膨胀土地基处理管理论文

2022-05-08

今天小编为大家推荐《膨胀土地基处理管理论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。摘要:膨胀土是在自然地质过程中形成的一种多裂缝并具有显著胀缩特性的土体。膨胀土吸水膨胀、失水收缩,并有反复变形的性质以及土体中杂乱分布的裂缝,对工程结构物具有严重的破坏作用。本文结合膨胀土的特性对其在公路施工中的处理措施措施进行了探讨。

膨胀土地基处理管理论文 篇1:

论膨胀土在高铁路基中的处理

摘要:膨胀土是对于铁路、公路、工程建筑物具有特殊危害作用的一种土,主要存在于盆地地形中。在我国云南、广西等省分布很广,给人民、国家建设造成很大的困难。

关键词:膨胀土;膨胀性类别;处理方法

文献标识码:A

1 膨胀土的定义及类别

膨胀土(EpnieSi)是指土中黏粒成分主要由亲水性黏土矿物(蒙脱石、伊利石等)组成,具有显著的吸水膨胀软化和失水急剧收缩硬裂两种往复变形特性的一种多裂隙性、强膨胀性和强衰减性的高塑性粘土。其水理性质是其与水上的物理化学作用的反映。其中,蒙脱石粘土矿物是膨胀土吸水膨胀的主要原因,蒙脱石的含量越高,其物理化学性越强。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,升降幅度达到30-80mm。膨胀土的工程地质的分类为:Fs≥90%为强膨胀土,65%≤Fs<90%为中膨胀土,45%≤Fs<65%为弱膨胀土,其中Fs为自由膨胀率。中、弱膨胀土可以用来作为路基填料,但强膨胀土即使经过改良后也不能用来作为路基的填料。

在工程实际中,相关的规范和标准是勘察、设计、施工和管理的重要依据。目前,涉及到膨胀土的主要规范和规程有:国家建委颁布的《膨胀土地区建筑技术规范》(GBJ112-87)、铁道部制定的《铁路工程地质膨胀土勘测规则》(TB10042-95)、交通部发布的《公路路基设计规范》(JTJ013-95)、中华人民共和国军用标准《膨胀土地区营房建筑技术规范》(GJB2129-1994)以及云南、广西等地方行政部门制定的有关技术和维护条例。

我国过去修建的铁路一般等级较低,膨胀土灾害问题不太突出,所以尚未引起广泛关注。然而,近年来由于高速铁路客运专线的兴建,不少地区都遇到了膨胀土带来的麻烦,许多新建铁路在施工过程中就开始出现各种变形病害,有的地段土基一边施工开挖,一边溜塌、坍滑;有的地段土基刚施工建成,则出现整段土基吸水膨胀软化,土基表层膨胀,导致无法进行下一道工序的施工等等。边坡普遍出现冲蚀剥落与表层溜塌等;膨胀土侵害严重地段,边坡开裂损坏,挡墙与桥台错位,甚至有的地段膨胀土滑坡将挡墙剪断,产生平行外移等,造成了很大的经济损失。

2 膨胀土路段地基处理

(1)换填法。

换填法是一种将路基下膨胀土挖去而换成普通土类或灰土的方法,它能彻底根治膨胀土的危害,这是一种简单可靠的办法,换填深度应根据膨胀土的强弱和当地的气候决定。但是对于膨胀土分布面积大的地区,这种方法不经济适且生态环境效益差,而且路基下的膨胀土如果较厚,不可能全部挖去,只能部分挖去,剩余部分通常用砂垫层处理法。

(2)改性处理。

膨胀土中水分的迁移变化将导致湿胀干缩变形,并使土的工程性质恶化。保证建筑物稳定的关键问题是如何防水保湿,保持土中水分的均匀分布和相对稳定。采用石灰改良膨胀土是有效的,且比较经济可行。

