进行稳定验算与沉降计算〞,来检验软土地基的强度与变形是否满足要求.建筑部门通过多年的工作经验,已经积累了大量有关地基承载力或地基允许承载力的资料或经验确定值,借鉴使用这些资料或经验确定值非常简单、方便,对初步确定填筑路堤基底的强度与变形具有非常重要的意义.一般来讲,将建筑部门的地基允许承载力用于公路路堤基底偏于保守或不经济.⑴膨胀土软基承载力确定与使用膨胀土软基承载力可通过荷载试验法、计算法、经验法确定.荷载试验宜采用浸水荷载试验.计算法采用三轴不排水快剪试验确定土的抗剪强度,再根据国家现行的岩土工程勘察规X 或建筑地基基础设计规X 计算地基的承载力.经验法可参考《规X 》[10]对于一般工程经验确定值.承载力确定后,可根据式<3—1>初步判断膨胀土软基的强度与变形是否满足路堤的要求：em p k h p f γ+≥〔3—1〕式中：—路堤高度,m ；—路堤填土平均重度,kN/m 3； —路面压强,kPa ； —膨胀土软基承载力,kPa.若根据上式初步判断膨胀土软基不满足要求,则需按《规X 》[10]中要求,进行稳定验算与沉降计算,来进一步确定其强度与变形是否满足要求.⑵换填材料选择或改性膨胀土掺灰率设计换填材料可选用强度较大、水稳性与透水性好的圆砾、角砾、碎石、砂土、砂性土,也可选用无侵害性、无环境污染,且工程性质符合要求的矿渣、煤渣等材h emγpP k f料.受取土条件限制时,也可使用无病害黏性土.但使用黏性土时,应作好地下排水设计,如路基渗沟设计等.膨胀上改性掺灰量通过CBR击实试验确定.采用重型标准击实试验时,要求85%压实度时,CBR值大于8.一般3%的掺灰率,各种膨胀土均可达到上述要求.与采用勃性土换填类似,采用膨胀土掺灰改性措施时,应作好地下排水设计,如路基渗沟的设计等.⑶换填或掺灰改性厚度确定采用换填浅层掺灰改性措施时,宜将浅层的膨胀土软基全部挖出,直至承载力满足要求的下卧层.从施工角度考虑,一般要求换填或膨胀土掺灰改性深度不超过3.0m.换填宽度与路堤基底宽度一致.⒉挖方路段与小于lm高度填方路段的换填与掺灰改性设计⑴换填材料选择或改性膨胀土掺灰率设计换填材料一般选用压实度、强度<CBR值>、最大粒径可达到《规X》[10]要求且稳定性能好的无病害土,包括碎石、砂土、砂性土、豁性土等,也可选用无侵害性、无环境污染,且工程性质附和要求的矿渣、煤渣等材料.膨胀土掺灰量通过灰土的膨胀性试验与CBR击实试验确定,以完全消除膨胀性,且CBR值达到规X要求时的掺灰量为设计标准掺灰量.国内外已有的研究成果表明,虽然膨胀土的种类存在差异,但改性膨胀土的最优掺灰率变化不大,一般介于3%—8%之间.掺灰膨胀土的强度提高先于膨胀性改善.当掺灰率达到3%时,改性土的强度发生显著提高；当掺灰率为5%时,膨胀性才会有显著消弱.此外,由于掺灰改性土的工程性质的特殊性,本设计建议：℃掺灰膨胀土混合料应在样品养护1—3d后进行击实试验,来确定最大干容重与最佳含水量.℃由于石灰土的强度和变形模量均比一般天然土高很多,在满足强度与变形要求的前提下,掺灰改性土的压实可以低于上路床填土的压实度,即低于95%的压实度.一般而言,采用重型击实标准时,灰土的85%压实度即可满足路床的强度与变形要求.⑵换填或掺灰改性厚度确定《规X 》[11]中规定：高速公路与一、二级公路路基填土高度小于路面与路床的总厚度,基底为膨胀土时,宜挖除地表0.3—0.6m 的膨胀土,并将路床换填非膨胀土或掺灰处理.