膨脹土范文10篇

摘要：淮江高速公路是江蘇省“九五”重點建設項目，沿線分布有膨脹土，必須根據其特點，研究合理可行的解決辦法。本文通過對不同取土坑土樣試驗、不同摻灰率壓實試樣試驗和施工路段現場試驗，提出了具體的處理措施和方案及填筑技術，對施工具有較好的指導作用，同時也將在實施過程中進一步完善該項技術。

關鍵詞：高速公路路堤膨脹土試驗研究

1前言

淮江高速公路是國道主干線同江至三亞、北京至上海的共線段，也是江蘇省“九五”重點建設項目之一。全長153km，全線采用路基寬28m，雙向四車道高速公路標準。在測設過程中，發現沿線分布有膨脹土。膨脹土中含有較多的粘粒及親水性較強的蒙脫石或伊利石等粘土礦物成分，是一種遇水膨脹、強度驟減、失水干縮、堅硬而又常有收縮裂隙的高塑性粘土。用這種土來填筑路堤必須采取防護措施和填性，確保高速公路安全運用。

由于膨脹土的液限、塑限和塑性指數較大，壓縮性偏低，在天然含水率的情況下處于較堅硬的狀態，所以易被工程技術人員忽視，但其對工程建設潛在著嚴重的破壞性，膨脹土路堤易產生溜坍、坍塌、滑坡等嚴重事故，還會產生收縮開裂、膨脹、松散、剝落等病害，一旦出現問題，治理難度很大。世界上許多國家遇到過膨脹土的危害問題，據統計，在美國由于膨脹土問題造成的損失，是洪水、風和地震所造成的損失總和的兩倍多。我國有幾條重要鐵路、公路干線也遇到膨脹土引起的工程地質問題。目前處理膨脹土的方法主要是化學改性，如摻石灰、水泥、粉煤灰、氯化鈉、氯化鈣或磷酸等來穩定膨脹土，其中加石灰是最普遍和最有效的方法，其摻灰量應通過物理力學性質、膨脹性、水穩性等試驗來選用最佳配比。因此必須根據淮江線膨脹土的特性，結合必要的試驗，研究合理的處理方案以及在現場施工的適用性，提出填筑技術要求。

2試驗項目、方法及成果

在公路工程施工過程中，路基是重要的組成之一，路基建設質量的優劣對整體公路的穩定性有著密切的關系。但是在公路建設的過程中，經常會遇上膨脹土、軟弱土等不良土體，這些土質對公路建設有嚴重影響，如果不采取有效措施進行處理，會導致路基沉陷、開裂。因此，文章將結合膨脹土的特點，對膨脹土采取有效的施工工藝進行處理，以減少膨脹土帶來的危害。

1工程概況

本工程位于我市西部南區，全場78km，道路設計結果層見圖(1)，車輛設計時速為80km/h，由于該路段地區的氣候為全面干濕氣候，旱季占7個月，雨季為5個月，并且施工段在施工時處于雨季，同時路段土質為膨脹土路段，因此，采取有效策略進行處理顯得非常有必要。

2膨脹土的危害性

超高粘聚性是膨脹土的特征，在施工過程中，當膨脹土含水量過大，在施工機械的作用下，就會導致膨脹土形成一個巨大的團塊，很難處理;并且在水分逐漸的散失后，土塊的可縮性就會降低，并且在粘聚性的作用下，土塊力學會增大，就會導致土塊的固結性增加，難以壓實、擊碎;對于膨脹土的路基而言，當其受到雨水侵泡后，土體會產生膨脹，就會導致蓬松層出現，嚴重的還會有深度范圍的“橡皮泥”癥狀產生，導致路基承載能力下降。干季施工，在水分失散的情況下，膨脹土就會受到干縮影響，就會有裂縫產生，輕者寬度在1－2cm重者裂縫深度在30－50cm，裂縫產生對路基的影響非常大，造成的損壞修復起來非常困難。在施工過程中，為了確保路基穩定性與安全性，需要采取有效的措施解決因膨脹土導致的問題［1］。

