膨胀土范文10篇

摘要：淮江高速公路是江苏省“九五”重点建设项目，沿线分布有膨胀土，必须根据其特点，研究合理可行的解决办法。本文通过对不同取土坑土样试验、不同掺灰率压实试样试验和施工路段现场试验，提出了具体的处理措施和方案及填筑技术，对施工具有较好的指导作用，同时也将在实施过程中进一步完善该项技术。

关键词：高速公路路堤膨胀土试验研究

1前言

淮江高速公路是国道主干线同江至三亚、北京至上海的共线段，也是江苏省“九五”重点建设项目之一。全长153km，全线采用路基宽28m，双向四车道高速公路标准。在测设过程中，发现沿线分布有膨胀土。膨胀土中含有较多的粘粒及亲水性较强的蒙脱石或伊利石等粘土矿物成分，是一种遇水膨胀、强度骤减、失水干缩、坚硬而又常有收缩裂隙的高塑性粘土。用这种土来填筑路堤必须采取防护措施和填性，确保高速公路安全运用。

由于膨胀土的液限、塑限和塑性指数较大，压缩性偏低，在天然含水率的情况下处于较坚硬的状态，所以易被工程技术人员忽视，但其对工程建设潜在着严重的破坏性，膨胀土路堤易产生溜坍、坍塌、滑坡等严重事故，还会产生收缩开裂、膨胀、松散、剥落等病害，一旦出现问题，治理难度很大。世界上许多国家遇到过膨胀土的危害问题，据统计，在美国由于膨胀土问题造成的损失，是洪水、风和地震所造成的损失总和的两倍多。我国有几条重要铁路、公路干线也遇到膨胀土引起的工程地质问题。目前处理膨胀土的方法主要是化学改性，如掺石灰、水泥、粉煤灰、氯化钠、氯化钙或磷酸等来稳定膨胀土，其中加石灰是最普遍和最有效的方法，其掺灰量应通过物理力学性质、膨胀性、水稳性等试验来选用最佳配比。因此必须根据淮江线膨胀土的特性，结合必要的试验，研究合理的处理方案以及在现场施工的适用性，提出填筑技术要求。

2试验项目、方法及成果

在公路工程施工过程中，路基是重要的组成之一，路基建设质量的优劣对整体公路的稳定性有着密切的关系。但是在公路建设的过程中，经常会遇上膨胀土、软弱土等不良土体，这些土质对公路建设有严重影响，如果不采取有效措施进行处理，会导致路基沉陷、开裂。因此，文章将结合膨胀土的特点，对膨胀土采取有效的施工工艺进行处理，以减少膨胀土带来的危害。

1工程概况

本工程位于我市西部南区，全场78km，道路设计结果层见图(1)，车辆设计时速为80km/h，由于该路段地区的气候为全面干湿气候，旱季占7个月，雨季为5个月，并且施工段在施工时处于雨季，同时路段土质为膨胀土路段，因此，采取有效策略进行处理显得非常有必要。

2膨胀土的危害性

超高粘聚性是膨胀土的特征，在施工过程中，当膨胀土含水量过大，在施工机械的作用下，就会导致膨胀土形成一个巨大的团块，很难处理;并且在水分逐渐的散失后，土块的可缩性就会降低，并且在粘聚性的作用下，土块力学会增大，就会导致土块的固结性增加，难以压实、击碎;对于膨胀土的路基而言，当其受到雨水侵泡后，土体会产生膨胀，就会导致蓬松层出现，严重的还会有深度范围的“橡皮泥”症状产生，导致路基承载能力下降。干季施工，在水分失散的情况下，膨胀土就会受到干缩影响，就会有裂缝产生，轻者宽度在1－2cm重者裂缝深度在30－50cm，裂缝产生对路基的影响非常大，造成的损坏修复起来非常困难。在施工过程中，为了确保路基稳定性与安全性，需要采取有效的措施解决因膨胀土导致的问题［1］。