换填或掺灰改性厚度可以通过非扰动土有荷载膨胀量试验确定.试验取地表下80cm 深处天然含水量非扰动土进行.通过系列有荷载膨胀量试验,可以求得试样在1%膨胀量变形时的膨胀力,该膨胀力称作膨胀力标准值.可换填或掺灰改性厚度以式<3-2>计算确定.若计算值小于30cm,则取30cm.()h p e p p h -=〔3—2〕式中：—设计换填土或掺灰改性土的厚度,m ；—换填土层或掺灰改性土层底面下膨胀土的膨胀力标准值<试样在1%膨胀量变形时的膨胀力>,kPa ；—路面结构层压强,kPa ；—压实后换填土层或掺灰改性土层容重,kN/m³. 3.4 石灰桩或灰土桩法石灰桩是房屋建筑部门常用的地基处理方法.它采用机械或人工方法在地基或堑坡中成孔,然后灌人生石灰或生石灰与粉煤灰、火山灰、水泥等的掺和料与少量外加剂,并振密或夯实而形成桩体.石灰桩与经改良的桩周土组成石灰桩复合地基,以支撑上部建筑物.石灰桩的加固深度可以从几米到十几米.本章的石灰桩法主要用于公路路堤的膨胀土基底加固或膨胀土堑坡的稳定性加固.用于公路膨胀土地基处理的石灰桩与房屋建筑使用的石灰桩,在工作机理与设计计算上略有差异.用于公路膨胀堑坡稳定的石灰桩更偏重于石灰对膨胀土的改性作用.因而,稳定膨胀土堑坡的石灰桩较建筑地基处理的石灰桩孔径更小,桩体更密.3.4.1 原理与适用X 围石灰桩既适用于厚度超过2.0m 的膨胀土软基,也适用于弱与中等膨胀土开挖堑坡.但两者的加##理与设计原则存在一定差异.用于处理膨胀土软基的石灰桩一h e p p p hγ般为2—10m.1.石灰桩加固膨胀土软基原理石灰桩对膨胀土软基的加##理可归纳为：桩周土的改性与胶结作用、置换作用、排水固结作用、桩与桩间土的高温效应、膨胀挤密作用.℃桩周土的改性与胶结加固作用桩孔中的生石灰与桩周接触的膨胀土会发生离子交换、化学与凝胶反应等,从而对桩周膨胀土起到改性与胶结加固作用.石灰对膨胀土的改性机理具体参看上节的"石灰改性膨胀土的机理〞.在##清代道台衙门旧址建筑物下曾发现石灰桩对土的胶结作用证据.该桩长3050cm不等,性状上大下小,如钟形.发现时,桩中心仍然呈软膏状,但桩周约2cm的土却形成了一层坚硬的外壳,近于陶土的色调.生石灰对膨胀土的改性作用X围更宽.℃置换作用石灰桩较桩间土具有更大的强度<抗压强度约500kPa>,其作为竖向增强体与桩间土形成复合地基.石灰桩在复合地基中发挥着桩体作用.当承受荷载时,刚度较大的桩承担较大的应力,约分担了30%的荷载<在正常置换比下>.根据国内实测数据,石灰桩复合地基的桩土应力比一般为2.5—5.0.石灰桩这种置换作用在膨胀土地基具有独特功用.当桩间浅层膨胀土吸水膨胀时,桩分担的荷载将部分退还转移给周围的膨胀土,从而抑制浅层膨胀土的胀缩变形.℃排水固结作用试验表明,石灰桩体的渗透系数一般为10-5—10-3cm/s,相当于细砂的渗透系数.由于石灰桩间距较小<一般为2—3倍桩体直径>,水平路径很短,具有很好的排水固结作用.从建筑物沉降观测记录表明,建筑竣工使用时,其沉降已基本稳定,沉降速率在0.04mm/d左右.当桩体掺和料采用煤渣、矿渣、钢渣等粗颗粒料时,排水固结作用更加明显.℃桩与桩间土的高温效应软基膨胀土含水量较高.1kg生石灰的消解反应要吸收0.32kg的水,同时放出1164kJ的热量.