3 膨胀土路堤填土处理

3.1 保湿法

保湿法有预湿法、压实控制法及全封闭法(外包式路堤)。(1)预湿法是在施工前给土体浸水,使土体充分膨胀并维持其较高的含水量则路基既不会产生膨胀变形,也不会产生收缩变形,使土体体积保持不变,就不会因土体膨胀造成建筑路基破坏。(2)全封闭法(外包式路堤)又称包盖法。在堤心部位填膨胀土,用非膨胀土来包盖堤身。包盖土层厚度不小于1m并要把包盖土拍紧,将膨胀土封闭,其目的也是限制堤内膨胀土温度变化。(3)压实控制法:膨胀土路堤的碾压应根据膨胀土自由膨胀率的大小,选用工作质量适宜的碾压机具,碾压时应保持最佳含水量,压实土层松铺厚度不得大于30cm;土块应击碎至粒径5cm以下;在路堤与路堑交界地段,应采用台阶方式搭接,其长度不应小于2m,同时采用适宜的压路机具,碾压密实;因膨胀土路堤压实后的紧密程度比一般土填筑的路堤更重要,故规定压实度检验点数增加1倍。国内铁路研究部门综合考虑膨胀土的初期强度、长期强度、强度衰减、胀缩变形和施工难易等因素,认为压实含水量宜比轻型击实标准的最佳含水量大1%~3%,压实度应不低于轻型击实标准的95%。

3.2 土工格栅(网)加固法

土工格网加固法:通过膨胀土路堤施工中分层水平铺格栅(网)充分利用土工格栅(网)与填土间的摩擦力和咬合力,形成一种特殊的筋土混合物,对填芯膨胀土起到框箍、封闭包盖的作用。一方面,通过土中格栅(网)吸收一部分土体因增湿膨胀产生的膨胀力,抑制坡面膨胀土的膨胀变形,另一方面,在增湿时又不致产生严重开裂为外界环境水分渗入提供通道;而且,土中格栅(网)后,又可防止水分进入坡面引起土体膨胀松散,提高路基表层土体的整体性和抗剪强度,保证路基表层土体随雨季饱和后,不至于强度降低很多,自重过大而失稳。

膨胀土路堤的施工应一气呵成,并避免雨季施工、加强施工现场排水和长时间的施工间隔。对于已发生的应暂停施工,恢复施工时应采取刮除松土、凉晒或洒水、复压等措施,经检验合格后才能缓慢施工。

填挖交接处两侧的膨胀土的含水量与密实度不同,为均匀压实。在交界处2米范围内的挖方地基表面应挖成台阶翻松,检测其含水量与填土含水量的差别,并使之达到相近水平,然后再压实。

3.3 膨胀土路堑边坡加固处理

膨胀土路基边坡常见的破坏形式有:剥落、滑坡、溜塌和坍滑。在路堑边坡开挖过程中,关键是“快速开挖、快速支挡”。膨胀土边坡坡脚产生卸荷,出现应力集中,尤其是超固结膨胀土,应注意防护。

3.3.1 边坡防护

(1)边坡的开挖方式与坡度临时防护:对高度大于10米的膨胀土边坡易采用台阶型,从而将高边坡变为矮边坡的组合形式。这即可减轻边坡土体对坡脚压力,又可减缓地表水对坡面的冲刷,且平台对坡脚也可起到一定的支撑作用。

(2)加强边坡的防排水:应千方百计使膨胀土与外部自由水隔绝开来。对有地表水出露的边坡,无论是脉流还是浸出,都应采用地下排水措施,加以排除。

(3)植被防护:通常为铺草皮。

(4)坡面封闭:用片石护坡、混凝土预制块、三合土、四合土抹面、护面墙、骨架护坡等进行铺砌,封闭防护。

3.3.2 边坡的支挡与加固

(1)挡土墙。用于膨胀土路堑边坡稳定的挡土墙,有别于一般土质边坡的坡脚墙。由于膨胀土边坡的土体结构特性,挡土墙既有坡脚墙.又有破腰墙,也有坡顶墙;根据堑坡情况,可以设一级挡土墙,也可以设两级挡土墙或多级挡土墙。

