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平顶山市膨胀土的工程地质特征及工程措施探讨王荣彦郑州，450053）择要：本文简要介绍了平顶山市膨胀土的分布及工程地质特征，并指出在勘察中应注意的问题及常采用的工程措施。
关键词：平顶山膨胀土工程地质特征工程措施前言平顶山市位于河南省中西部，市区面积约60km2，市区人口50万人。
区内资源丰富，盛产煤炭，年产煤炭2亿吨，为全国十大煤炭基地之一。
区内漯宝铁路横穿市区，连接京广与焦枝线，交通方便。
近十余年来，区内多层与高层建邻次栉比，但由于对地基重视不够或利用不当，出现了一些建筑物开裂或地基失稳等问题，本文在总结有关地质资料基础上提出一些见解或看法，供同行参考。
1.区内地质地貌概况平顶山市区地处伏牛山脉与黄淮平原过渡地带，区内地貌类型复杂，在市区北部为山前倾斜平原及低山丘陵，位于市区北部3km的平顶山峰，海拔高度约400m。
市区东南部为沙河冲积平原，地形平坦开阔。
据区域地质资料，市区内大部分地区为晚更新世地层但表层有数米的第四纪全新世冲积物，市区北部为早更新世粘土。
区内覆盖层厚度为80-100m，基底为寒武系鲕状灰岩及泥质页岩。
区内规模较大的隐伏断裂有2条，即平顶山断裂和九里山断裂，新生代以来活动迹象微弱。
2．平顶山市膨胀土的工程地质特征2.1分布特征平顶山市的膨胀土主要为早更新世（Q1L）湖相沉积的硬塑—坚硬粘土，在市区北部出露宽1-2km，厚4-8m，夹灰白色泥质碎石。
在市区中心埋藏于地表下3-6m，岩性为硬塑—坚硬粘土，呈褐黄、棕红、灰白、灰绿等色，富含钙质结核，局部聚集成层，厚50m左右。
其中在市区约18m以下硬粘土中闭合裂隙发育。
向市区东南部逐渐深埋于地表下11-23m以下。
根据地层的时代、成因、岩性及各土层的物理、力学指标将60m勘探深度内的地层划分为以下11个工程地质层，其中膨胀土特点见表2.2.1和表2.2.2.1。
2.2工程地质特征2.2.1各层膨胀土的物理、力学性质指标据区域地质资料,除②、③、④层外，其余各层均有一定的胀缩性，现将第①及⑤--⑾层的各层膨胀土的物理、力学指标进行初步统计，见表2.2.1.1和表2.2.1.2。
膨胀土工程特性及处理方法【摘要】膨胀土是一种特殊性岩土，具有吸水后体积增大、失水后体积缩小，胀缩变形变显特性。
对高速公路的工程建设及营运起到极大的破坏作用。
沈四高速公路桩号K693+500-K694+700存在膨胀土。
本文对膨胀土的工程特性、工程危害进行论述，并对膨胀土的治理方案提出了建议。
【关键词】高速公路；膨胀土；路基；处理方法1 膨胀土工程地质条件1.1 地形地貌膨胀土所在地貌区内地貌为微丘地貌为主，地形平缓，无明显自然陡坎。
膨胀土路段地面标高一般在88.50-116.80米。
1.2 水文、气象膨胀土区属半干旱，半湿润大陆性季风气候区，冬冷夏热，春秋两季多风。
最高气温36.6～37.6℃，最低气温-34.3～-36.7，年平均降水量600～700mm，年平均蒸发量1600～1800mm。
从11月中旬至翌年4月为冰冻期。
区内地下水主要分布在辽河支流河谷平原中。
大气降水入渗为主要补给方式，其次为河流入渗补给；排泄方式以地下水径流、河水排泄及人工开采排泄为主。
地下水类型为第四系松散堆积物孔隙水。
2 膨胀土工程特性2.1 判别和分类膨胀土地区进行工程建设，首先必须正确识别膨胀土和非膨胀土，并准确判断膨胀土膨胀时的强弱和工程性质特点，然后才能在工程设计和施工中做到有的放矢，采取切实有效的方法进行处理。
以往的工程建设经验已经证明：膨胀土并不可怕，可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。
对于膨胀土的判别和分类，有不同的方法。
如通过膨胀性矿物（蒙脱石、伊利石、高岭石）的含量、膨胀土的液限和塑性指数、自由膨胀率等。
在高速公路中，广泛采用的是现场定性和室内定量指标相结合的方法，即工程地质特征及土的自由膨胀率、最大吸湿含水率、塑性指数指标综合判断。
膨胀土的初步判别根据工程地质特征及土的自由膨胀率等指标综合判定。
即：（1）裂隙发育，常有光滑面与擦痕，有点裂隙中充填灰白色、灰绿色粘土，在自然条件下呈硬塑状态；（2）多出露于二级或二级以上的阶地、山前丘陵和盆地边缘，地形平缓，无明显自然陡坎；（3）常见浅层滑坡、地裂、新开挖坑槽壁易发生坍塌等；（4）建筑物裂缝随气候而张开或闭合；（5）自由膨胀率大于或等于40%。
河南省平顶山地区膨胀土地基的探讨
翟聚云
【期刊名称】《建筑技术开发》
【年(卷),期】2002(029)006
【摘要】河南省平顶山地区是膨胀土分布比较广泛的地区,膨胀土地基对建筑物安全造成不可低估的影响.本文根据大量调查勘探工程及物理和化学试验数据,对平顶山地区膨胀土地基进行了较为详细的探讨.