加掺和料的石灰桩,桩内温度可高达200—300℃,桩间土的温度最高可达到40—50℃,从而使膨胀土产生一定的汽化脱水,膨胀土中含水量下降,土粒靠拢挤密,强度提高.℃膨胀挤密作用石灰桩的生石灰吸水膨胀,使桩间膨胀软土受到强大的挤压力,这对地下水位以下软土的挤密起主导作用.测试结果表明,自然状态下,生石灰熟化后的体积可增加到原来的1.5—3.5倍,质量好的一等钙石灰的体胀约为3—3.5倍.2.石灰桩稳定膨胀土堑坡原理石灰桩对膨胀土堑坡的稳定原理可归纳为：桩周膨胀土的改性作用,边坡的分隔加固作用、排水作用.℃桩周膨胀土的改性作用石灰对膨胀土的改性机理具体参看上节的"石灰改性膨胀土的机理〞,用于稳定膨胀土石灰桩具有桩径小、桩体密的特点.这样,生石灰对桩周的膨胀土改性作用面积大大增加.以生石灰离子在膨胀土中渗透与影响距离15cm计算,则桩径15cm、桩距60cm、正三角形排列的石灰桩,其换土与膨胀土改性总面积可达51%.桩周膨胀土的改性作用与桩本身的换土作用,较好地增强了膨胀土堑坡浅层土体的整体强度,改善了整体的胀缩性.℃边坡表层的分隔加固作用由于膨胀土中大量地、不均匀地分布着各种尺寸的结构面<如裂隙、构造软弱面、断裂滑面>,使其路堑边坡破坏并表现出某些随机性质,既可以发生在坡脚、玻腰或坡顶,也可以发生在任何局部地段.针对这种局部破坏,有效的防护措施就是分隔支护.堑坡上的石灰桩以自身为结点,组成一个类似于三角形网格状结构,将堑坡的浅层膨胀土分隔加固,可以有效地阻止膨胀土的随机局部破坏和边坡的分级逐次破坏.分隔加固的优点在于,即使某一个网内的膨胀土发生变形与破坏,也不会将这种变形与破坏扩散到其他部位,极大地减少了膨胀土浅层病害的发生规模与次数.℃排水作用石灰桩体的渗透系数一般为10-5—10-3cm/s,相当于细砂的渗透系数.这样,堑坡某一部位土体中的渗水很快可以通过其下游的石灰桩顺利排出,从而减少了土中积水引发的膨胀土变形与破坏.设计计算℃用于公路膨胀土地基处理的石灰桩设计分为3种类型：℃挖方路段膨胀土堑坡加固的石灰桩设计；℃填方路段膨胀土软基的石灰桩加固设计；℃公路桥涵地基与基础设计.公路桥涵地基与基础设计参考《规X》[10].℃膨胀土堑坡加固的石灰桩设计计算℃石灰桩设计℃材料选用新鲜的生石灰,并需过筛,一般要求石灰粒径20mm左右,含粉量不得超过总重量的20%,Ca0含量不得低于70%,夹石含量不大于5%.℃桩径的设计根据施工工艺确定,一般为10—30cm.为了防止桩中心的软化现象,本设计建议取15cm.灰土桩可取较大直径,建议取30cm.℃桩距一般取3.5—5倍的桩径.具体设计时可根据膨胀土的膨胀性强弱与气候变化剧烈程度,在此区间选择桩距.弱膨胀土可选择桩径5倍的桩距,中等膨胀土可选择3.5倍的桩距.℃桩长根据膨胀土类型与当地大气风化深度确定.原则上讲,桩长应大于膨胀土强风化层厚而小于强风化层厚与弱风化层厚之和.强风化层厚一般为0.4—1m,弱风化层厚一般为1—1.5m.一般桩长取1.0—1.5m.℃建议桩体竖直布置,桩孔在坡面上采用正三角形排列.⑵其他配合措施设计包括边坡表层排水、浆砌块石或混凝土骨架、植草等设计.⒊石灰桩加固膨胀土软基的设计计算膨胀土软基承载力确定与使用填方路堤膨胀土软基的承载力确定与使用,参考"浅层换填与掺灰改性法〞有关内容.。