3膨胀土的物理性质及力学性质分析

1膨胀土的概述

膨胀土顾名思义就是具有显著胀缩性的黏土，具有吸水膨胀、失水收缩、反复胀缩变形的特点，性质极不稳定，素有“地质癌症”之称，如图1所示。膨胀土路基也是铁路设计施工遇到的一大难题。在膨胀土路段建起的路基容易出现不均匀的波浪形沉降、翻浆冒泥、边坡滑塌等危害。

1．1膨胀土在施工中的难度

在高速公路建设中，一旦遇到膨胀土路段，如果没有对其合理的处理，那么将会严重影响工程的顺利进行，极大可能出现质量问题。所以，当前膨胀土的施工已经广泛引起很多机构与学者专家的关注，相应的也取得了一些成果，但是要想消除膨胀土对高速公路施工的影响，目前还是无法实现，还需要继续深入研究。

1．2膨胀土的判定及种类

技术员对施工路段进行有效的勘察及测量是保证公路安全施工的重要前提，通过路段勘察，以确定该路段的土质结构。如果该路段发现是膨胀土，那么就需要对该路段的膨胀土进行科学合理的测定，分析该地膨胀土的特征和性能，确定该地膨胀土对高速公路施工将会产生的影响。然后根据其将会产生的问题，再结合实际情况，来制定相应的对策，以保障高速公路工程施工的质量。膨胀土对工程施工具有非常严重的影响，我们在判断膨胀土的特性时，一定要准确的进行判断，若判断缺乏有效性，轻则干扰后期材料选用，重则影响到工程施工的整体进度及计划。1)膨胀土易导致高速公路路面出现程度不一的裂缝现象。在公路施工过程中，施工员应对膨胀土路段进行妥善处理，否则将会有裂缝现象产生，所产生的裂缝通常有以下两种情形:其一是出现在路面的裂缝，其二是工程内部的裂缝。2)膨胀土多发于平原和盆地地区。膨胀土在我国的分布范围很广，如广西、云南、江苏等地均有不同范围的分布。其最主要的还是分布在平原和盆地地区，这是由于该类地区地势平坦，不会出现较大的坡度，就容易出现膨胀土。在高速公路工程施工过程中，要着重注意该类地区。3)随着温度的变化膨胀土产生的裂缝也会随之改变。在工程建设中由于膨胀土的原因可能会出现裂缝，那么外界因素在影响膨胀土的情况下，其产生的裂缝也会随之变化。如当外界的温度变低时，裂缝的长度及宽度将会变小;当外界的温度升高时，裂缝的长度及宽度也将会增大。4)膨胀土土质判断较为困难。我国幅员辽阔，环境千差万别，就直接导致了各地区的土质不同。在高速公路工程施工中，遇到的土质很有可能无法准确的判断是否为膨胀土。这就需要我们对该地进行科学的分析，准确的判断膨胀土并采取相应的措施。

摘要：本文首先利用X射线衍射（XRD）对鄂北膨胀土中的不同矿物组成成分进行了鉴定，并根据衍射峰的强度和半高宽定量分析了各成分的含量，然后利用X射线能谱（EDX）对鄂北膨胀土中的化学元素组成进行了测定和分析，最后对鄂北膨胀土的结核现象进行了分析。其研究成果对评价鄂北膨胀土页岩的潮解特性，揭示膨胀土和改性膨胀土特性以及强度形成机理具有重要的意义；并为今后膨胀土的研究和应用提供了一定的理论依据。

关键词：膨胀土矿物成分化学成分XRDEDX

1前言

膨胀土的特殊工程性质是受其矿物组成和化学成分控制的。研究膨胀土矿物组成和化学成分不仅是了解控制膨胀土工程性质的内在因素；探讨其膨胀机理所必须的，而且是膨胀土性质改良和加固，以及探讨膨胀土研究的新技术和新方法所必不可少的。膨胀土在路堤施工和路堤使用时期，其特性不仅取决于膨胀土页岩的剥蚀和潮解的性质，而且取决于其主要的粘土矿物类型以及其它物理化学性质[1][2]。本文利用X射线衍射（XRD）和X射线能谱（EDX）等技术手段，研究了鄂北膨胀土和改性膨胀土的矿物组成和化学成分以及膨胀土的结核现象。

