膨胀土加固改良技术

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膨胀土改良

摘要

膨胀土土木在工程中十分常见，膨胀土的特征十分复杂，它具有吸水膨胀失水收缩的基本特性，直接使用膨胀土填筑或建筑物直接建造在膨胀土上都是不符合规范要求的，以前由于对膨胀土的特性认识不清楚，而导致发生的工程事故比比皆是。膨胀土是影响道路及其他构造物建设的一种特殊土质，在实际工程中，处理不好其破坏力是巨大的。不同的填料其性质都不相同。其性质与构成其结构颗粒的形状、大小、矿物成分有关，既要重视又不能忽视，既要分析内因又要研究外因，改良就要从本质上改变其物质结构，改善其颗粒构成，从而改变其物理力学性能。所以我们今天把膨胀土的改良列为一个课题进行研究，把改良前后的数据进行分析和总结，使我们能够清楚的认识膨胀土，本篇文章第一篇从膨胀土的定义，特性（一般特性，物理特性，膨胀特性，野外特性），判别方法，膨胀土的分类，在膨胀土地区建造建筑物的措施，危害改良的方法。第二篇列举事例，试验的项目工艺，方法，从试验前后的数据进行分析，帮助我们更好的了解膨胀土。膨胀土改良加快了施工进度，赢得了效益。通过改良，大大缓解了填料来源的需求，充分利用了资源，降低了工程造价，同时将一些荒岗改造成农田，鱼塘，也为经济发展做出了巨大的贡献。膨胀土并不可怕，只要我们找到一个准确的改良方法，我们就可以战胜它。

关键词：膨胀土特征改良总结

土木工程膨胀土改良

第一篇膨胀土的概述

1.膨胀土的特性，判别与分类

1．1.膨胀土的定义与危害

(1)定义:膨胀土是一种具有膨胀性矿物成分包含蒙脱石及伊利石、高岭石、绿泥石等亲水性的高塑性粘土。膨胀土应是土中粘粒成分只要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形的粘土。具有较大往复膨胀变形的高塑性粘土。由于膨胀土的液限、塑限、塑性指数较大，压缩性偏底，在天然含水量的情况下较坚硬，容易被施工人员忽视，一但遇水就膨胀，强度骤减；失水就干缩，形成裂隙，对工程建设潜在着严重的破坏性，很容易产生流坍、坍塌、滑坡、开裂、膨胀、松散、剥落等病害。且治理难度相当大。因此在施工阶段就应采取措施，防止病害的发生。

工程地质知识：膨胀土地基处理之土质改良法.doc

工程地质知识：膨胀土地基处理之土质改良法

土地改良法分为物理改良法、化学改良法以及综合改良法。

其中，物理改良法是在膨胀土中添加其他非膨胀性固体材料，通过改变膨胀土原有的土颗粒组成级配，从而减弱膨胀土的胀缩能力，达到改善其工程特性的。化学改良法包括使用：

1.石灰，石灰能有效抑制膨胀土的胀缩趋势，又具有经济与实施方便的优点，在工程界应用十分普遍。

2.水泥土，是用土料、水泥和水经过拌和的混合物，应用于膨胀土地区的衬砌尤其广泛。水泥土与石灰土的不同之处在于，前者的早期效应比后者明显，且水泥可产生更大的凝聚作用，引起的凝聚反应使黏土层之间的胶结力增大，从而使土处于更加稳定的状态，其强度和耐久性比石灰土提高幅度更大，但就膨胀而言，石灰是更好的稳定掺合剂，水泥用于加固膨胀土的掺入量一般为4%6%。