如何高效地进行膨胀土地基处理膨胀土地基是一种常见的地基问题，如果不及时处理将会给建筑
物的使用带来很大的危害。

下面将为大家介绍一些高效的膨胀土地基
处理方法。

1. 清理现场
在进行膨胀土地基处理前，首先要对现场进行清理。

清理现场时，要刨除表土和不良土壤，以保证处理后的土地基质量。

2. 挖槽加固
对于出现膨胀土地基问题的建筑物，可以采用挖槽加固方法。

具
体操作方法是，在地基表层挖掉一定深度的土壤，然后填充碎石、砂
土等物质，再利用打桩机将补充材料压实，从而加固地基。

3. 沉降控制
满溢的膨胀土会在夜间和早晨吸收水分并膨胀，然后在最热的日
子里干燥收缩。

这种反复的膨胀和收缩会导致土壤的不稳定性和破坏性。

因此，在进行膨胀土地基处理时，必须控制沉降。

我们可以使用
各种材料来补充处理地基，以控制地基上的沉降。

4. 加固地基
除了以上介绍的方法，还可以采用加固地基的方法来处理膨胀土。

加固地基主要是通过混凝土进行加固，但需要注意的是混凝土的成分
和施工质量都要达到标准，否则可能会出现施工质量不合格的问题。

以上是一些膨胀土地基处理的方法，不同的处理方法适用于不同
类型的建筑物和地基问题。

因此，在进行处理时，必须根据实际情况
进行选择，并且要做好施工前的准备工作。

浅析膨胀土地质基础处理方法浅析膨胀土地质基础处理方法摘要:在膨胀土地区修建建筑物地基必须经过严格处理,否则往往会造成建筑物的基础外移、房屋开裂、地坪开裂等事故。

本文介绍了建筑地基膨胀土的施工处理措施,并阐述了膨胀土性质分析、地基处理的方案选择和施工方法措施。

关键词：地基施工；膨胀土；地基处理膨胀土是一种特殊土，它是在地质作用下形成的一种主要由亲水性强的粘土矿物组成的多裂隙并具有显著膨胀性的地质体。

由于是具有吸水膨胀和失水收缩特性的粘性土，会因为土中含水量的变化而发生相应的膨胀或收缩变形,特别是在场地膨胀性土层厚度不一,均匀性不一,不同部位处含水量的变化以及建筑物基底压力不等等原因时,就会导致地基土不均匀的隆起或下陷,使得建筑物产生墙体开裂、地面隆起或下陷等破坏。

因此,必须对膨胀性土场地进行处理,以满足自由膨胀率均小于0.4的要求。

美国工程界称膨胀土是“隐藏的灾害”。

日本工程界称膨胀土是“难对付的土”、“问题多的土”。

我国公路工程中因膨胀土发生的边坡失稳、路基变形、路面破坏、构造物开裂、倒塌等公路病害造成的经济损失也是十分巨大的。

因此，研究膨胀土的工程性质，切实做好其工程勘察、设计与施工是确保工程建设质量的关键，忽视其中任何一个环节都将给工程带来隐患。

膨胀土大多分布在南方,在膨胀土地区修建建筑物地基时,如果没有采取合适的措施,往往会造成建筑物的基础外移、房屋开裂(山墙倒八字形缝,外纵墙下部水平缝)、地坪开裂等事故。

国内外膨胀土地基处理采用的措施大体上可分为五类：预湿膨胀、压实、换土、土性改良和隔水。

确定处理方法应根据土的胀缩等级、地方材料及施工工艺等,进行综合技术经济比较。

各种处理措施,有时单独采用,有时需综合采用。

膨胀土地基的处理应根据当地的气候条件、地基的胀缩等级、场地的工程地质及水文地质情况和建筑物结构类型等。

结合建筑经验和施工条件,因地制宜采取治理措施。

如果能够采用换填非膨胀土或采取化学等方法,从根本上改变地基土的性质,则是根治的最好方法。

膨胀土地基处理方法的研究膨胀土地基处理方法的研究膨胀土是一类结构性不稳定的高塑性粘土，也是典型的非饱和土，它在世界范围内分布极广，具有裂隙性、胀缩性和超固结性，对气候变化特别敏感，主要原因是膨胀土颗粒组成中粘粒含量超过30%，且蒙脱石、伊利石或蒙一伊混成等强亲水性矿物占主导地位，膨胀土地基的土体因含水量变化会导致土体的不均匀胀缩变形，最终将引起建筑物的变形和破坏，而且它对工程建设的危害往往具有多发性、反复性及长期潜在性。

1、膨胀土的基本特性(1)强膨胀性膨胀土的膨胀性与其粘土的矿物成分有关。

我国的膨胀土主要是蒙脱石及伊利石粘土矿物组成。

蒙脱石及伊利石是两种强亲水性粘土矿物，遇水后产生的膨胀效应比普通粘土显著得多，对建筑物具有相当强的破坏作用。

膨胀土的膨胀性除与其粘土的矿物成分有关外，还与水的作用直接有关，水分使土粒迁移是产生土体膨胀与收缩的直接原由。

(2)超固结性我国的裂土多沉积于更新世第三纪，系陆相沉积土，在漫长的地质年代中承受了上覆地层压力，处于超固结状态，卸荷后土的抗剪和抗压强度均有降低，风化破碎后强度更低。

