论红黏土与膨胀土岩土评价与施工建议

2018年05
月
论红黏土与膨胀土岩土评价与施工建议
陈成东（中油辽河工程有限公司，辽宁盘锦124010）
摘要：在某拟建站场的工程地质勘察过程中，发现存在
红黏土和膨胀土，本文就这两种特殊性岩土进行了分析评价；同时，通过取样、室内试验数据分析，得出了这两种特殊性岩土对拟建工程的影响，并提出了相应的施工建议。

关键词：红黏土；膨胀土；特殊性岩土
在特定的地理环境或人为条件下形成的具有特殊的物理力学性质和工程特殊性岩土，以及特殊物质组成、结构构造的岩土，统称为特殊性岩土，如红黏土和膨胀土。

如果在此类岩土上修建建筑物，则需要对其形成和工程特性进行分析研究，并采取相应的处理措施，否则会给工程带来不良后果。

1工程实例
（1）地形、地貌
位于云南安宁的某站场，拟建场区地貌类型为构造剥蚀低中山地貌，整体呈丘状山包及斜坡地形，拟建场地处于斜坡上，北西高南东低，且近视呈现为圈椅状地形，整个场区地面标高在1900m ～2000m 之间，相对高差约100m 。

场地区整体呈现为由北西向南东倾斜的缓斜坡，且前部平缓而后部稍陡，整体坡度约4°～9°，坡体内局部存在3～4级陡坡，坡高3～5m 。

（2）地质条件
拟建场地上覆土层为第四系残坡积层（Q 4el+dl ）红黏土，下伏基岩元古界震旦系上统陡山沱组（Z b d ）白云岩、粉砂岩，局部有溶洞发育，粉质黏土充填。

（3）取样数据统计拟建场地红黏土、全风化白云岩均取样进行了室内试验，并把试验数据进行了统计。

2分析评价
（1）红黏土
拟建项目区红黏土在场地表层有广泛的分布，局部基岩出露区无分布。

厚度变化大，局部缺失，局部厚度大于50m 。

红黏土是指出露地表的碳酸盐类岩石(拟建项目区为白云岩)，在亚热带湿热条件下，经过风化、淋滤和红土化作用(脱硅富铁铝化作用)后，形成颜色为棕红、褐红、褐黄色的特殊土类，它属于红土的一个亚类。

场地内的红黏土为次生红黏土，由白云岩风化残积加坡积形成。

其从地表而下至基岩面，具有典型的上硬下软特征，其中硬塑、可塑状态红黏土占主导地位，在地表广泛分布发育。

根据红黏土79组试样膨胀性试验，其自由膨胀率最大值38%，最小值3%，其平均值为21.46%，属于具有弱膨胀潜势的膨胀土，计算知Ir ＜Ir ’，其复浸水特性类别为Ⅱ类，即土体风干失水收缩后复浸水膨胀，土体的膨胀量不能恢复到原位。

（2）膨胀土
拟建场区为单向斜坡，地形起伏不大，斜坡中部及上部为林地，中下部位多为耕地，拟建场地主要地层为红黏土及全风化白云岩，在场地局部区域存在膨胀土。

根据土样膨胀性试验，其中40个试验土样具有弱～中等膨胀性，根据室内试验统计结果，场地全风化白云岩层、溶洞充填物局部区域具有弱～中等膨胀性，拟建建筑应针对各建筑特性考虑膨胀性土的影响。

由表1统计数据可知，场地红黏土不具有膨胀性，但部分具有弱膨胀潜势。

根据室内试验数据分析可知，就有收缩特性的
全风化白云岩自由膨胀率＞40%的有29组，自由膨胀率＞25%
的104组；具有膨胀特性的全风化白云岩仅有1组自由膨胀率＞40%，有6组自由膨胀率＞25%。

场地内的全风化白云岩多具有弱～中等膨胀性或弱膨胀潜势，且特性以收缩为主，少量存在膨胀潜势。

土的收缩变形量采用以下公式进行计算：
式中：S s --地基土的收缩变形量（mm ）；ψs --计算收缩变形量的经验系数，本处采取0.8；λsi --基础底面下第i 层土的收缩系数；Δωi --地基土收缩过程中，第i 层土可能发生的含水量
变化平均值；
n--基础底面至计算深度内所划分的土层数。

计算结果，收缩变形量S s =67.62mm ，全风化白云岩的胀缩等级为Ⅱ类。

局部存在膨胀特性，膨胀变形量S es =289mm ，胀缩等级为Ⅲ级。

场地在完成场平后，应根据现场试验进行校核。

3施工建议
（1）红黏土
根据红黏土特点对工程施工建议如下：1）场地人工开挖基坑、基槽、边坡在边坡早期的短时间内，其稳定性较好，直立开挖而少见坍塌，当开挖暴露时间超过一定时限，则必发生滑塌或垮落。

建议基础置于大气影响深度以下一定深度，基础施工快速封闭，保持红黏土不发生失水，边坡开挖尽快支护。

2）在进行场地内土方平衡时，建议施工控制含水量，其最优含水一般大于其塑限，一般可控制在5%之内。

3）红黏土作为工程填土料时可行的，根据其具有的压实性差的特点，建议采用重型压实机械碾压。

（2）膨胀土经统计分析，场地区的全风化白云岩、溶洞充填物等随机取样试验膨胀性样品占30%以上，经对照钻探编录结果，膨胀性土以含灰白色团块的全风化物段为主，局部成层性差，分布凌乱而普遍，因此，建议场地区将全风化层统一按膨胀土体考虑，拟建建（构）筑物应充分考虑膨胀土对建筑的影响，场地平整后，应根据现场测试对土体的分级变形量进行校核，建（构）筑物设计应严格按照《膨胀土地区建筑技术规范》（GB50112-2013）进行设计。

建议完善场地截、排水措施并对加强截、排水沟结构强度与提高排水沟坡率；建议加强边坡区支护结构强度并采用刚性支护结构，浅层低荷载建筑建议采用整体基础。

4结语
本文针对拟建站场中存在的红黏土和膨胀土，通过取样室内试验进行了物理力学性质和工程特殊性分析评价，并提出了相应的施工建议。

特殊性岩土因其特殊的工程特性，不同的拟建工程有不同的影响。

勘察时应查明其形成原因、分布范围和工程特性，为设计提供必要的参数和施工处理措施的建议。

设计与施工中应根据勘察资料严格按照相应规范进行设计施工。

作者简介：陈成东，男，38岁，工程师，2002年毕业于吉林大学朝阳校区，现在中油辽河工程有限公司从事岩土工程勘察工作。

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