(2)锚固杆支护。在膨胀土边坡中采用钻孔注浆锚固,通过锚固杆与土体之间的粘着力和锚固杆面层对边坡变形的约束作用,可以大大提高原土体强度,增加边坡稳定性。

3.3.3 工程实例

中铁十九局集团新建云桂铁路IV标项目部三工区所作业区的路基段95%都是高强的膨胀土路基段,其中既包含路堑又包含路堤,施工期紧施工难度大,在试验数据缺乏的条件下,工区本着严格按照图纸施工提供最准确的施工一线数据提供检测单位和设计单位。另一方面多方收集施工资料,积累大量的当地有关气候、土质情况以及线路周边的人文地理等。DK199~~DK200段的路基试验段更是本着做整个云桂铁路线的样板路基段的原则,严格遵循以上膨胀土的特性来施工,在各级领导的关怀下,工区领导亲临指导下,无论是在历次的检查中还是信评中,都获得很高的评价和赞誉。所提供的大量准确施工一线数据,为今后新建云桂铁路其他路基段的设计修改等做出了不可忽略的贡献,为新建云桂铁路早日通车打下坚实的基础,也为今后膨胀土在高铁路基的施工处理中开了一个很好的先例。

作者:赵海鹏

膨胀土地基处理管理论文 篇2:

基于公路工程膨胀土路基施工技术处理措施之我见

摘 要:膨胀土是在自然地质过程中形成的一种多裂缝并具有显著胀缩特性的土体。膨胀土吸水膨胀、失水收缩,并有反复变形的性质以及土体中杂乱分布的裂缝,对工程结构物具有严重的破坏作用。本文结合膨胀土的特性对其在公路施工中的处理措施措施进行了探讨。

关键词:公路路基;膨胀土;技术处理

1.前言

近年来,随着我国公路桥梁建设不断发展,路基处理遇到的膨胀土问题日益增多,给工程建设造成了巨大损失。在工程地质勘察中,必须正确地识别膨胀土与非膨胀土,准确地判定膨胀土的胀缩性等级,这有助于合理进行路基的设计与地基处理,对保障公路路基安全具有非常重要的意义。

2.膨胀土的定义及特征

《膨胀土地区建筑技术规范》(GBJ112-87)给出的膨胀土的定义:“膨胀土的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”。在自然条件下,膨胀土多呈硬塑或坚硬状态,裂隙较发育,常见光滑面和擦痕,裂缝随气候变化张开和闭合,并具有反复胀缩的特性。膨胀土的胀缩特性有如下几点:

①膨胀性:指土的体积因不断吸水而增大的过程,是粘土矿物与水相互作用的结果。反映土的膨胀性能指标有自由膨胀率和不同压力作用下的膨胀率。当膨胀率大于90%时为强膨胀土,小于40%的为非膨胀土,土的含水量越低,其膨胀率越高;

②收缩性:由于水分减少而收缩变形是膨胀土的另一个重要特性,其变形大小以收缩系数表示。收缩系数的物理意义是指含水量减少1%时土样的竖向收缩变形,收缩系数大的土,其收缩变形量也大;

③膨胀与收缩的可逆性,膨胀土具有吸水膨胀,失水收缩,再吸水再膨胀,再失水再收缩的变形特性,我们称之为土的膨胀收缩的可逆性,是膨胀土的重要特性,由于这样的特性而造成建筑物变形、开裂是建筑裂损的一个重要因素;

④膨胀土的判别外观上,膨胀土可呈灰白色、灰绿色、灰黑色、棕褐色、黄褐色。天然状态下,膨胀土呈有棱角的块状或片状。规范要求,对膨胀土详判采用自由膨胀率、标准吸水率、塑性指数三项指标来进行。

强膨胀土一般不用做路基填料,对于中、弱性膨胀土,经处理后可作為路床填料,要求处治后的膨胀土其胀缩总率接近于零,土壤强度(承载比CBR)不低于规范中对各级公路的要求。

3.膨胀土地区公路施工处理措施

3.1需选择良好的季节开工,做好施工准备和加强施工管理工作,开工前一定要组织落实好材料、机械和人力,以保证开工后连续完成基槽、基础及回填工作。

3.2做好排水措施,防止雨水或施工水流入基槽,对现场给水管网和施工用水设专人管理维护,临时的水池、洗料场、搅拌站、淋灰池或用水较多的地方,应距建筑物10m以上并设可靠的排水系统。