2膨胀土的矿物组成

X射线衍射仪可对膨胀土中的不同矿物进行准确鉴定。粘土矿物的测定可利用粘土矿物X射线衍射图谱，通过比较主要的峰值和判断其强度来达到，并可根据衍射峰的强度和半高宽定量分析某种矿物在膨胀土中的含量。

1膨胀土概述

膨胀土是高速公路施工经常会遇到的一种土质类型，一般遇水会发生膨胀现象，不能满足施工需要，必须采取有效措施进行处理，其构成、特征和危害如下。

1.1构成

就其构成来看，膨胀土主要成分是蒙脱石矿物，其粘粒成分为强亲水性矿物质。结构中含有四面体片和八面体片，由这些物质重复堆积而成。

1.2特征

作为高速公路施工中常见的一种不良土质类型，膨胀土具有自身显著特征。例如，较强的吸水膨胀性，失水收缩性，容易出现裂缝现象和固结情况，强度难以维持，容易衰减。由于具有上述这些特点，因而给高速公路工程施工建设带来严重不利影响，影响路基稳定性，需要采取有效措施处理。

摘要:为提高高速公路膨胀土路基施工技术水平，本文在介绍膨胀土基本特征的基础上，将膨胀土路基分为路堤与路堑两方面对其施工技术进行研究，针对膨胀土路基施工时常见问题进行分析提出相应解决方法，并将膨胀土施工技术应用于实际工程并对其路基顶面弯沉检测与路表中心沉降观测，结果表明:经过严格施工技术控制后其弯沉值与沉降值均满足规范要求，能较好解决膨胀土地基问题。

关键词:高速公路;膨胀土;地基;施工技术

随着社会持续发展与交通行业不断进步，机动车出行越发普遍，人们对汽车的行驶速度、公路平整度与行车安全也越发看重，因此必须对路基平整度、稳固性及抗自然病害能力提出更为严格的要求。公路地基是一种与大自然广泛接触线性结构物，其距离长、施工工程量大，并且影响其性能因素繁多，如行车荷载作用、路基结构性能、施工工艺、养护措施等，公路路基质量优劣直接关系到建造成型公路的行车质量。单从施工角度分析，施工单位针对不同路基因地制宜采用有效技术措施与规范施工工艺极其必要。为提高在膨胀土地区路基施工质量，提升施工效率，本文针对高速公路膨胀土地基施工技术进行研究，并实施于某实际工程中，通过检测其施工后弯沉值与沉降值，分析从施工技术着手解决膨胀土地基工程病害的效果。

1膨胀土基本特征

膨胀土主要是由强亲水性粘土成分蒙脱石与伊力石组成具有膨胀结构的高塑性土，具有明显多裂缝性、强胀缩性、显著的超固结性和强度衰减性。其多出落于二级及二级以上的阶地、山前丘陵和盆地边缘。膨胀土吸水膨胀、失水收缩和反复变形等性质以及其杂乱分布的裂缝，对工程结构物具有严重破坏作用。我国《公路路基设计规范》(JTGD30—2015)将其划分为强膨胀土、中膨胀土、弱膨胀土三类。具体指标特性见表1。

2膨胀土路基施工工艺

摘要:以案例的形式论述了某高速公路膨胀土路堤填筑施工的试验施工方式，通过使用两种不同施工材料和不同施工工艺做出的对比，分析出了高速公路路堤填筑施工中膨胀土以及改性膨胀土的最佳含水量、最佳松铺厚度、路拌次数、碾压次数和碾压速度，希望能够为类似施工提供参考。

关键词:高速公路，膨胀土，含水量，施工工艺

膨胀土在施工过程中，会通过吸收水分避免结构因失水出现裂缝，所以膨胀土的施工工艺与其他粘性土的施工工艺有着很大的区别，我国对于膨胀土的施工技术也做出了要求，其中对膨胀土施工的厚度、土团径粒、压实含水量等都有着明确的规定，但从实际的施工角度来讲，这些规定的内容可行性低，有些甚至无法应用到施工中，所以我国当前高速公路施工经常出现路堤整体或局部下沉、基床出现冒泥或两侧边坡稳定性下降的问题，严重的影响了施工质量和工程的安全性。为此文章以某高速公路膨胀土路堤填筑施工为例，论述了其在施工前试验段的施工工艺方案和实验结果，为日后其他的施工提供优化建议和质量控制指导。

