浅析膨胀土地质基础处理方法
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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及评价膨胀势大小就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就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]该规范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范》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—60 7—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与详判。
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]规范中,要求自由膨胀率大于40%与液限大于40%的黏土质,可初判为膨胀土,但这并不就是惟一的,最终决定因素就是“胀缩总率及膨胀的循环变形特征,以及与其她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。
文章编号:100926825(2003)1620022202公路膨胀土地质问题常用的处置方法及评价收稿日期:2003209209作者简介:闫毅志(19692),男,1992年毕业于太原工业大学道桥专业,工程师,山西省公路局吕梁分局,山西离石 033000闫毅志摘 要:介绍了膨胀土的地质特征及地质问题表现,并对置换法、土性改良法及防水土工布等几种处理膨胀土不良地质问题的方法作了总结,指出膨胀土的防治和处理须配合合理的防水措施,才能发挥最好的效益。
关键词:公路,膨胀土,地质,处治中图分类号:TU416.1+67文献标识码:A 引言膨胀土系指粘粒成分主要由强亲水性矿物组成,在环境温度变化影响下,具有较大胀缩性的土。
膨胀土按其粘粒的矿物成分,分成两大类,一类是以蒙脱石含量为主的膨胀土,另一类是以伊利石为主的膨胀土。
膨胀土具有如下特征:1)室内土工试验测得的自由膨胀率一般大于40%。
2)天然情况下的膨胀土,多呈坚硬、硬塑状态,液性指数接近零。
压缩性不高,压缩模量一般为9MPa ~12MPa 。
3)抗剪强度较高,但浸水后强度值会大大降低。
4)裂隙发育,常见裂隙有竖向、斜交和水平三种。
裂隙一般上大下小,随深度逐渐消失。
5)膨胀土层内无地下水。
上层滞水和裂隙水变化无常,土的渗透性低。
膨胀土地质问题主要表现在由于降水和蒸发、地温变化等原因,造成水分转移,引起地基膨胀使得构造物上升,或失水后收缩造成构筑物下降,这样随季节的变化而上升或下降的周期性变化,造成构筑物倾斜或开裂,达到破坏。
对于膨胀土边坡,易发生浅层滑坡、地裂缝、坍塌等不良地质现象。
随着高级公路的建设发展,对公路的使用质量要求也越来越严格。
建设中往往会遇到膨胀土问题,造成公路路基变形、小桥涵、通道下沉或开裂,形成桥头跳车,影响运营舒适性;边坡下坍或防护工程破坏。
严重时造成交通中断,产生很坏的社会影响。
为此,对于高等级公路建设中遇到的严重的膨胀土地质问题,应当进行处理。
膨胀土地基处理质量通病及防治措施说到膨胀土,真是个让人又爱又恨的家伙。
很多朋友可能没听过这个名词,但其实它跟我们的生活息息相关,尤其是盖房子的时候。
这膨胀土就像是个调皮捣蛋的小孩,遇到雨水就膨胀,天一干又收缩,结果弄得基础不稳,真是让人头疼。
想象一下,房子一晃一晃的,住着都觉得不踏实,像是坐在摇摇车上,心里别提有多忐忑了。
说到常见的通病,哎呀,那可真是五花八门。
有的地方房子开裂了,有的地方地面凹下去了,简直就像是被大象踩了一脚。
朋友们肯定会问,这些裂缝到底是从哪来的?很多时候就是膨胀土在作怪。
这种土壤,吸水的时候就像海绵,肆意膨胀,结果把房子的基础顶得高高的,裂缝就此登场。
可一旦干燥,又缩得紧紧的,这一涨一缩,房子可就受不了啦。
再说说防治措施,其实这方面也有不少小窍门。
选土要讲究,最好找点儿稳定性好的土壤。
就像我们挑朋友一样,得找个靠谱的。
设计的时候,基础要做得稳稳的,像扎根深厚的大树。
没错,基础就像房子的脚,脚稳了,整个人才不晃悠嘛。
处理膨胀土最常用的一个方法就是打桩。
听起来有点儿高大上,其实就是在地面下打入一些柱子,稳住整栋房子。
就像给房子穿上了“铠甲”,让它不怕风雨。
这桩子也得选对地方,不能随便乱打,得根据土壤的情况来,真是讲究得很。
治理膨胀土还有其他方法,比如改良土壤。
用一些化学药剂,或者是混合其他土壤,让它的性质更稳定。
这就像我们平时调理身体,吃点补品,让身体强壮,膨胀土也是要“保养”的嘛。
