合肥地区膨胀土的勘察与地基处理分析

摘要:根据膨胀土的危害、类别,以及对膨胀土的勘察和地基处理的分析等。并结合工程特性对膨胀土的评价,从而结合多年有效的对膨胀土的处理和经验来加以处理分析。

关键词:合肥膨胀土 勘察 地基处理分析

在城市的主干道上,作为路堤填料的使用材料中不能使用膨胀土。因为膨胀土是一种粘性的土,受到环境温度的影响会产生胀缩的强烈变形。并且亲水矿物在膨胀土中含量多,可以利于水楔微裂隙的结构,还具有失水收缩和吸水膨胀的性能。因为道路所经膨胀土地区、分布范围广、常常路线长,但是为人为破坏生态环境和减少资源的浪费,也可进行处理后使用。

1 膨胀土的地基特性

膨胀土具有失水收缩性能、失水再收缩、吸水膨胀、吸水再膨胀和强度衰减性的特性。并且还有两个重要的属性,裂隙性和胀缩性,建筑物的变形破坏程度跟膨胀土的胀缩变形的大小有很直接影响,地基土的失水收缩、地基土浸水膨胀和建筑物的上升隆起,建筑物都会有产生下沉或开裂的危害。其次在膨胀土性能中还有两个重要的外界因素就是含水量和压力,因为土的膨胀性在不同的压力下是不同的,基底压力越小,土的膨胀率越高,膨胀度越大,越容水的冲蚀,就会造成砼离析;反之,土的膨胀性越低,基底压力越大。

2 膨胀土的分类和判别

在膨胀土的分类和判别上,对不同的判别和不同目的都会有采用不同的分类方法,并且在国内外做了很大的研究工作。在国内外对膨胀土的判别方法还没有统一标准,但是可以根据比较广泛采用室内简易定量指标和现场定性的结合方法,我们还可以根据对其进行力学强度、粘土矿物和基本指标等全面研究来进行判断。还有土自由膨胀率指标和工程地质的特征来做一些综合的分类和判定:

(1)裂缝。气候变化会影响到建筑物裂隙随的闭合和张开。 (2)由地形地貌察看。膨胀土多出露于盆地边缘、二级或二级以上阶地和山前丘陵,膨胀土没有明显的自然陡坎,地形平缓;

(3)土粒性状。膨胀土的粘土中含有少量粉砂,有较强的滑感;粘土细腻,有特强的滑感的特性,并且含较多铁锰结核和钙质,以钙质结核为主,在旱季呈硬塑和坚硬状态,在雨季会很粘滑。

(4)膨胀率。膨胀土中的自由膨胀率等于40或者是大于40。 (5)裂隙特性。膨胀土的裂隙中充填灰绿色粘土、灰白色,裂隙发育,常有擦痕与光滑面,在自然条件下呈硬塑状态;

(6)坡面观察。在膨胀土中的坡面常见地面裂隙、浅层滑坡和溜坍的地形。在坡面有数层土的时候,膨胀土层一般就会形成凹形坡。在新开挖(槽)的壁就会容易发生坍塌的现象等。

3 膨胀土的危害性

在土中的粘土矿物中主要成分是由亲水性粘土矿物组成的,这就是膨胀土的解释。膨胀土具有强度高、压缩性小和膨缩的特点,是一个具有明显的失水收缩性能和吸水膨胀的高塑性粘土。并且膨胀土的构筑物会由季节气候的变化而产生大量裂缝和反复产生不均匀的沉降的缺陷。其次根据膨胀土具有超固结的特性,会有强度的应变软化,并且还可以使结构物坡脚产生较大的剪应力。膨胀土还会造成边坡坍滑、位移和结构物倾斜的现象,并且膨胀土对结构物所产生的变形破坏作用往往具有长期潜在的危险。

4 膨胀土的路基处理

(1)包心法填芯。可以为了减小外界干湿循环气候对填芯膨胀土的影响,可以在膨胀土的四周用非膨胀土封闭包盖,使填芯膨胀土的湿度变化保持在较小的范围内,并且还可以使强度不会发生大的变化。

(2)换填挖除膨胀土。路基填筑材料的材料可以采用非膨胀土(砂类土、砾类土)来用。

(3)化学改良。对膨胀土的改性一般可以采用石灰和水泥等改良剂来进行改良,然后再作为路基填筑材料。

5 膨胀土的主要工程特性 (1)膨胀土的超固结性

膨胀土在成土过程中形成了先期固压力,这就是膨胀土的超固结性,主要表现有干密度大、天然孔隙比较小、风化后强度衰弱很快和初始结构强度较高的特性。

(2)膨胀土的多裂隙性

膨胀土中有多种形态裂隙,膨胀土路基边坡的破坏,一般跟土中的裂隙有很大的联系,并且受裂隙软弱结构面控制而产生滑动面的形成。主要表现有斜交裂隙、垂直裂隙和水平裂隙等三种特性。

(3)膨胀土的崩解性

膨胀土浸入水后体积会膨胀,可以在无限的条件下发生吸水湿化。并且膨胀土的崩解性的不同,他们的类型也是不同的。

(4)膨胀土的胀缩性

膨胀土吸水后体积失水则体积收缩、增大产生膨胀,造成土体开裂而导致路面或结构物的下沉和开裂。

6 膨胀土的处理措施

对膨胀土的处理可以采用多种方法,根据膨胀土类型、结构特性和工程特性,可分为膨胀土性质换土法、改良法和保湿法三类。根据膨胀土各种性质,对膨胀土的路基处理主要采取加强防渗排水措施,对膨胀土可以进行掺灰改良、放缓边坡等工程措施,对膨胀土路基可以有很好的稳定。因为膨胀土有很好的失水收缩硬裂和吸水膨胀软化的特征,就必须在防排水措施对膨胀土路基的加强,还可以根据当地的具体地形和降水量,为防止对路基的浸泡的绿化带渗水的影响,可以使用绿化带排水措施和土工膜进行隔水,在挖除淤泥至原状土时可以沿线水塘处理时,按照压实度可以要求层层碾压至路床顶。还可利用膨胀土路基的工程特性,根据膨胀土类型及边坡高,来放缓边坡。

7 归纳总结

影响道路及其他构造物的一种特殊土质就是膨胀土。因为膨胀土本身是不可以作为路堤填料,尤其重要的城市的主干道。由于道路所经膨胀土地区,分布范围广、常常路线长,但是为了减少资源的浪费和人为破坏生态环境,就应该进行对膨胀土的处理来进行使用。在工程建设中合理、科学的解决膨胀土的问题是一个关键的技术难点,影响工程的质量、投资和进度等一系列问题关键在于处理的结果。在实际工程中,解决膨胀土的问题,因为膨胀土的破坏力是很大的,膨胀土的问题直接影响到了力学和物理性质变化的外在因素和内在因素上考虑,达到处理的目的就是通过对改变土的力学性质。膨胀土是一种特

殊性质的土,对建筑物有很大的危害,直接关系到建筑物的正常使用和安全。经过一些研究发现,可以结合当地膨胀土的地基特性,采取切实可行的措施,严格防范,完全可以消除它的危害性。

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