3.3土性改良。若用膨胀土填筑,可采用石灰、水泥等无机结合料进行改良和加固。一般以掺入4%~6%为宜。

3.4预浸水措施。使土在施工前就产生膨胀,膨胀最大时往往在浸水后的3~5个昼夜,以消除使用过程中的膨胀性。

3.5新技术新方法。

①掺砂回填,这样一是破坏了原膨胀土的土粒结构;二是改变了膨胀土的颗粒级配和其他特性,此方法具有施工技术简单,工程质量易于控制,工期短,投资少的优点。

②三维土工网垫植被,这种方法可以使边坡表面形成一层坚固的、具有自身生长能力的绿色复合保护层,即三维植草土工网垫体系,此技术在国内领先。

3.6路基工程

3.6.1挖方路基

(1)路床超挖封闭处理:挖方路基和零填路基应换填路床顶面以下30-60cm膨胀土(对强膨胀土和中等膨胀土宜)5Ocm,宜换填石灰土,并分层压实,迅速铺设路面半刚性基层。

(2)挖方边坡设计:挖方边坡应尽可能减小挖深。挖方边坡坡形和坡率应符合《公路路基设计规范》有关规定。高速公路、一级公路除满足上述规定外,还应结合膨胀土斜坡破坏类型、路堑边坡形式及水文地质条件,考虑膨胀土变动强度和强度衰减的特性,对深路堑边坡应进行稳定性验算;层状构造膨胀土,如层面与坡面斜交且交角<450时,应验算层面稳定性。验算稳定时应取土体沿滑动饱和状态时的抗剪强度值,稳定系数取1.2。

(3)边坡防护:依公路等级、边坡高度和膨胀土胀缩等级并结合当地实际条件,采用不同的防护方案。对强膨胀土和中等膨胀土路堑边坡应进行全封闭。可采用浆砌护坡或结合浆砌挡土墙综合防护加固。挡墙可设一级、二级或多级,每级高度宜簇3m,每级挡墙平台应浆砌封闭,对弱膨胀土建议采用拱型植草防护。

(4)渗排水设计:边沟宜加宽加深,应设灰土层并全断面加铺防渗布。路堑边沟外侧设平台,阶梯式边坡平台均设排水沟,沟底设灰土层,并全断面加铺防渗布。

(5)施工程序:

①当挖到距路顶面以上30m时,应停止向下开挖,并挖好临时排水沟,待做路面时挖至路床超挖深度,并用灰土回填,按压实度标准压实。

②挖方边坡不要一次挖到设计线,沿山坡预留30~50cm一层,待路堑挖完时,再削去边坡预留部分,并及时防护。

3.6.2填方路基

(1)地表封闭处理:高速公路及一、二级公路路基填土高度路堤,宜挖除地表30~60cm的膨胀土(强膨胀土宜50cm),并采用灰土封填压实处理。

(2)路基填料设计:

①强膨胀土不应作路基填料。如限于条件,高速公路及一、二级公路只能用强膨胀土作填料时,则应作专门试验论证分析。

②高速公路及一、二级公路采用中等膨胀土作路床填料时,应掺灰改性处理,改性处理后要求胀缩总率<0.7限于条件,采用中等膨胀土作为路堤填料时,碾压应保持最佳含水量。路堤填筑后应立即封闭边坡。当填至路床底面时,应停止填筑改用改性处理后的膨胀土填至路床顶面设计标高,在上路床加铺土工格栅,并严格压实。路基边坡建议采用灰土包边封闭或浆砌封闭防护,路堤顶面也要用灰土形成包心填方。

③高速公路及一、二级公路采用弱膨胀土作路床填料时,宜改性后填筑或采用非膨胀土填筑,作为路堤填料时,边坡宜采用植草或拱形植草防护。

④三、四级公路可采用中等膨胀土和弱膨胀土作为路基填料。当铺筑高级路面和次高级路面时,作为上路床填料应改性处理。

(3)路床土强度和压实标准:膨胀土地区路床土强度和压实标准,应分别按《公路路基施工技术规范》的规定执行。

(4)碾压要求:根据膨胀土胀缩等级,选用工作量适宜的碾压机具,碾压时保持最佳含水量。

(5)路堤与路堑分界处即填挖交界处2m范围内的挖方地基表面的土应挖台阶翻松,并检查其含水量是否与填料相近,同时采用适宜的压路机具,将其压实到规定的压实度。

(6)路堤边坡设计:采用弱膨胀土和中等膨胀土填筑路堤的边坡坡率可按《公路路基设计规范》确定。边坡形式应视土质和填筑高度而定。对弱膨胀土低路堤可采用直线形。对填土较高或用不同土质分层填筑的路堤,可采用折线形,一般上陡下缓。