不过,这种方法也得谨慎,搞不好可能适得其反,让问题更严重。
大家知道吗,监测也是非常重要的一环。
就像我们上班前先检查一下包里有没有漏掉什么重要的东西。
定期检查地基的情况,看看有没有新的裂缝出现,能及时发现问题,这样才能避免更大的麻烦。
说到这里,大家肯定在想,处理这些通病真的那么麻烦吗?确实有点儿复杂,但只要用心去做,细节不能马虎,问题自然就会减少。
就像在生活中,处事要细心,才能过得顺风顺水。
想想那些经验丰富的老工匠,他们做事情可都是一丝不苟,连细微的地方都不会放过。
铁路工程中膨胀土路基处理探讨一、前言膨胀土主要是基于抢亲水性条件下,粘土中的土矿物蒙脱石和伊利石相互重组,使得该土质具备了膨胀性质。
当这个膨胀土质没有得到科学的处理时,会出现多裂隙性,会使得土质受到影响。
当前膨胀土作为一种填料,在一些缺乏填料的地区,对该土质进行简单的处理之后将其当成填料。
在现实使用中,随着该土质出现了安全问题时,开始备受社会关注。
工程界开始认识到土质结构被破坏引发的安全事故。
根据研究发现,除了简单的沉降因素之外,最关键的是膨胀土的胀缩原因。
当前已经有很多的国家开始注意到该问题,也开始爆出膨胀土带来的灾害。
这些土质分布地理位置比较广,在西方国家主要分布以美国、南非等,在我国这些土质主要分布在湖南、四川、山东等等地区。
这些土质遇到水时,会出现收缩现象,从而给施工带来严重的影响。
文章基于铁路工程为案例,通过以往的施工经验进行分析,总结出了铁路膨胀土路处理深度之确定方法。
二、方法介绍(一)原位膨胀力平衡法这里所引用的原位膨胀力平衡法,是在出现膨胀的原土位置上覆盖上一层土,使得这个土层承担一定覆荷载。
当膨胀土逐渐产生一定的膨胀力时,这是对地基处理有效方法之一。
一般在进行选择时,会选择特性良好的土层,。
在这个过程中需要明确的是,原位的膨胀力平衡法应该基于覆荷载力比较小的基础上开展,当其产生更好的膨胀力时,就可以满足覆盖需求。
(二)路基动应力法该方法的使用主要考虑到列车在荷载路基荷载范围内会产生一定的影响。
当气候发生改变时,出现大气干湿循环,这个时候对膨胀土的影响非常大。
当水分逐渐渗透,水分作用下产生的膨胀非常明显,收缩不断变动时,起强度会逐渐降低。
当列车不断行驶时,受到的荷载作用比较大,出现的影响也随之增大。
当工程应用中,应当做好考察工作,应该从路基动应力减退上进行研究,从变化情况中掌握路基动应力变化。
这些变化对膨胀土研究有重要作用,对发挥出该方法实际作用有引导作用。
(三)大气影响深度法该方法在实际使用中非常普遍,当受到自然气候影响时,由蒸发、降水以及地温等因素导致的土体膨胀变形有着深度影响作用。
摘要:对膨胀土的工程地质特性分析,结合多年对膨胀土地基有效处理的实践经验,提出对膨胀土地基处理的要点,供大家参考。
关键词:膨胀土;地基特性;处理膨胀土是一种粘性土,其粘粒中含多量的亲水矿物,又具有大量的利于水楔的微裂隙结构,在环境湿度变化的影响下,土体将产生强烈的胀缩变形,粘土均具有吸水膨胀、失水收缩的性能,只有当其膨胀压力或收缩裂缝反复作用,达到危害砖石结构建筑物的稳定和安全时,才称此粘土为膨胀土。
膨胀土对建筑物的危害性的研究越来越得到重视。
1 膨胀土在我国的分布及判别1.1 膨胀土在我国的分布我国是世界上膨胀土分布面积最广的国家之一,每年我国由于膨胀土地基致害的建筑面积达1000×104平方米左右。
在北京、河北、西安、成都一线东南的广大区域内,膨胀土的分布最普遍,也最集中,在晋、冀、鲁、豫、陕、川、云、贵、桂、粤、湘、甘、苏、鄂等省区均有分布。
1.2 膨胀土的判别土的试验指标中粘粒含量>35%,塑限≤13%,液限≥38%,胀缩总率≥5%,达到以上临界值时的土可判定为膨胀土。
膨胀土的膨胀性可用自由膨胀率指标来反映。
自由膨胀率即为烘干土在水中增加的体积与原体积的比。
自由膨胀率<40%时为非膨胀土;40%≤自由膨胀率<65%时为弱膨胀性土;65%≤自由膨胀率<90%时为中膨胀性土;90%≤自由膨胀率时为强膨胀性土。
另外,不同类型的膨胀土具有不同的结构特征。
灰白色粘土,网状裂隙很发育,土体呈碎块状结构,水对其影响特别显著,为强膨胀土;棕黄色粘土,裂隙发育充填有薄层连续白色粘土,呈层状结构,水对其影响显著,一般为中膨胀土;棕黄或红色粘土夹姜石,裂隙较发育,部分为灰白色粘土充填,呈厚层状或块状结构,一般为胀土(也为中等膨胀土,但其膨胀性稍差一些);灰褐或褐黄色粘土,裂隙不发育,随机分布,呈块状结构,一般为弱膨胀土。
2 膨胀土地基特性及其在建筑物的破坏特征2.1膨胀土地基特性膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩性能和强度衰减性,并且有再吸水再膨胀、再失水再收缩的特性。
膨胀土地基处理有哪几种方法?