3膨脹土的物理性質及力學性質分析

1膨脹土的概述

膨脹土顧名思義就是具有顯著脹縮性的黏土，具有吸水膨脹、失水收縮、反復脹縮變形的特點，性質極不穩定，素有“地質癌癥”之稱，如圖1所示。膨脹土路基也是鐵路設計施工遇到的一大難題。在膨脹土路段建起的路基容易出現不均勻的波浪形沉降、翻漿冒泥、邊坡滑塌等危害。

1．1膨脹土在施工中的難度

在高速公路建設中，一旦遇到膨脹土路段，如果沒有對其合理的處理，那么將會嚴重影響工程的順利進行，極大可能出現質量問題。所以，當前膨脹土的施工已經廣泛引起很多機構與學者專家的關注，相應的也取得了一些成果，但是要想消除膨脹土對高速公路施工的影響，目前還是無法實現，還需要繼續深入研究。

1．2膨脹土的判定及種類

技術員對施工路段進行有效的勘察及測量是保證公路安全施工的重要前提，通過路段勘察，以確定該路段的土質結構。如果該路段發現是膨脹土，那么就需要對該路段的膨脹土進行科學合理的測定，分析該地膨脹土的特征和性能，確定該地膨脹土對高速公路施工將會產生的影響。然后根據其將會產生的問題，再結合實際情況，來制定相應的對策，以保障高速公路工程施工的質量。膨脹土對工程施工具有非常嚴重的影響，我們在判斷膨脹土的特性時，一定要準確的進行判斷，若判斷缺乏有效性，輕則干擾后期材料選用，重則影響到工程施工的整體進度及計劃。1)膨脹土易導致高速公路路面出現程度不一的裂縫現象。在公路施工過程中，施工員應對膨脹土路段進行妥善處理，否則將會有裂縫現象產生，所產生的裂縫通常有以下兩種情形:其一是出現在路面的裂縫，其二是工程內部的裂縫。2)膨脹土多發于平原和盆地地區。膨脹土在我國的分布范圍很廣，如廣西、云南、江蘇等地均有不同范圍的分布。其最主要的還是分布在平原和盆地地區，這是由于該類地區地勢平坦，不會出現較大的坡度，就容易出現膨脹土。在高速公路工程施工過程中，要著重注意該類地區。3)隨著溫度的變化膨脹土產生的裂縫也會隨之改變。在工程建設中由于膨脹土的原因可能會出現裂縫，那么外界因素在影響膨脹土的情況下，其產生的裂縫也會隨之變化。如當外界的溫度變低時，裂縫的長度及寬度將會變小;當外界的溫度升高時，裂縫的長度及寬度也將會增大。4)膨脹土土質判斷較為困難。我國幅員遼闊，環境千差萬別，就直接導致了各地區的土質不同。在高速公路工程施工中，遇到的土質很有可能無法準確的判斷是否為膨脹土。這就需要我們對該地進行科學的分析，準確的判斷膨脹土并采取相應的措施。

摘要：本文首先利用X射線衍射（XRD）對鄂北膨脹土中的不同礦物組成成分進行了鑒定，并根據衍射峰的強度和半高寬定量分析了各成分的含量，然后利用X射線能譜（EDX）對鄂北膨脹土中的化學元素組成進行了測定和分析，最后對鄂北膨脹土的結核現象進行了分析。其研究成果對評價鄂北膨脹土頁巖的潮解特性，揭示膨脹土和改性膨脹土特性以及強度形成機理具有重要的意義；并為今后膨脹土的研究和應用提供了一定的理論依據。

關鍵詞：膨脹土礦物成分化學成分XRDEDX

1前言

膨脹土的特殊工程性質是受其礦物組成和化學成分控制的。研究膨脹土礦物組成和化學成分不僅是了解控制膨脹土工程性質的內在因素；探討其膨脹機理所必須的，而且是膨脹土性質改良和加固，以及探討膨脹土研究的新技術和新方法所必不可少的。膨脹土在路堤施工和路堤使用時期，其特性不僅取決于膨脹土頁巖的剝蝕和潮解的性質，而且取決于其主要的粘土礦物類型以及其它物理化學性質[1][2]。本文利用X射線衍射（XRD）和X射線能譜（EDX）等技術手段，研究了鄂北膨脹土和改性膨脹土的礦物組成和化學成分以及膨脹土的結核現象。