1高速公路膨胀土路堤填筑试验段施工工艺方案

1．1填筑材料和填筑机械设备分析。填筑施工中需要的材料有两种:一种是膨胀土，另一种是石灰经过改良后的中性膨胀土，在试验过程中需要通过CBR实验进行材料性质检测，其中填筑施工中膨胀土的含水量为24%左右，每立方厘米膨胀土的最大干密度为1．68g;石灰经过改良后的中性膨胀土的含水量在23．5%左右，每立方厘米膨胀土的最大干密度为1．58g。施工过程中应用到的主要机械设备有:陕建WBZ21路拌机，其宽度在2．1m，能够实现的最大搅拌深度为0．4m;宝马BW217D振动碾压机，吨位为18t，最大振力为600kN;成工PY165平地机，刀片的宽度为3．9m。1．2填筑施工试验方案。此次试验分为两个区域:A区和B区，其中A区采用的是不改良包边施工，主要是在填芯阶段，B区采用的是石灰盖梁施工方式。为了在施工过程中获得准确的质量控制参数，在没有采用现场搅拌的前提下，对现场路拌的次数和松铺情况下铺设厚度、碾压次数以及碾压速度等施工参数进行了不同组合，大约有20种。其中A区试验有8种组合，B区试验有12种组合，具体数据见表1［1］。两个试验区的面积为25m×2m，通过对试验数据分析，可以选择最优的施工方式。1．3试验过程中的检测项目。本次试验过程中需要进行两项检测，一是路拌结束后对土团质量百分比的检测;二是在碾压过程中，前两次进行的是静压，后续需要进行的是振动碾压，而且从第四遍开始，每一次碾压过后，都要检测膨胀土的含水量和压实度［2］。

2高速公路膨胀土路堤填筑试验段施工结果分析

摘要：文中通过试验检测、项目调研和机理分析的手段对埃塞俄比亚Yirgacheffe-AgeraMariam公路工程项目遇到的黑棉土路段问题进行调查研究，并综合考虑可行的黑棉土处理方法，最终选用保证一定深度的换填方案，对存在黑棉土的公路路段进行综合处理。工后测试表明，该处理方法能有效解决黑棉土引起的路面破坏问题。

关键词：公路工程；路基处理；黑棉土

在“一带一路”倡议之下，越来越多工程承包企业走出国门到世界各地开展工程建设［1-2］。不同地域的工程地质差异明显，所以在工程建设过程中难免会碰到一些新的地质问题［3］。本文对埃塞俄比亚Yirgacheffe-AgeraMariam公路工程项目碰到的黑棉土问题进行调查分析，并提出了合理的解决方案，以期为其他工程承包企业将在该地区进行的工程建设提供参考。

1工程概况

蒙巴萨—内罗毕—亚的斯亚贝巴道路走廊工程为东非走廊交通大动脉工程，北起埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴，途经肯尼亚首都内罗毕并以肯尼亚蒙巴萨港口为终点。Yirgacheffe-AgeraMariam公路工程项目属于该工程的一部分，全长180km，海拔高度1700~2200m，位于埃塞俄比亚南部。工程所在地气候为半干旱气候，雨季和旱季差别非常明显，每年4~11月为雨季，有大量降水，其余时间为旱季，几乎无降水。该工程有约3km的填方路段存在黑棉土。

2黑棉土的性质

摘要：在水利水电工程施工中，经常会遇到不良地基的问题。地基施工是水利水电基础施工重点，为保证水利水电工程的整体质量，必须认真研究如何处理不良地基。文章就这一方面问题展开分析探讨。