膨胀土地基处理有哪几种方法?
膨胀土的这种遇水膨胀、失水收缩开裂且反复变形的特殊工程性质,给工程带了较大的危害,准确地了解膨胀土的特性及变化的条件,就能够知道地基将会产生怎样的变形,从而采取相应的地基处理措施。
膨胀土地基常用的处理方法有5个:
(1)换土
可采用非膨胀性材料或灰土,换土厚度可通过变形计算确定。
平坦场地上I、II级膨胀土的地基处理,宜采用砂、碎石垫层,垫层厚度≥300 mm,垫层宽度应大于基底宽度,两侧宜采用与垫层相同的材料回填,并做好防水处理。
换土法能够得到比其他处理方法更大的地基承载力,从根本上改变地基土的性质,工期也比较短。
(2)改良土质
在膨胀土中添加石灰、水泥等非膨胀材料或添加化学剂使膨胀土失去膨胀性的材料。
在膨胀土中拌合一定量的石灰或水泥可降低或消除膨胀土的膨胀性;同时,有机和无机的化学剂也已经在膨胀土改良中得到应用,可以降低膨胀土的塑性指数和膨胀潜势。
(3)采用桩基
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。
(4)预湿膨胀
施工前使土加水变湿而膨胀,并在土中维持高含水率,则土将基本上保持体积不变,因而不会导致结构破坏。
(5)隔水法
根据膨胀土的特性,土体的含水率的变化是膨胀土产生危害的根本条件,采用综合措施切断基底下外界渗水条件,就可以保证地基的稳定性。
各种处理措施,有时单独采用,有时需综合采用。
膨胀土地区工程危害及地基处理方法分析摘要:简要介绍了膨胀土的工程地质特性以及在岩土工程中常见的工程问题,结合目前的地基处理方法,分析了针对膨胀土地基的处理手段,在工程选择中提供参考。
关键词:膨胀土、工程问题、地基处理方法一、引言膨胀土主要是由蒙脱石与伊利石等主要矿物组成,具有较强的亲水性,同时往复变形特征明显,表现为吸水膨胀和失水收缩的特性,造成土体裂隙分布极不规律,在工程中如不加妥善处置,容易造成较大灾害,给我国的经济社会发展与城市建设造成较大损失。
在我国,膨胀土大面积分布,且分布范围极广,据统计,我国超过三分之二的省市有膨胀土分布,面积超过10万平方公里[1],如图1所示,加上我国地形分布复杂,南北差异较大,因此对工程中地基处理手段要求极高,本文主要介绍了在膨胀土地区的常见岩土工程问题以及常见的针对膨胀土地区的地基处理手段,以供参考。
图1 我国膨胀土地区分布图[2]二、膨胀土的工程地质特性膨胀土具有特殊的工程性质,往往膨胀土地区呈现出的灾害现象都与此有密不可分的关系。
膨胀土工程特性主要是有胀缩性,裂隙性以及超固结性。
(1)胀缩性,当膨胀土中含水率发生变化时导致土体膨胀或收缩,使得结构松散,强度降低,是膨胀土工程病害的主要根源;(2)裂隙性,是指膨胀土由于反复胀缩变形产生的干缩裂隙或者原生裂隙,使土体结构完整性受到破坏,从而容易引发膨胀土边坡失稳;(3)超固结性,是指膨胀土比当前所受应力水平更高的荷载作用,反复胀缩变形使水平侧向应力远大于竖向的自重应力,进而表现出超固结特性,对于膨胀土地区尤其是边坡开挖过程中,卸荷作用明显。
三、膨胀土地区常见岩土工程问题3.1 在道路工程中存在的问题当采用膨胀土作为路基填料时,极易造成路面开裂、路堤沉降,翻浆等问题,对行车的舒适性以及安全性有很大影响,并且反复修缮造成一定的经济损失。
当采用膨胀土作为路基填料时,最主要的问题是膨胀土的往复变形特性与强度衰减,会对路基结构造成损伤,影响行车的安全。
浅谈公路膨胀土地质的危害和常用的处置方法摘要: 膨胀土在我国分布较广。
介绍膨胀土的地质特征和外观特性及及危害性, 重点是采取物理和化学的处置方法,对置换法、土性改良法及防水土工布等几种处理膨胀土不良地质问题的方法作了介绍,指出膨胀土的处置必须与合理的防水措施相结合,才能发挥最好的效益。
关键词:膨胀土;地质特征;处置方法引言膨胀土在我国的云南、四川、湖北、湖南、安徽、河北、陕西、贵州、江西等省都有分布。
四川成都周边的龙泉驿区、成华区龙潭寺、凤凰山,基本都处于弱膨胀土地区。
膨胀土是在自然地质过程中形成的一种多裂隙并具有显著胀缩性的地质体,粘粒成分主要由强亲水矿物蒙脱石与依利石组成。
膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩并且反复变形的性质,裂隙在土体中杂乱分布,对轻型建筑物、道路路基、机场、水渠边坡、堤坝等都有严重的破坏作用,尤其是产生的变形破坏作用往往具有长期性、周期性、潜在危险性等特点。
1、膨胀土地质特征1) 自由膨胀率:一般都大于40%。
2) 液性指数:天然情况下的膨胀土,多呈坚硬、硬塑状态,液性指数接近零。
3) 压缩模量:压缩性不高,压缩模量一般为9MPa~12MPa。
4) 抗剪强度:抗剪强度较高,但浸水后强度值会大大降低。
5) 裂隙分布:裂隙发育,分布杂乱,常见裂隙有竖向、斜交和水平三种。
裂隙一般上大下小,随深度逐渐消失。
6) 渗透性:膨胀土层内基本无地下水,上层滞水和裂隙水变化无常,土的渗透性低。
2、膨胀土地质问题主要表现在因施工降水地下水位降低、开挖后土体水份蒸发、地温变化等原因,造成水分转移,引起地基吸水膨胀使得构造物上升,或失水收缩造成构筑物下降,这样随季节的变化而上升或下降的周期性变化,造成构筑物倾斜或开裂,直致破坏。
公路工程中往往造成公路路基变形;桥梁、涵洞、通道下沉或开裂,形成桥头跳车;膨胀土边坡,极易发生浅层滑坡、地裂缝、坍塌等不良地质现象。
严重影响公路运营安全和舒适性,边坡下坍或防护工程破坏,严重时造成交通中断,产生很坏的社会影响。
对膨胀土地基性质和处理方法的探讨摘要膨胀土是具有显著胀缩性的一种多裂隙的黏性土,其常给工程建设带来严重破坏。
从对膨胀土的地基特性分析入手,对膨胀土地基的常用处理方法进行探讨,对解决膨胀土地基和路基问题具有一定借鉴作用。
关键词膨胀土;地基性质;处理方法膨胀土是一种结构性不稳定的高塑性黏土,也是典型的非饱和土。
建设者如果对膨胀土地基不够了解,在设计施工中没有采取必要的措施,就会给建筑物带来危害,据不完全统计,全世界每年因膨胀土地基造成的损失在50亿美元以上,而又因为其存在不易觉察性,所以人们称其为“隐藏的灾害”。
我国是多膨胀土国家,膨胀土广泛分布于滇、贵、黔、冀、鲁、豫、晋、川、陕、皖等10多个省市自治区。
从20世纪50年代便对膨胀土开展了较为系统的研究,70年代起开始有组织有计划的在全国范围内开展大规模的膨胀土科学实验研究工作。
随着我国全面建设小康社会步伐的加快,很多地建工程开始向膨胀土地区营运和修建,对膨胀土地基的研究成为当前岩土工作者必须的工作。
1膨胀土地基特性膨胀土是一种其粘料成分主要由强亲水性矿物组成的高塑性黏土,常见的矿物成分有蒙脱石、高岭石和伊利石等。
膨胀土多呈现坚硬或硬塑状态,强度一般较高,具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形,浸水后强度衰减,干缩裂隙发育的特征。
1.1膨胀性蒙脱石和伊利石是组成我国的膨胀土主要的成分,这两种强吸水性的矿物遇水膨胀后对其上部的建筑物产生相当的破坏,对重量轻、整体性较差、基础埋置较浅的1-3层建筑物产生的危害尤甚。
膨胀土受水浸湿后膨胀,产生很大是上举力,引起房屋上升,而膨胀土上层的含水量又是四季循环变化的,小范围内含水量和重力密度的不均匀使上不建筑物产生不均匀沉降。
膨胀土的膨胀性可以用自由膨胀率来表示,自由膨胀率大于100%的为强膨胀性土,小于40%的则为非膨胀性土,介于二者之间的为中等膨胀性土。
压力的变化是膨胀土又一主要的外在因素,同样条件下,基底压力越大则土的膨胀率越低。
探讨膨胀土地基处理方法膨胀土具有吸水膨胀和失水收缩的变形特性,当利用这种土作为建筑物地基时,随着季节性气候的变化,膨胀土产生膨胀—收缩—再膨胀的周期性变化从而使建筑物反复不断产生不均匀升降,发生变形破坏,给工程造成巨大损失。
膨胀土的不良工程特性导致的工程问题或地质灾害的频繁发生及其在世界各国的广泛分布,使得膨胀土问题成为当今岩土工程界和工程地质领域的重大工程问题之一。
20世纪50年代初,我国在修建成渝铁路工程中,首次遇到成都粘土膨胀危害问题,从而拉开了我国膨胀土研究的序幕。