2膨脹土的礦物組成

X射線衍射儀可對膨脹土中的不同礦物進行準確鑒定。粘土礦物的測定可利用粘土礦物X射線衍射圖譜，通過比較主要的峰值和判斷其強度來達到，并可根據衍射峰的強度和半高寬定量分析某種礦物在膨脹土中的含量。

1膨脹土概述

膨脹土是高速公路施工經常會遇到的一種土質類型，一般遇水會發生膨脹現象，不能滿足施工需要，必須采取有效措施進行處理，其構成、特征和危害如下。

1.1構成

就其構成來看，膨脹土主要成分是蒙脫石礦物，其粘粒成分為強親水性礦物質。結構中含有四面體片和八面體片，由這些物質重復堆積而成。

1.2特征

作為高速公路施工中常見的一種不良土質類型，膨脹土具有自身顯著特征。例如，較強的吸水膨脹性，失水收縮性，容易出現裂縫現象和固結情況，強度難以維持，容易衰減。由于具有上述這些特點，因而給高速公路工程施工建設帶來嚴重不利影響，影響路基穩定性，需要采取有效措施處理。

摘要:為提高高速公路膨脹土路基施工技術水平，本文在介紹膨脹土基本特征的基礎上，將膨脹土路基分為路堤與路塹兩方面對其施工技術進行研究，針對膨脹土路基施工時常見問題進行分析提出相應解決方法，并將膨脹土施工技術應用于實際工程并對其路基頂面彎沉檢測與路表中心沉降觀測，結果表明:經過嚴格施工技術控制后其彎沉值與沉降值均滿足規范要求，能較好解決膨脹土地基問題。

關鍵詞:高速公路;膨脹土;地基;施工技術

隨著社會持續發展與交通行業不斷進步，機動車出行越發普遍，人們對汽車的行駛速度、公路平整度與行車安全也越發看重，因此必須對路基平整度、穩固性及抗自然病害能力提出更為嚴格的要求。公路地基是一種與大自然廣泛接觸線性結構物，其距離長、施工工程量大，并且影響其性能因素繁多，如行車荷載作用、路基結構性能、施工工藝、養護措施等，公路路基質量優劣直接關系到建造成型公路的行車質量。單從施工角度分析，施工單位針對不同路基因地制宜采用有效技術措施與規范施工工藝極其必要。為提高在膨脹土地區路基施工質量，提升施工效率，本文針對高速公路膨脹土地基施工技術進行研究，并實施于某實際工程中，通過檢測其施工后彎沉值與沉降值，分析從施工技術著手解決膨脹土地基工程病害的效果。

1膨脹土基本特征

膨脹土主要是由強親水性粘土成分蒙脫石與伊力石組成具有膨脹結構的高塑性土，具有明顯多裂縫性、強脹縮性、顯著的超固結性和強度衰減性。其多出落于二級及二級以上的階地、山前丘陵和盆地邊緣。膨脹土吸水膨脹、失水收縮和反復變形等性質以及其雜亂分布的裂縫，對工程結構物具有嚴重破壞作用。我國《公路路基設計規范》(JTGD30—2015)將其劃分為強膨脹土、中膨脹土、弱膨脹土三類。具體指標特性見表1。

2膨脹土路基施工工藝

摘要:以案例的形式論述了某高速公路膨脹土路堤填筑施工的試驗施工方式，通過使用兩種不同施工材料和不同施工工藝做出的對比，分析出了高速公路路堤填筑施工中膨脹土以及改性膨脹土的最佳含水量、最佳松鋪厚度、路拌次數、碾壓次數和碾壓速度，希望能夠為類似施工提供參考。

關鍵詞:高速公路，膨脹土，含水量，施工工藝

膨脹土在施工過程中，會通過吸收水分避免結構因失水出現裂縫，所以膨脹土的施工工藝與其他粘性土的施工工藝有著很大的區別，我國對于膨脹土的施工技術也做出了要求，其中對膨脹土施工的厚度、土團徑粒、壓實含水量等都有著明確的規定，但從實際的施工角度來講，這些規定的內容可行性低，有些甚至無法應用到施工中，所以我國當前高速公路施工經常出現路堤整體或局部下沉、基床出現冒泥或兩側邊坡穩定性下降的問題，嚴重的影響了施工質量和工程的安全性。為此文章以某高速公路膨脹土路堤填筑施工為例，論述了其在施工前試驗段的施工工藝方案和實驗結果，為日后其他的施工提供優化建議和質量控制指導。