【总页数】2页(P20-21)
【作者】翟聚云
【作者单位】平顶山工学院,467000
【正文语种】中文
【中图分类】TU443
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3.合肥地区膨胀土地基承载力的分析探讨 [J], 吴礼年
4.大气影响下平顶山膨胀土地基的变形研究 [J], 靳向红;翟聚云
5.探讨膨胀土地区电力建设地基治理技术 [J], 王群
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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。
膨胀土路堑滑坡的工程整治措施探讨膨胀土路堑滑坡是一种常见的地质灾害，在工程建设中经常遇到。
由于膨胀土的特性以及环境因素的影响，容易发生路堑滑坡现象，给工程建设和交通运输带来了极大的危害。
对于膨胀土路堑滑坡的工程整治措施进行探讨和研究，对于减少地质灾害风险，保障工程和交通的安全具有重要意义。
本文将从膨胀土的特性、路堑滑坡的成因、工程整治措施等方面展开探讨，提出针对性的解决方案，以期为相关工程建设提供参考。
一、膨胀土的特性膨胀土是一种具有较强膨胀性的土壤，主要包括黏土、粘土和壤土等。
膨胀土受水分影响较大，当水分含量增加时，土壤体积会膨胀；当水分蒸发或者排水时，土壤体积会收缩。
这种膨胀-收缩的特性使得膨胀土在工程中易受到影响，引发各种地质灾害，包括路堑滑坡。
二、路堑滑坡的成因1. 地质构造和地貌因素：山区地势复杂，地质构造复杂，山体岩土发育程度低，易发生地质灾害。
2. 人为因素：盲目开发、破坏植被、违法采石等行为，导致山体失稳，降雨时容易发生滑坡。
3. 天气因素：降雨量大、降雨频繁、降雨持续时间长，都会导致土壤饱和，从而加剧滑坡的发生。
4. 工程因素：工程施工不规范，设计不合理等，都会导致路堑滑坡的发生。
针对这些成因，需要制定针对性的工程整治措施，以减少路堑滑坡的发生。
三、工程整治措施1. 土方工程处理：针对膨胀土路堑滑坡的地质特点，可进行土方工程处理，通过加固、填方、挖渠等工程措施稳定土体，减少滑坡发生的可能性。
2. 植被恢复：在山区开展植被恢复工程，通过种植适应当地气候和土壤条件的植被，提高山体的抗滑性能，减少地质灾害的发生。
3. 设计合理：工程设计时需采用合理的勘察、设计方法，充分考虑地质条件和气候因素，减少地质灾害风险。
4. 监测预警：在路堑滑坡易发区域设置监测预警设备，对地质灾害进行实时监测和预警，及时采取相应措施减少灾害损失。
5. 工程加固：对已经发生滑坡的路堑进行工程加固，采取土方加固、钢筋混凝土梁加固、锚索加固等措施，保障路堑的稳定性。
膨胀土路基施工及治理措施摘要：本文介绍了膨胀土的特点，分析了膨胀土对公路路基的危害，提出对膨胀土的治理措施。
关键词：膨胀土公路路基治理措施Abstract: This paper introduces the characteristics of expansive soil, expansive soil on highway subgrade is analyzed the harm, put forward the treatment measures of expansive soil.Key words: expansive soil highway roadbed treatment measures膨胀土是指土中粘粒成分主要由亲水性矿物质组成，同时并具有吸水膨胀、失水收缩两种变形的高液限粘土。
凡是液限大于或等于40%，自由膨胀率大于或等于40%的粘土可判断为膨胀土。
该土具有吸水膨胀，失水收缩并往复变形的性质，对路基的破坏作用极为严重，并且构成的破坏是不易修复的。