20世纪80年代,我国制定了膨胀土地区建筑技术规范,这标志着我国处理膨胀土技术达到了一定的水平,也使得处理膨胀土有章可寻。
膨胀土地基处理方法的目的是克服膨胀土对湿、热的敏感性,保证膨胀土的强度。
为实现这一目的,人们采用了各种处理方法。
一、膨胀土的工程特性及对工程的危害1、膨胀土的工程特性1.1胀缩性膨胀土吸水体积膨胀,使其上的建筑物隆起,如果膨胀受阻即产生膨胀力;失水体积收缩,造成土体开裂,并使其上的建筑物下沉。
土中蒙脱石含量越多,膨胀量和膨胀力越大。
土的初始含水量越低,膨胀量与膨胀力也越大。
击实土比原状土大,密度越高,膨胀性也越大。
1.2崩解性膨胀土浸水后体积膨胀,发生崩解。
强膨胀土浸水后几分钟即完全崩解。
弱膨胀土崩解缓慢且不完全。
1.3多裂隙性膨胀土中的裂隙,主要可分垂直裂隙,水平裂隙和斜交裂隙三种类型。
这些裂隙将土层分割成具有一定几何形状的块体,破坏了土体的完整性。
容易造成边坡的塌滑。
1.4超固结性膨胀土大多具有超固结性,天然孔隙比小,密实度大,初始结构强度高。
1.5风化特性膨胀土受气候因素影响很敏感,极易产生风化破坏作用。
基坑开挖后,在风化营力作用下,土体很快会产碎裂、剥落,结构破坏,强度降低。
受大气风化作用影响深度各地不完全一样,云南、四川、广西地区约在地表下3~5m;其它地区2m左右。
1.6强度衰减性膨胀土的抗剪强度为典型的变动强度,具有极高的峰值,而残余强度又极低的特性。
膨胀土地基处理方法汇总膨胀土地基的处理应根据地基土的胀缩等级和性能基本特征,膨胀土的埋深、厚度,气候条件,场地的工程、水文地质情况,建筑物的在结构上类型,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破解其湿敏感性,通过改变实践经验形式、埋置远距离等几种有效途径。
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,因地制宜指明安全经济、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。
01、桩基础采用桩基础可使房顶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推送传递的荷载较大,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采用桩基础。
02、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形变,叶苔草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,采用人工或机器人将基础下部一定计算机控制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,适当调整填料的含水量、干密度、摊铺厚度、碾压机械的质量、碾压遍数,可以满足凡塘的地基承载力,同时采取一些辅助常规排水措施,能根本彻底消除膨胀土的土危害,是一种简单而有的放矢的处理方法。
03、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王奶贵产生的危害,砂垫层同时还可防止地下水防范通过毛细作用上升,避免促进作用地基遭受湿胀作用的影响。
04、土质改良法常规做法是在膨胀土中掺入一定比例(具体掺量由风洞确定,通常5%左右)的石灰、水泥和粉煤灰等固化或其他化学固化剂,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变小缩特性,同时还能显著提高土体的强度、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。
膨胀土地基的处理探讨与实例分析摘要本文分析了膨胀土地基处理的一般原则,并结合工程实例,从技术、经济、施工、工程进度等方面对膨胀土地基处理进行分析比较,以选择出合理的地基处理方案。