4.结束语

膨胀土地段的道路或其他构造物应高度重视其土体成分研究分析,并列入为超常规的一种特殊土质,否则,在实际工程病害中,其破坏力是巨大的,其修复处理付出的代价是昂贵的,建议解决膨胀土的问题,应着重从影响其物理、力学性质变化的内在因素和外在因素上综合考虑,并有超越现行规范的眼光,在施工前制订出一套特殊的施工工艺处理方案,以提高和稳定工程质量。

作者:徐金定

膨胀土地基处理管理论文 篇3:

浅析膨胀土质的地基基础的有效处理方法

摘 要:针对综合性的相关膨胀土质的控制过程进行合理的综合性控制过程,针对膨胀土的地基基础控制过程,完善整体各项建筑基础、结构分析、施工控制等多个方面的有效化地基处理控制管理,从而逐步实现有效化的综合性膨胀土质的综合性地基方法处理过程分析。

关键词:膨胀土;地基基础;方法

我国的综合性地基基础具有较为强大的多样性,其基础性的抗剪强度和压缩程度较强,透水性因其差异性的不同具有较为大的差异,针对各个地区的地基土中的情况分为软土和不良土。例如,软粘土、多年性冻土、膨胀土等等。各地对于我国的综合性建筑规模的发展情况不同,建设的是加工成规模变化也不同。针对膨胀土质的地基基础性控制过程,完善整体性各个行业的相关效果的合理化处理过程,实现有效化的分析过程控制,从而实现综合性的鉴别分析管理。

1 膨胀土的综合性地基特点情况和危害性效果

膨胀土是一种具有较为亲水性的矿物质高塑性黏土,具有多层次的坚硬塑性状态,具有高强度的强度,具有合理的吸水膨胀效果,可以合理化的 加强综合性的失水收缩情况,保证反复性的膨胀问题控制,逐步保证浸水后的相关强度的控制,实现对干缩裂隙的发育过程分析。我国的膨胀土的综合性分布情况在广西、云南等不同的分布过程。通过对膨胀土的综合性建筑地基控制,从而实现有效化的地基采取过程措施1控制管理,从而 逐步实现综合性的建筑过程分析。利用膨胀土的综合性建筑分布过程分析,改善施工中相关的各项措施控制过程,防止出现一系列的相关危害。其主要表现出来的综合性建筑物外移情况是防止房屋开裂、地坪开裂等事故问题。例如,南宁地域的膨胀土的综合性亲水性强度是以蒙脱石等相关的膨胀性物质控制。黏粒的整体含量较高,胶体的颗粒含量大于四分之一以上,塑性的综合性指数IP不超过32,其综合性的自由膨胀比例不超过50%作用。因此,综合性的膨胀土具有较为明显的湿涨效应控制过程。合理的控制综合性的载荷分析过程,从而改善整体的地基强烈控制过程,实现有效化的综合性缩涨循环过程分析,从而对不同程度进行有效化的过程限制,从而实现对地基产生的不同沉降的综合性不均匀分析,改善上部机构中产生的超墙体的承载能力限制,防止出现一系列的墙体裂缝问题。根据相关的统计情况,对膨胀土的综合性修补过程实现有效化的建筑物过程分析,实现对不同地基基础的综合性涨缩效果分析。

2 膨胀土的地基基础性处理过程

2.1 采用换土法改善综合性的地基基础处理过程

针对综合性的膨胀情况,换填其他可以具有高性能的稳定、无腐蚀材料,从而逐步改善综合性的涨缩变形控制管理,从而完善综合性的消除过程,实现有效化的综合性效果控制。针对本质性的回避膨胀土的整体不良情况特意分析,制定出具有源头形式的地基改善过程分析,从而保证膨胀土地的基础性方法控制。