随着交通建设的发展，为了保证道路在较长时间内路基的稳定和路面的平整度，达到安全、舒适行车的目的，必须解决因膨胀土而造成的一系列工程问题。
1、膨胀土的主要特性大致可以归纳为以下几点：(1)土的粘土矿物成分富含有亲水性矿物成分，如蒙脱石、伊利石和高岭石等；(2)有较强的胀缩性；(3)有裂隙性结构；(4)有显著衰减性；(5)多含有钙质或铁质结核；(6)一般呈棕、红、黄、褐及灰白色；(7)自然坡度平缓，无直立陡坡；(8)对公路路基及工程建筑有较强的潜在破环作用。
2、膨胀土对公路工程的危害2.1膨胀土填料的危害(1)由于膨胀土具有很高的粘聚性，等含水量较大时，一经施工机械搅动，将粘结成塑性很高的巨大团块，很难晾干，随着水分的逐渐散失，上块的可塑性降低，由于粘聚性的继续作用，土块的力学强度逐步增大，从而使土快坚硬，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。
膨胀土路堑滑坡的工程整治措施探讨膨胀土路堑滑坡是工程施工中常见的地质灾害之一，其发生可能会造成严重的人员伤亡和财产损失。
对于膨胀土路堑滑坡的工程整治措施进行探讨十分重要。
下面将从膨胀土特性、滑坡成因及整治措施等方面展开讨论。
一、膨胀土的特性膨胀土是指在一定水分环境下，由于土壤中黏粒的胶结作用或者氧化铁、有机物等的影响，使土体产生交换胶粒膨胀。
膨胀土具有吸水膨胀和干缩的特性，其膨胀系数很大，易发生变形和坍塌。
处于地面或坡面的膨胀土很容易因受水分变化而发生塌方和滑坡。
二、滑坡的成因膨胀土路堑滑坡的发生有很多的成因，主要包括下列几个方面：1. 土壤的松弛：由于膨胀土具有吸水膨胀和干缩的特性，当土壤含水量增加时，土壤体积会增大，导致土壤的松弛和破坏，从而引发滑坡。
2. 雨水浸渍：膨胀土在雨水浸渍后，含水量增加，土壤体积增大，容易发生滑坡。
3. 自然地质条件：地形复杂、地势险峻的地区，以及地下水位较高的地区容易发生滑坡。
4. 人为因素：如不合理的土方开挖、坡面采石等施工方式也可能导致膨胀土路堑滑坡。
三、工程整治措施为了有效地防止和减轻膨胀土路堑滑坡的危害，需要采取一系列的整治措施。
以下是一些常见的整治措施：1. 地质勘察：在工程设计之初，需要进行详尽的地质勘察，充分了解地质地貌情况，找出潜在的滑坡危险点，并据此调整工程的布置和设计方案。
2. 地表排水：采取合理的地表排水措施，及时排除雨水及地下水的渗入，减少水分对土体的影响，降低土壤的含水量，减少土壤的松弛和滑坡的发生。
3. 地面加固：对于可能发生滑坡的土体，可以采用地面加固的方法，如植被覆盖、铺设防滑垫等措施，增加土体的抗滑性，减少滑坡的危险。
4. 施工监测：在工程施工中，需要进行严格的施工监测，及时发现和处理土体变形、滑坡等问题，保证工程施工安全。
5. 坡面支护：对于坡度大、土质松软的路堑坡面，可以采用支护措施，如喷锚支护、挡墙加固等，增加坡面的稳定性，防止滑坡的发生。
平顶山市膨胀土的工程地质特征及工程措施探讨
王荣彦郑州，450053）
择要：本文简要介绍了平顶山市膨胀土的分布及工程地质特征，并指出在勘察中应注意的问题及常采用的工程措施。
关键词：平顶山膨胀土工程地质特征工程措施
前言
平顶山市位于河南省中西部，市区面积约60km2，市区人口50万人。
区内资源丰富，盛产煤炭，年产煤炭2亿吨，为全国十大煤炭基地之一。
区内漯宝铁路横穿市区，连接京广与焦枝线，交通方便。
近十余年来，区内多层与高层建邻次栉比，但由于对地基重视不够或利用不当，出现了一些建筑物开裂或地基失稳等问题，本文在总结有关地质资料基础上提出一些见解或看法，供同行参考。
1.区内地质地貌概况
平顶山市区地处伏牛山脉与黄淮平原过渡地带，区内地貌类型复杂，在市区北部为山前倾斜平原及低山丘陵，位于市区北部3km的平顶山峰，海拔高度约400m。