可供同类型设计借鉴参考。
关键词膨胀土;承载力;地基处理;方案选择1膨胀土地基的一般处理原则膨胀土地基的处理受诸多因素影响,应综合考虑相关因素,比如当地的气候条件、场地的工程地质及水文地质情况、建筑物结构类型以及地基的胀缩等级等因素,并结合现场施工条件因地制宜采取有效且合理的治理措施。
治理膨胀土的方法有多种,其主要措施有:1.1排水或保湿措施此方法主要是保持地基中水的含量相对稳定,防止膨胀土吸水膨胀或失水收缩。
包括采用宽散水,在地基中设置防水保湿帷幕和保湿暗沟等。
1.2换土采用非膨胀性的粘性土、砂、碎石、灰土等置换膨胀土,置换范围厚度宜采用基础宽度的1~1.2倍,宽度宜采用基础宽度的1.8~2.2倍,并做好防水处理,使雨水不灌进垫层内的地基处理方法。
1.3加深基础埋身膨胀土地基在一般气候条件影响下,土体吸水膨胀、失水收缩沿深度是变化的。
当增大基础埋深超过膨胀土地基有效埋深时可有效减少浅层土胀缩对结构的影响。
膨胀土地基有效基础埋深一般为1.2m~3.0m,可参考当地经验或有关规范指导确定。
1.4采用桩基础桩基是指将承台上部结构传来的荷载通过承台,由桩传到较深的坚实土层或岩层作为持力层,使基础落到含水量较稳定的土层。
这种深基础能大大减少膨胀土对建筑物的危害。
1.5采用砂包基础是指基础周围用砂包包裹,并做好防水处理。
砂包基础有利于释放土体膨胀能量,处理膨胀土地基效果显著。
2 工程实例2.1 工程概况某烧结工程,根据《工程岩土详细勘察报告书》,该场地的地质构造如下:1)场地地层按地质单元层代号分述如下:(1)①层素填土(Qml):色泽为黄、灰黄、褐黄色,主要有一些粘性土混合10%~20%的泥灰岩风化残块组成,结构松散。
土层厚度为0.30m~14.30m,覆盖于整块场地的地表;(2)②层耕土(Qpd):色泽呈现褐、黄褐、灰褐色,中间含少量植物根茎,可塑状态,湿,结构松散。
膨胀土地基处理技术探究摘要:针对膨胀土地基特点, 探讨了膨胀土地基的处理原则,并研究和总结了几种常规的膨胀土地基处理技术,以指导实践。
关键词:膨胀土地基;处理原则;方法Abstract: Aiming at the characteristics of expansive soil foundation, discusses the managing principle of expansive soil foundation, and research and summarizes several conventional swelling soil subgrade treatment techniques, to guide the practice.Key words: expansive soil; principles; methods一、膨胀土的典型特征分析膨胀土是一种结构性不稳定的高塑性黏土, 也是典型的非饱和土, 它在世界范围内分布极广。
土的试验指标中粘粒含量大于30%, 塑限不大于13%, 液限不小于38%, 胀缩总率不小于5%, 达到以上临界值时的土可判定为膨胀土。
随着我国全面建设小康社会步伐的加快, 兴起了基础设施建设的新高潮, 很多铁路、公路、航空港、水利工程、城镇化以及跨流域调水工程等在膨胀土地区营运和修建, 对膨胀土地基研究已成为目前岩土工程的重要研究方向之一。
二、膨胀土地基的处理原则膨胀土地基的处理措施原则,应从上部结构与地基基础两方面着手,设计中除着重抓住控制膨胀土胀缩性这一主要矛盾,选择合理的地基处理方法外, 还应考虑上部结构的措施加强构筑物的整体性与抗变形能力。
首先,应考虑场地地形对工程的影响,根据地形地貌条件可将场地分为平坦与斜坡场地两类。
针对前者,膨胀土地基按变形控制设计,考虑气候条件,估计季节循环中地基在很长时间,如10年以上可能发生的最大变形量及变形特征;后者除按变形控制设计外,还需验算地基的稳定性,防止外部水分侵入与水平变形给边坡带来的严重危害,结合排水系统、坡面防护和设置支挡结构物综合防治。