关键词：水利水电工程；基础施工；不良地基；处理方法；关键

1不良地基对水利水电工程造成的危害

1.1抗滑性无法达标。不良地基构成结构差。在不良地基中，常常存在岩体破碎带、软弱土层、节理裂隙带、卵石层、古风化壳。这些构成结构导致地基抗压强度差，无法承载混凝土重力坝的巨大重量（混凝土重力坝的重量，往往超过1500万吨，甚至达到2743万吨）。地基受到混凝土重力坝巨大重量挤压时，土体形状会发生变形，抗滑性也不能达标，这就会降低地基抗压稳定安全系数，可能导致水利水电工程坍塌。1.2地基基础沉陷量不均衡。不良地基往往结构复杂，每个部位的结构组成各不相同，甚至不同深度的结构组成也不完全一致，这就会造成不良地基不同位置的承载力不相同，有的地方承载力较强，有的地方承载力较弱。当混凝土重力坝落成后，由于地基受力不均衡，便会导致地基基础沉陷量不均衡，最后的结果是地基塌陷、凹凸不均，水利水电工程外观发生变形，甚至出现安全问题。1.3渗水量超出允许范围。不良地基的另一大特点是它的渗透性过高，渗水量往往超出允许值。在江河巨大流量日夜冲刷下，砂砾石孔隙可能出现渗漏，溶洞溶槽出现渗流通道，水流还可以透过岩石节理的裂隙进行渗流，最后，会造成水利水电工程渗漏，危害水坝安全（据统计，全国超过4万座水坝、水库存在着渗水问题，其中很大一部分是由于不良地基造成的）。1.4地基存在着液化性的危险。不良地基的土砂层缺乏黏性（有些不良地基的土砂层已经丧失黏性），当地基受到较大的振动力时（如水库地震），地基强度可能瞬间降低，最后地基被液化，出现大面积沉陷。而屹立在地基上的水利水电工程也会发生失稳滑动，或发生重大变形破坏。