1高速公路膨脹土路堤填筑試驗段施工工藝方案

1．1填筑材料和填筑機械設備分析。填筑施工中需要的材料有兩種:一種是膨脹土，另一種是石灰經過改良后的中性膨脹土，在試驗過程中需要通過CBR實驗進行材料性質檢測，其中填筑施工中膨脹土的含水量為24%左右，每立方厘米膨脹土的最大干密度為1．68g;石灰經過改良后的中性膨脹土的含水量在23．5%左右，每立方厘米膨脹土的最大干密度為1．58g。施工過程中應用到的主要機械設備有:陜建WBZ21路拌機，其寬度在2．1m，能夠實現的最大攪拌深度為0．4m;寶馬BW217D振動碾壓機，噸位為18t，最大振力為600kN;成工PY165平地機，刀片的寬度為3．9m。1．2填筑施工試驗方案。此次試驗分為兩個區域:A區和B區，其中A區采用的是不改良包邊施工，主要是在填芯階段，B區采用的是石灰蓋梁施工方式。為了在施工過程中獲得準確的質量控制參數，在沒有采用現場攪拌的前提下，對現場路拌的次數和松鋪情況下鋪設厚度、碾壓次數以及碾壓速度等施工參數進行了不同組合，大約有20種。其中A區試驗有8種組合，B區試驗有12種組合，具體數據見表1［1］。兩個試驗區的面積為25m×2m，通過對試驗數據分析，可以選擇最優的施工方式。1．3試驗過程中的檢測項目。本次試驗過程中需要進行兩項檢測，一是路拌結束后對土團質量百分比的檢測;二是在碾壓過程中，前兩次進行的是靜壓，后續需要進行的是振動碾壓，而且從第四遍開始，每一次碾壓過后，都要檢測膨脹土的含水量和壓實度［2］。

2高速公路膨脹土路堤填筑試驗段施工結果分析

摘要：文中通過試驗檢測、項目調研和機理分析的手段對埃塞俄比亞Yirgacheffe-AgeraMariam公路工程項目遇到的黑棉土路段問題進行調查研究，并綜合考慮可行的黑棉土處理方法，最終選用保證一定深度的換填方案，對存在黑棉土的公路路段進行綜合處理。工后測試表明，該處理方法能有效解決黑棉土引起的路面破壞問題。

關鍵詞：公路工程；路基處理；黑棉土

在“一帶一路”倡議之下，越來越多工程承包企業走出國門到世界各地開展工程建設［1-2］。不同地域的工程地質差異明顯，所以在工程建設過程中難免會碰到一些新的地質問題［3］。本文對埃塞俄比亞Yirgacheffe-AgeraMariam公路工程項目碰到的黑棉土問題進行調查分析，并提出了合理的解決方案，以期為其他工程承包企業將在該地區進行的工程建設提供參考。

1工程概況

蒙巴薩—內羅畢—亞的斯亞貝巴道路走廊工程為東非走廊交通大動脈工程，北起埃塞俄比亞首都亞的斯亞貝巴，途經肯尼亞首都內羅畢并以肯尼亞蒙巴薩港口為終點。Yirgacheffe-AgeraMariam公路工程項目屬于該工程的一部分，全長180km，海拔高度1700~2200m，位于埃塞俄比亞南部。工程所在地氣候為半干旱氣候，雨季和旱季差別非常明顯，每年4~11月為雨季，有大量降水，其余時間為旱季，幾乎無降水。該工程有約3km的填方路段存在黑棉土。

2黑棉土的性質

摘要：在水利水電工程施工中，經常會遇到不良地基的問題。地基施工是水利水電基礎施工重點，為保證水利水電工程的整體質量，必須認真研究如何處理不良地基。文章就這一方面問題展開分析探討。