膨胀土(主要成分蒙脱石又名高岭土)1.现象膨胀土为一种高塑性粘土,一般承载力较高,具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性,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,且往往成群出现,尤以低层平房严重,危害性很大,裂缝特征有外墙垂直裂缝,端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝,内、外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等;地坪则出现纵向长条和网格状的裂缝。
一般于建筑物完工后半年到五年出现。
2.原因分析主要是膨胀土成分中含有较多的亲水性强的蒙脱石(微晶高岭土)、伊利石(水云母)、硫化铁和蛭石等膨胀性物质,土的细颗粒含量较高,具有明显的湿胀干缩效应。
遇水时,土体即膨胀隆起(一般自由膨胀率在10%以上),产生很大的上举力,使房屋上升(可高达10cm);失水时,土体即收缩下沉,由于这种体积膨胀收缩的反复可逆运动和建筑物各部挖方深度、上部荷载以及地基土浸湿、脱水的差异,使建筑物产生不均匀的升、降运动,造成建筑物出现裂缝、位移、倾斜甚至倒塌。
3.预防措施(1)提前整平场地,使场地经过雨水预湿,减少挖填方湿度过大的差别,使含水量得到新的平衡,大部分膨胀力得到释放。
(2)尽量保持原自然边坡、保持场地的稳定条件,避免大挖大填。
基础适当埋深或用墩式基础、桩基础,以增加基础附加荷载,减小膨胀土层厚度,减轻升降幅度,但成孔时切忌向孔内灌水,成孔后宜当天浇筑混凝土。
(3)临坡建筑不宜在坡脚挖土施工,避免使坡体平衡改变,使建筑物产生水平膨胀、移。
(4)采取换土处理,将膨胀土层部分或全部挖去,用灰土、土石混合物或砂砾回填夯或用人工垫层如砂、砂砾作缓冲层,厚度不小于90cm。
(5)在建筑物周围做好地表渗、排水沟等,散水坡适当加宽(可做成宽1.2~1.5m),下做砂或炉渣垫层,并设隔水层。
室内下水道设防漏、防湿措施,使地基土尽量保持原有天然湿度和天然结构。
(6)加强结构刚度,如设置地箍、地梁,在两端和内外墙连接处,设置水平钢筋加强接等。
膨胀土地基的处理措施咱来说说膨胀土地基的处理措施哈。
你知道吗,这膨胀土地基就像是个调皮的小孩子,时不时就给你闹出点问题来。
想象一下,地面好好的,突然就鼓起来一块,或者出现裂缝,这多让人头疼啊!那怎么对付这个“调皮鬼”呢?首先啊,可以采用换填的方法。
就好比是给它换一身新衣服,把原来那些容易膨胀的土挖走,换上一些不容易出问题的好土。
这样一来,不就减少了膨胀的可能性嘛。
还有呢,保湿也很重要哦!膨胀土就像是一块干燥的海绵,一遇到水就会膨胀起来。
所以啊,要保持它的湿度稳定,别让它一会儿干得要命,一会儿又湿哒哒的。
这就像是照顾一个爱闹脾气的小朋友,得时刻关注着它的情绪呢。
加固也是个好办法呀!就像给它打一针“稳定剂”,让它老实点。
可以用土钉墙啊、灌注桩啊这些手段,让地基变得更牢固,不那么容易变形。
再说说防水吧。
水可是膨胀土的“好朋友”,但对我们来说可就不那么友好啦。
得把水隔开,别让它轻易地和膨胀土接触,不然准没好事儿。
就像给它围上一道篱笆,不让那些调皮的水跑进去捣乱。
在实际操作中,可不能马虎哦!得根据具体情况选择合适的处理措施。
要是选错了方法,那可就麻烦啦,就像给小孩子穿错了衣服,不但不舒服,还可能出大问题呢。
而且啊,处理膨胀土地基可不是一锤子买卖,还得经常观察着点。
看看它有没有又开始调皮捣蛋啦,要是有,就得赶紧采取措施。
这就跟照顾孩子一样,得时刻留意着他的一举一动。
咱可不能小瞧了这膨胀土地基的处理啊,这关系到建筑物的安全和稳定呢。
要是没处理好,说不定哪天房子就歪了、裂了,那多吓人啊!所以啊,一定要认真对待,不能敷衍了事。
总之呢,处理膨胀土地基就得像对待一个既调皮又重要的宝贝一样,要有耐心,有方法,还要时刻保持警惕。
只有这样,才能让它乖乖听话,为我们的建筑工程服好务啊!。