2处理不良地基问题的关键施工方法

2.1处理软弱层的施工方法。软弱层大多形成于第四纪晚期，含水量较高（往往超过40%），承载力基本值很低，压缩系数很大。软弱层一般由软黏土构成，而软黏土的强度极低（有时只有20KPa）。根据过去水利水电工程施工的实践经验，发现施工现场软弱层的倾斜角度不同，可以将软弱层划分为高中倾角软弱带与缓倾角软弱带。2.1.1处理高中倾角软弱带一般先把软弱带挖开，然后填充混凝土，在软弱土层中形成混凝土塞。若坝基属于高中倾角软弱带，可先挖掘、清除一部分软弱土，再向软弱带中填入混凝土（也可填入黏土），构成阻水隔板。若水利水电工程坝肩正位于高倾角软弱带上方，需设置混凝土传力墙、混凝土传力框架进行预应力锚固。若水利水电工程坝肩属于破碎岩体，需先检查破碎岩体的自身稳定性，检查合格后再于破碎岩体中设置混凝土防渗墙。先在地基中造孔，然后向孔内灌注混凝土，形成地下墙体，起到防渗效果。2.1.2处理缓倾角软弱带挖开软弱带后，对软弱带进行高压喷射，冲走其中所有的软黏土，然后填充混凝土砂浆。若软弱带的上盘岩体完整坚强，而全部开挖的工程量又太大，可在软弱带中开挖平硐或竖井，清除掉软弱带的一部分，再填充混凝土。还可以穿过软弱带设拦剪桩，或沿软弱带边缘设置抗剪键。2.2处理淤泥土的施工方法。淤泥土属于黏性土，它们在静水或流速缓慢的流水中经过沉积、生物化学作用形成。淤泥土含水量可能超过80%，孔隙比等于或超过1.5，有机质含量高，强度低、压缩性高、流动性强、渗透性低、灵敏度高。当淤泥土受到混凝土重力坝数千万吨的压力时，会发生变形、沉陷。处理淤泥土，可将淤泥土全部挖掉，换上粗糙碎石，人工形成砾层。但这种施工方法成本高，施工周期长，要消耗大量人力、物力、财力。另一种施工方法是强行换土：在地基底部填充大量片石，再用压路机进行碾压，把淤泥土挤压出去。这种施工方法工序简单，操作方便，成本较低，便于控制质量，可以有效缩短工期，节约人力、物力、财力。2.3处理膨胀土的施工方法。膨胀土属于高塑性黏土，矿物成分主要是蒙脱石。膨胀土具有很强亲水性，吸水时体积膨胀，失水时体积收缩，性质极不稳定，往往造成水利水电工程发生不均匀的水平或竖向胀缩变形，最后出现位移、开裂。2.3.1换土。对现场膨胀土进行勘探，计算厚度，然后开挖不良地基，把膨胀土全部挖掉、清除，再换上灰土或其他非膨胀性材料，这种施工方法工期短，可迅速提高地基的承载力，但工程量较大。2.3.2桩基。若膨胀土层厚度过大，难以进行换土，可以在膨胀土层上进行桩基施工。向膨胀土层进打入强度高，承载力强，抗弯性高的混凝土管桩，让管桩穿过膨胀土层，深入抗压强度更高的基岩，把混凝土重力坝的载荷穿过膨胀土层传递到基岩上去。这种施工方法吊装方便、接驳迅速，施工速度高，在施工中又不会产生污泥、废水。2.3.3改良土质。在现场提取膨胀土样本，分析其中成分、性质，然后对症下药，向膨胀土层中添加水泥、石灰，使膨胀土的膨胀性下降甚至消失。还可以向膨胀土层中添加有机化学剂或无机化学剂，它们亦可以降低膨胀土的塑性指数。2.3.4隔水法。在膨胀土层底部设置隔水层，切断膨胀土的渗水条件，也可以让土体的含水率保持稳定，同时降低膨胀土的膨胀潜势。2.3.5预湿膨胀。根据膨胀土遇水体积膨胀的性质，在施工前，向膨胀土层大量注水，提高土体的含水率，直至土体体积保持稳定，又不会破坏土体结构。以上各种施工方法，各有利弊，必须根据现场的实际情况灵活选择。在实施施工时，既可以采用一种施工方法，也可以综合采用多种施工方法。2.4地基渗水量过大时施工处理方法。可直接向不良地基的缝隙、裂缝中填充混凝土，封闭缝隙、裂缝，阻止地基继续渗水。有时，现场渗水量太大，用混凝土填充无济于事。那么，就要在地基附近开挖排水坑，将渗水引入坑内，再把大量砾石填入排水坑，最后抽干渗水，向缝隙浇灌混凝土。若现场不良地基属于透水层很深的沙砾石，可采用帷幕灌浆：利用高速射流冲击土层，再将浆液灌入土层的孔隙、裂隙，形成连续、完整的阻水防渗帷幕，从而减小渗流量，降低渗透压力。2.5处理地基液化的施工方法。用黏性高的非液化土替换可液化土层，再将地基四周用混凝土封闭。还可采用强夯、振动加密等方法，对液化地基进行加固。

[论文关键词]膨胀土；农村；墙体；开裂；原因；预防

[论文摘要]农村房屋出现大范围的墙体开裂现象除了跟膨胀土地基密切相关外，跟房屋的建筑造型、房屋选址和施工质量等也有很大关系。膨胀土地区，要预防房屋开裂最好的办法莫过于通过改良膨胀土地基，减轻地基的不均匀沉降。

在走访了广西南宁市周边膨胀土较为发育的村庄时，发现许多村民居住的楼房不同程度地出现墙体开裂现象，个别村庄有将近50％的房屋出现裂缝。开裂后的建筑物虽然可以继续使用，但是长长的裂缝让人触目心惊，严重影响了住户的生命财产安全。

为了解决长期困扰村民的担忧问题，减少因房屋开裂造成的损失，现就引起该地区楼房墙体开裂的现象作一简单分析。

一、裂缝的基本现状

出现裂缝的房屋有1～5层不同高度，既包括上世纪80年代修建的泥砖瓦房，也包括90年代末期至今修建的以黏土砖和钢筋混凝土为主要材料的房屋。裂缝分布状况如下：