關鍵詞：水利水電工程；基礎施工；不良地基；處理方法；關鍵

1不良地基對水利水電工程造成的危害

1.1抗滑性無法達標。不良地基構成結構差。在不良地基中，常常存在巖體破碎帶、軟弱土層、節理裂隙帶、卵石層、古風化殼。這些構成結構導致地基抗壓強度差，無法承載混凝土重力壩的巨大重量（混凝土重力壩的重量，往往超過1500萬噸，甚至達到2743萬噸）。地基受到混凝土重力壩巨大重量擠壓時，土體形狀會發生變形，抗滑性也不能達標，這就會降低地基抗壓穩定安全系數，可能導致水利水電工程坍塌。1.2地基基礎沉陷量不均衡。不良地基往往結構復雜，每個部位的結構組成各不相同，甚至不同深度的結構組成也不完全一致，這就會造成不良地基不同位置的承載力不相同，有的地方承載力較強，有的地方承載力較弱。當混凝土重力壩落成后，由于地基受力不均衡，便會導致地基基礎沉陷量不均衡，最后的結果是地基塌陷、凹凸不均，水利水電工程外觀發生變形，甚至出現安全問題。1.3滲水量超出允許范圍。不良地基的另一大特點是它的滲透性過高，滲水量往往超出允許值。在江河巨大流量日夜沖刷下，砂礫石孔隙可能出現滲漏，溶洞溶槽出現滲流通道，水流還可以透過巖石節理的裂隙進行滲流，最后，會造成水利水電工程滲漏，危害水壩安全（據統計，全國超過4萬座水壩、水庫存在著滲水問題，其中很大一部分是由于不良地基造成的）。1.4地基存在著液化性的危險。不良地基的土砂層缺乏黏性（有些不良地基的土砂層已經喪失黏性），當地基受到較大的振動力時（如水庫地震），地基強度可能瞬間降低，最后地基被液化，出現大面積沉陷。而屹立在地基上的水利水電工程也會發生失穩滑動，或發生重大變形破壞。