市区东南部为沙河冲积平原，地形平坦开阔。
据区域地质资料，市区内大部分地区为晚更新世地层但表层有数米的第四纪全新世冲积物，市区北部为早更新世粘土。
区内覆盖层厚度为80-100m，基底为寒武系鲕状灰岩及泥质页岩。
区内规模较大的隐伏断裂有2条，即平顶山断裂和九里山断裂，新生代以来活动迹象微弱。
2．平顶山市膨胀土的工程地质特征
2.1分布特征
平顶山市的膨胀土主要为早更新世（Q1L）湖相沉积的硬塑—坚硬粘土，在市区北部出露宽1-2km，厚4-8m，夹灰白色泥质碎石。
在市区中心埋藏于地表下3-6m，岩性为硬塑—坚硬粘土，呈褐黄、棕红、灰白、灰绿等色，富含钙质结核，局部聚集成层，厚50m左右。
其中在市区约18m以下硬粘土中闭合裂隙发育。
向市区东南部逐渐深埋于地表下11-23m以下。
根据地层的时代、成因、岩性及各土层的物理、力学指标将60m勘探深度内的地层划分为以下11个工程地质层，其中膨胀土特点见表2.2.1和表2.2.2.1。
2.2工程地质特征
2.2.1各层膨胀土的物理、力学性质指标
据区域地质资料,除②、③、④层外，其余各层均有一定的胀缩性，现将第①及⑤--⑾层的各层膨胀土的物理、力学指标进行初步统计，见表2.2.1.1和表2.2.1.2。
由表2.2.1.1和表2.2.1.2知，除第①层外，以下各层土均呈硬塑—坚硬状态，呈中等--低压缩性，承载力较高。
2.2.2各层膨胀土的胀缩性指标及膨胀潜势
2.2.2.1各层膨胀土的胀缩性指标
各层膨胀土的胀缩性指标见表2.2.2.1
2.2.2.2膨胀土地基的膨胀潜势
由表2.2.2.1知，除第①层粉质粘土为弱膨胀潜势外，其余各层自由膨胀率一般>65%，均为中等膨胀潜势。
经计算其胀缩变形量为零。
2.2.3平顶山地区大气影响深度
膨胀土地基的胀缩变形一般只发生在地表一定深度内即膨胀土的活动带内，膨胀土的活动带即指大气影响深度,大气影响深度是指在自然气候作用下，由降水、蒸发、地温等因素引起土的升降变形的有效深度。
据测算，当地湿度系数ψw一般在0.7-0.8之间，其大气影响深度da一般<4m，大气影响急
剧层深度为1.5—1.8m。
注：②稍密粉砂，厚1m左右；③软塑粉质粘土，厚1-1.5m；④含泥砂卵石，稍-中密，厚0.5-1m，均为非膨胀土。
各主要膨胀土层的抗剪强度、承载力及压缩模量指标统计表表2.2.1.2
各层膨胀土的胀缩性指标表2.2.2.1
2.2.4平顶山市区膨胀土的场地划分
按照文献[2]及当地建筑经验，平顶山市区山前地带，地形坡度一般10—30度，属坡地场地，而市区内地形平缓，变化不大，属平坦场地。
2.2.5地下水条件
区内地下水类型为潜水,主要赋存于场地表层5m内的粉质粘土及粉砂或中、粗砂层中,其补给来源
为大气降水及生产、生活用水的下渗，水位埋深2-2.5m，水位变化受季节影响，年变幅在1.0m左右,水质类型一般为HCO3—Ca、Mg型水，矿化度0.5-0.7g/l。
按照岩土工程勘察规范“GB50021-2001”附录G因场地环境类别属Ⅲ类，判定地下水对Ⅲ类场地环境中的砼结构及砼中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。
3.0膨胀土地基评价
3.1 场地土类型及建筑场地类别
平顶山市的抗震设防烈度为6度, 地震分组为第一组,地震基本加速度为0.05g.。
场地内20m以内各土层剪切速平均值为235-255m/s,场地土为中软场地土但接近中硬场地土,覆盖层厚度在50-80m之间, 场地属Ⅲ类建筑场地但接近Ⅱ类建筑场地。
3.2膨胀土地基评价
1、平顶山市区内一般为平坦场地，区内第①及⑤--⑾层的各层土均为膨胀土，其中第①层为弱胀潜势，第⑤--⑾层为中等膨胀潜势，计算地基胀缩量为零。