2.2 采用垫层法改善综合性的地基基础处理过程

采用垫层土的膨胀土层填充,主要是改善土质不厚,涨缩变形的情况。针对综合性的膨胀土层厚度的地基控制,保证合理的有效化的挖掘性排除过程,铺设一定的碎石垫层和砂垫层,从而有效化的抑制综合性的膨胀土的变形危害,从而实现综合性的降低涨缩变形问题控制,保证合理的调节膨胀系数沉降量,保证有效化的综合性补偿功能分析,制定有效化的砂土层防止其地下水的综合性作用的有效化上升情况,实现综合性的地基膨胀作用控制影响。

2.3 采用压实控制法改善综合性的地基基础处理过程

针对膨胀土的压实情况完善综合性的压实后控制,从而逐步实现有效化的综合性含水量和压实情况的分析,针对附加载荷的因素控制,改善综合性的压实设备管理,从而逐步实现有效化的压实功能要求,采用这种方法的工程载荷一般不大,其附加的整体载荷也不高。但是由于综合性的膨胀土具有一定性的湿涨干缩问题,且具有一定的反复情况,压实到最大容量后会出现更大的膨胀效果。因此,根据综合性的施工含水量比例分析,从而逐步实现有效化的含水量压实控制。压实是采用相对容量较低的标准,改善综合性的压实现场制作过程分析,改善综合性的建立水平控制,保证合理化的综合性膨胀情况的分析,保证合理化的施工性对于含水量的控制分析,从而逐步避免大量的水分层缺水的土层控制,防止出现膨胀问题。

2.4 膨胀土质的改良土控制过程

针对综合性的石灰和水泥土等相关固化材料的有效化控制,从而达到对不同情况的物理化学成分的作用,改良膨胀土的整体性质,从而达到膨胀土的膨胀趋势,从而逐步加强综合性轻度,实现水稳定性的效果。主要是对石灰的综合性固定化作用以盐基交换、碳酸钙结性、粘土颗粒以及石灰的综合性作用,从而实现有效化的综合性水硅酸钙等相关的矿物质控制。水泥的综合性固定化作用效果是以碳酸钙胶的结性,粘土颗粒、石灰的综合性作用从而形成新的颗粒胶结作用控制,从而保证有效化的综合性矿物显示过程分析。水泥的整体固化作用是采用钙酸盐和铝的综合性水化合物质完善综合性胶结的作用效果分析,针对胶结的逐渐脱水控制,从而实现新生矿物的结晶作用,完善综合性的膨胀土的液化过程,逐步增加膨胀土的抗剪程度控制,制定有效化的综合性消除土的涨缩效果,有效化的增强吸水效果,保证合理的、有效化的增强过程控制,从而逐步改善土的综合性夯实,生成微型化的加筋结构控制,保证整体土的增强效果。

2.5 膨胀土质的湿度控制过程

针对湿度的综合性土质控制方法可以有效化的改善整体膨胀土的综合性含水量变化过程,从而逐步提高地基中的相关水分比例,制定有效化的综合性蒸发控制,降低雨的整体渗透效果的影响,改善综合性的抑制地基涨缩变形控制过程,从而逐步加强保湿效果的控制。采用的保湿效果有暗沟的保湿法、预浸水的保湿控制、全封闭的综合性方法控制以及帐幕的保湿方法控制过程。

3 结语

综上所述,通过对膨胀土质的地基基础性建筑过程的控制,从而逐步实现有效化的破坏性作用低估控制管理,加强综合性的破坏修复过程,改善综合性的膨胀土的综合性建筑过程管理,从而实现有效化的实际情况分析,改善综合性的因地制宜分析过程,保证有效化的综合性稳定加固控制过程,保证合理化的防范措施分析,实现安全化和·正常化的使用效果。

参考文献

[1] 中国建筑工业出版社著.膨胀土地区建筑技术规范[S].中国建筑工业出版社,2013.

[2] 李东林著.膨胀岩(土)试验与应用技术研究[M].黄河水利出版社, 2011.

[3] 李庆鸿著.铁路改良膨胀土路基施工技术[M].中国铁道出版社,2007.

作者:张楠