当开挖地下洞室使土体具有临空面时，超固结力得以释放而表现为洞室的顶都、边墙、底部的过大变形，使工程结构物破坏。

(3)多裂隙性从外貌特点看，裂土表面布满了不规则的多边形裂隙或网状裂缝，多呈张开的楔形将裂土分割成各种几何形态的块体。

裂原有原生及次生之分。

原生裂隙多为闭合状，裂隙面光滑，常呈腊状光泽，当暴露地表，受风化作用影响裂隙面常张开，并有次生的灰白粘土充填。

次生裂隙以风化型为主，在半干旱地区，尤其是年蒸发量大于年降水量的地区，裂土的干缩湿胀效应非常显著，便裂土表层风化作用强烈。

由于裂隙密布，土体不连续，大量雨水乘虚而入，湿胀干缩，循环反复，使土体强度大大降低，恶化了土体的工程性质，在重力作用下，常产生边坡土体剥落、坍塌滑坡等危害。

2、膨胀土地基的处理方法目前国内外有关膨胀土地基处理的方法较多，加固技术也在逐渐发展，以下主要从加固机理、适用范围与施工技术几方面，结合膨胀土工程性质的多年研究成果与我国大量工程实践的应用效果，介绍膨胀土地基的几种主要处理方法：2.1换土法换土法是将膨胀土全部或部分挖掉，换填非膨胀粘性土、砂土、砂砾土或灰土，以消除或减少地基胀缩变形，其本质是回避膨胀土的不良工程特性，从源头上改善地基，是膨胀土地基处理方法中最简单而且有效的方法。

《膨胀土地基处理[膨胀土地基性质及处理方法的分析]》摘要。

膨胀土是一种粘土，粘土含有大量亲水性矿物，有一些有利水楔微裂隙结构。

并具有显著胀缩特性，在广西和我国海沿岸地区分布较广。

为保证道路长时间路基稳定、路面平整度，安全，舒适的安全行车为目的，必须解决因膨胀土而引发了一系列的工程问题。

近年来，我国的岩土工程中的膨胀土微观结构特征及其工程特性研究中取得了丰硕的成果，产生的膨胀土工程病害原因给予科学的解释，并提出了一些切实可行的措施。

关键词：膨胀土地基性质处理方法1、膨胀土的物理性质及力学性质分析膨胀土是一类结构不稳定的高塑性粘土，其全球分布极广，膨胀土的粘土矿物分类，可分为2类：一类为蒙脱石，另一个伊力士和高岭土为主的土壤。

具有裂缝性，扩张性和收缩性及超固结性，对气候变化特别敏感，主要原因是膨胀土颗粒组成的土含量在30%以上，与蒙脱土，伊利石或一个，混合和强亲水性矿物做主要地位。

蒙脱石粘土的亲水量增加时出现膨胀，但因为伊力土和高岭土有限膨胀，造成的变化情况，分析总结如下1.1含水量膨胀土地区的地下水多为上层滞水和裂隙水，因而随季节性气候变化，土中水分发生剧烈变化而引起地基不均匀胀开或闭合。

在工程建设，建立在水分含量保持不变在粘土结构不受损害所造成的扩张。

当土壤水分含量的变化，即产生垂直和水平方向的体积膨胀。

水分含量的变化很小，只有1%～2%的量值，是足以引起有害膨胀。

在安康地区，膨胀土对人类危害极大，建造在膨胀土的地板在雨季，土壤水分含量增加地板倾斜裂缝造成的经常看见它。

一般来说，非常干燥的粘土是危险的。

这种黏土可吸收大量的水，其结果是毁灭性的扩展结构。

相反，比较潮湿的粘土，因为大多数扩张已经完成，进一步扩大不会大。

但应注意的是，潮湿的粘土，地下水位下降或其他条件的变化，可能成为干，显示收缩也不能低估。

1.2干容重粘土的干容重与其天然含水量是息息相关的，干容重是膨胀土的另一重要指标。

γ=18.0kn/m3的粘土，通常显示很高的膨胀潜势。

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。