2處理不良地基問題的關鍵施工方法

2.1處理軟弱層的施工方法。軟弱層大多形成于第四紀晚期，含水量較高（往往超過40%），承載力基本值很低，壓縮系數很大。軟弱層一般由軟黏土構成，而軟黏土的強度極低（有時只有20KPa）。根據過去水利水電工程施工的實踐經驗，發現施工現場軟弱層的傾斜角度不同，可以將軟弱層劃分為高中傾角軟弱帶與緩傾角軟弱帶。2.1.1處理高中傾角軟弱帶一般先把軟弱帶挖開，然后填充混凝土，在軟弱土層中形成混凝土塞。若壩基屬于高中傾角軟弱帶，可先挖掘、清除一部分軟弱土，再向軟弱帶中填入混凝土（也可填入黏土），構成阻水隔板。若水利水電工程壩肩正位于高傾角軟弱帶上方，需設置混凝土傳力墻、混凝土傳力框架進行預應力錨固。若水利水電工程壩肩屬于破碎巖體，需先檢查破碎巖體的自身穩定性，檢查合格后再于破碎巖體中設置混凝土防滲墻。先在地基中造孔，然后向孔內灌注混凝土，形成地下墻體，起到防滲效果。2.1.2處理緩傾角軟弱帶挖開軟弱帶后，對軟弱帶進行高壓噴射，沖走其中所有的軟黏土，然后填充混凝土砂漿。若軟弱帶的上盤巖體完整堅強，而全部開挖的工程量又太大，可在軟弱帶中開挖平硐或豎井，清除掉軟弱帶的一部分，再填充混凝土。還可以穿過軟弱帶設攔剪樁，或沿軟弱帶邊緣設置抗剪鍵。2.2處理淤泥土的施工方法。淤泥土屬于黏性土，它們在靜水或流速緩慢的流水中經過沉積、生物化學作用形成。淤泥土含水量可能超過80%，孔隙比等于或超過1.5，有機質含量高，強度低、壓縮性高、流動性強、滲透性低、靈敏度高。當淤泥土受到混凝土重力壩數千萬噸的壓力時，會發生變形、沉陷。處理淤泥土，可將淤泥土全部挖掉，換上粗糙碎石，人工形成礫層。但這種施工方法成本高，施工周期長，要消耗大量人力、物力、財力。另一種施工方法是強行換土：在地基底部填充大量片石，再用壓路機進行碾壓，把淤泥土擠壓出去。這種施工方法工序簡單，操作方便，成本較低，便于控制質量，可以有效縮短工期，節約人力、物力、財力。2.3處理膨脹土的施工方法。膨脹土屬于高塑性黏土，礦物成分主要是蒙脫石。膨脹土具有很強親水性，吸水時體積膨脹，失水時體積收縮，性質極不穩定，往往造成水利水電工程發生不均勻的水平或豎向脹縮變形，最后出現位移、開裂。2.3.1換土。對現場膨脹土進行勘探，計算厚度，然后開挖不良地基，把膨脹土全部挖掉、清除，再換上灰土或其他非膨脹性材料，這種施工方法工期短，可迅速提高地基的承載力，但工程量較大。2.3.2樁基。若膨脹土層厚度過大，難以進行換土，可以在膨脹土層上進行樁基施工。向膨脹土層進打入強度高，承載力強，抗彎性高的混凝土管樁，讓管樁穿過膨脹土層，深入抗壓強度更高的基巖，把混凝土重力壩的載荷穿過膨脹土層傳遞到基巖上去。這種施工方法吊裝方便、接駁迅速，施工速度高，在施工中又不會產生污泥、廢水。2.3.3改良土質。在現場提取膨脹土樣本，分析其中成分、性質，然后對癥下藥，向膨脹土層中添加水泥、石灰，使膨脹土的膨脹性下降甚至消失。還可以向膨脹土層中添加有機化學劑或無機化學劑，它們亦可以降低膨脹土的塑性指數。2.3.4隔水法。在膨脹土層底部設置隔水層，切斷膨脹土的滲水條件，也可以讓土體的含水率保持穩定，同時降低膨脹土的膨脹潛勢。2.3.5預濕膨脹。根據膨脹土遇水體積膨脹的性質，在施工前，向膨脹土層大量注水，提高土體的含水率，直至土體體積保持穩定，又不會破壞土體結構。以上各種施工方法，各有利弊，必須根據現場的實際情況靈活選擇。在實施施工時，既可以采用一種施工方法，也可以綜合采用多種施工方法。2.4地基滲水量過大時施工處理方法。可直接向不良地基的縫隙、裂縫中填充混凝土，封閉縫隙、裂縫，阻止地基繼續滲水。有時，現場滲水量太大，用混凝土填充無濟于事。那么，就要在地基附近開挖排水坑，將滲水引入坑內，再把大量礫石填入排水坑，最后抽干滲水，向縫隙澆灌混凝土。若現場不良地基屬于透水層很深的沙礫石，可采用帷幕灌漿：利用高速射流沖擊土層，再將漿液灌入土層的孔隙、裂隙，形成連續、完整的阻水防滲帷幕，從而減小滲流量，降低滲透壓力。2.5處理地基液化的施工方法。用黏性高的非液化土替換可液化土層，再將地基四周用混凝土封閉。還可采用強夯、振動加密等方法，對液化地基進行加固。

摘要：水利水電工程因為施建地點復雜、特殊，在建設過程中，不可避免地會遇到不良地基。不良地基不僅會影響水利水電工程的正常進行和后續使用，還會威脅到人們的生命財產安全。因此，在水利水電工程建設的過程中，有效解決不良地基引發的問題尤為重要。針對這一問題，重點分析了水利水電建設中不良地基的基礎處理方法，以期為日后的相關工作提供參考。

關鍵詞：水利水電工程；不良地基；基礎處理方法；工程建設

在水利水電工程建設中，經常遇到不良地基。因為不良地基中存在節理裂隙帶、溶巖、軟弱帶和含水量大土層等，有天然地質缺陷，所以，不能滿足上體建筑對穩定性和牢固度的要求。因此，在施工過程中，要仔細分析施工地的地形、地勢，認真研究建設前期所得的數據、信息，反復確定施工方案，以確保水利水電工程能夠正常進行。

1不良地基造成的不利影響

1.1抗滑性不達標，地基基礎不穩定

這類地基主要是由軟弱夾土層、巖體破碎帶、古風化殼、節理裂隙帶和巖石混凝土等物質組成的。其特點是承載能力弱，在高壓壓縮下容易變形，無法達到抗滑設計的規定值，而且不穩定。這種不良地基不穩定、抗滑性低，不僅無法滿足水利水電工程上部結構方面的要求，還有可能造成上部建筑結構整體的剪切被破壞，從而影響主體建筑的安全。