因区内地下水位埋深在2.0-2.5m之间，水位埋深较浅，故膨胀土层中含水量的变化较小，其膨胀性和收缩性不能得到发挥，按文献[3]可按一般地基进行设计，即按一般地基的变形和强度进行验算。
但从长期看，当区内地下水位持续下降且幅度较大时，就不能按一般地基考虑，而需要按膨胀土地基进行设计。
4．地基勘察与施工中应注意的问题
（1）应严格按照〈〈膨胀土地区建筑技术规范〉〉（GB112-87）的要求执行，勘察必须以查清区内膨胀土层的分布特征及胀缩特性为目的。
（2）场地稳定性评价问题
对大于14°的坡地场地必须进行稳定性验算，调查场地是否存在蠕滑变形及场地内是否存在倾向坡面的软弱结构面。
（3）准确计算场地膨胀土的胀缩等级，并确定可否按一般地基进行设计。
（4）地下水的勘察，除了常规要求外，应注意近3-5年内场地地下水的动态特征，是否连续下降，并预测地下水位连续下降的可能性，以及因此而可能引起的膨胀土的胀缩变形问题。
（5）不考虑地基土胀缩性的条件:
①当基础埋藏较深即持力层和主要受力层在水位多年变幅以下时,地基土含水量比较稳定,其膨胀性和收缩性不能得到发挥, 此时可不考虑地基土的胀缩性。
②根据当地经验，当地基土如⑥、⑧、⑨、⑩中钙质结核含量＞25%时，其强度接近碎石土，可不考虑地基土的胀缩性。
⑹基坑开挖时，当挖至设计标高时，应立即浇注混凝土垫层或采取封闭坑底措施，避免坑底过长曝晒、风干、浸湿或充水。
⑺加强对当地建筑物结构类型、基础形式、埋深及损坏、开裂情况的调查，分析原因，反过来指导勘察工作。
5．工程措施
根据上部建筑物特征，预估的基坑埋深、场地条件、地下水条件及膨胀土工程地质特征综合确定可能采取的工程措施,详见表5.0。
（1）场地选择
建筑场地应选择在地形平坦且排水畅通的平坦场地及膨胀土埋藏较深，胀缩性较弱地带，应该避开地形、地貌复杂，地裂、冲沟发育，存在潜在软弱结构及地下水位可能剧烈变化的地段。
（2）适宜的基础埋深
按照规范要求并结合平顶山市膨胀土特点，对多层建筑，基础埋深应大于1.5m（即大于大气影响
急剧层深度），对于小高层和高层建筑，基础埋深一般较大(均大于大气影响急剧层深度)，应根据使用功能决定。
（3）地基处理
采用换土垫层、土性改良等措施，以减少膨胀土的胀缩影响。
（4）复合地基和桩基处理：对于小高层和高层建筑，基础埋深一般较大(均大于大气影响急剧层深度)，当水位埋藏浅时，可不考虑膨胀土地基的影响。
可按一般地基进行设计。
当采用天然地基不能满足承载力和变形要求时，需采用复合地基或桩基础。
事实上采用桩基可以消除膨胀土的影响。
不同建筑物在平顶山膨胀土地区采取的的工程措施表5.0
6．结论
1、平顶山市区内一般为平坦场地，区内第①及⑤--⑾层的各层土均为膨胀土，其中第①层为
弱膨胀潜势，第⑤--⑾层为中等膨胀潜势，经计算地基胀缩量为零。
2、场区内地下水位埋深在2.0-2.5m之间，水位埋深较浅，故膨胀土层中含水量的变化较小，
其膨胀性和收缩性不能得到发挥，按文献[3]可按一般地基进行设计，即按一般地基的变形和强度进行验算。
但从长期看，当区内地下水位持续下降且幅度较大时，就不能按一般地基考虑，而应按膨胀土地基进行设计。
3、根据上部建筑物特征，预估的基础埋深、场地条件、地下水条件及膨胀土工程地质特征综合确定可能采取的工程措施，如选择地形平坦且排水畅通的平坦场地及膨胀土埋藏较深，胀缩性较弱地带；选择适宜的基础埋深；对多层建筑可采用换土垫层、土性改良等措施；对于小高层和高层建筑常采用复合地基或桩基础。
参考文献
[1 林在贯、高大钊、顾宝和岩土工程手册中国建筑工业出版社 1994.10
[2]膨胀土地区技术规范(GBJ112-87)中国计划出版社 1989.9
[3] 区域地质调查报告(许昌幅、平顶山幅) 河南省地质局 1977。