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⑴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。
⑵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。
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。如果用桩基或深埋的办法,使基础落到含水量较
稳定的土层,就能大大减少建筑物的危害;对于上部荷重较轻的小型建(构)筑物,亦
可浅埋基础但必须避免扰动下部膨胀土。
由此可知,软弱膨胀土地基的处理应根据场地土胀缩性能、水文地质条件,考
虑具体建筑物适应变形的能力,采取相应的处理措施。同时加强结构的整体变形
能力,切断基底下外界渗水条件,以保证地基的稳定性。
地基处理应慎重研究比较,合理选择运用地基处理方案,对于保证建筑物安全
可靠,节省投资,加快工程进度都具有十分具有重要的意义。
一、压实
理论上而言,膨胀土压实应考虑的因素有压实后的干容重、含水量、压实的
方法、附加荷载。在实际施工中,考虑到目前的压实设备基本均能满足压实功的
要求;采用压实法的工程,荷载一般都不大,因此附加荷载也不大;故后两个因素可
以忽略,主要考虑前两个因素。
这里需要纠正的一个问题是:在压实法处理膨胀土时,并不是压实到最大容重
时处理效果最好。这是因为膨胀土具有湿胀干缩的性质,且这种性质具有反复性。
压实到最大容重后湿水,必然带来更大的膨胀。
在施工中,一般是在含水量略高于自然含水量的情况下进行压实,压实在一个
相对低容重的标准。压实法需要在现场作试验,建立含水量、干容重、膨胀潜势
之间的关系,以指导施工。压实法的优点在于施工速度快、造价低。
压实法处理时应特别注意控制含水量,如果含水量过大,会导致水分向下层缺
水的土层中转移,导致膨胀。
二、砂石垫层法
在砂石垫层施工前,作为持力层的膨胀土层应避免人为扰动。级配填料在掺
加总重4.5%的水后,以搅拌机搅拌均匀,并以0.3~0.5米的厚度分层铺垫。然后
采用120KN的振动碾压机振碾,碾压时采取分条叠合搭接,每次重叠1/2的碾轮,
纵横交错,重叠振压各四遍。
垫层碾压结束后,对垫层进行了现场检验,经测定,砂石垫层的压实系数
λc>0.95,满足规范要求,可以做地基。
三、土性改良
土性改良主要包括石灰改良、水泥改良和化学剂改良。
1.石灰改良。我国是最早使用石灰作为膨胀土改良剂的国家。近几年来,有
以水泥取代石灰作为膨胀土改良剂的趋势,而采用水泥的主要原因是:(1)石灰的
胶结反应需几个月,影响施工进度;(2)石灰改良后的膨胀土强度低于水泥改良后
的膨胀土。但不可否认,石灰有效地降低了膨胀土的膨胀性,且石灰改良的应用仍
非常广泛。石灰改良的传统工艺是把石灰和膨胀土混合,然后进行压实。
2.水泥改良。水泥的水化物包括硅酸钙水化物、铝酸钙水化物和水硬性石灰。
在水泥水化过程中,产生的石灰与膨胀土混合,降低了土的膨胀性;同时,水泥与土
混合生成我们熟悉的水泥土,增强了土的强度。因此,使用水泥来改良膨胀土得到
了越来越广泛的应用。但应注意:(1)采用水泥做改良剂比采用石灰的造价高;(2)
水泥均匀地掺入颗粒很细的土中的难度比石灰大。
3.化学剂改良。有机和无机的化学剂已经在膨胀土改良中得到应用,可以降
低膨胀土的塑性指数和膨胀潜势。
四、隔水
膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩特性,因此,如果能够有效地隔绝场地中的水
分转移,就能够解决膨胀土地基问题。水分的来源有两类:地面渗水和土体内部的
转移水。控制地面渗水的方法很简单,设置足够的地面排水系统和正确的地下排
水设施即能完成任务。但要隔绝土体内部各部分之间水分的转移则是很困难的,
国外曾采用水平的和垂直的水分截断层来阻止水分的转移,但效果并不好。在房
屋周围设置混凝土散水坡已经证明是有效的,但应注意将散水坡与墙之间的缝隙
有效封闭。此外,应经常检查和维护散水坡。
结束语