3.ncs固化剂，施工实践表明，ncs固化剂具有较强的吸水性和显著提高土体强度的作用，以及固化土具有较好的水稳定性和冻融稳定性，在天然含水量较高的地区，采用6%10%的ncs固化剂处理膨胀土，其收缩性小于石灰土，与采用石灰土处理土基及用石灰土作底基层相比，提高了路基、路面的整体强度，且在工程的管理、运输使用和配制混合料等方面都比常用的消石灰或生石灰方法简便，可以明显提高工程质量和加快施工进度，并易于控制密实度及均匀性，对施工操作人员与周围环境污染影响甚微，值得推广应用。

4.压力喷注灌浆，压力喷注灌浆加固膨胀土是通过灌浆压力作用，

充分利用膨胀土中存在的大量裂隙，将化学改良剂或胶凝材料配制成一定浓度的浆液注入土体的裂隙和孔隙中，使浆液与土发生一系列的物理化学反应，达到土体改性、加固、抑制膨胀性的目的。

膨胀土改良掺灰处理施工方案

膨胀土掺灰处理施工方案

一、工程概况

龙口至青岛高速公路起自烟台的龙口市，经招远市、莱阳市，青岛的莱西市、即墨市，至青岛城阳区接已建青（岛）新（河）联络线。本项目为龙口至青岛公路莱西（沈海高速）至城阳段土建工程第七合同段，起讫桩号为K115+400～K124+345,全长8.945km。

线路区域位置位于胶东半岛中部地区，即墨市和莱西市境内，路段内地势起伏不大，属平原丘陵地带，上部无明显隔水层。降水季节分配不均，夏季为丰雨期，地下水随季节变化严重不均，应做好排水设计。地表种植农作物以花生、小麦为主。

下表为需要掺灰处理工程的数量：

二、施工准备

1、技术准备

（1）技术人员严格审核图纸并结合施工现场实际情况确定需要掺灰处理的位置及处理面积

（2）技术人员认真熟悉掺灰处理施工工艺流程

（3）试验室确定合格的改良材料并做好相关实验

2、现场准备

（1）作业队伍已进场

（2）施工作业需要的主要施工机具和材料到达施工现场

（3）通往作业现场的施工便道已修通

3、材料准备

试验室要做好原材料的进场及检验工作：原材料主要是石灰，对原材料质量严格把关是保证工程实体质量的重要环节。石灰选用Ⅲ级以上优质灰，其消解后钙镁含量不低于50%。对原材料及时进行检测并分批向驻地试验监理报验。检测不合格的材料不得用于

本工程。为防止石灰的二次消解，使灰土在施工后局部出现鼓起现象，石灰必须提前7-10天消解。

4、现场人员机械投入

(1)人员配备

主要负责人：

现场负责人：

现场技术负责人：

质检员：

技术员：

工人：8人

(2)机械配备

机械设备配备一览表

三、施工目标

石灰改良膨胀土路基施工技术

摘要：本文主要探讨了石灰改良膨胀土路基施工的关键技术控制措施。首先

介绍了测量放样、填前处理、原地表下封层施工、改良膨胀土施工和计算生石灰

掺量等施工流程。接着详细阐述了每个方面的施工技术控制措施，包括材料的质

量控制、施工工艺的控制、质量监控和施工过程的控制。通过合理的技术控制，

能够保证石灰改良膨胀土路基的施工质量和稳定性，提高道路的使用寿命和安全性。最后强调了这些措施在实际施工中的重要性和必要性。

关键词：石灰；改良；膨胀土；路基施工

引言

石灰改良膨胀土路基施工是在处理具有膨胀性的土壤时常用的方法之一，它

可以改善土壤的工程性质，提高路基的稳定性和承载能力。然而，要保证施工质

量和效果，需要严格控制施工过程中的关键技术。本文将从测量放样、填前处理、原地表下封层施工、改良膨胀土施工和计算生石灰掺量等方面，探讨石灰改良膨

胀土路基施工的技术控制措施，以期为相关工程提供参考和指导。

1.膨胀土的性质特点分析

膨胀土是一种具有特殊性质和特点的土壤类型。其主要特征是在吸水后会发

生显著的体积膨胀，并伴随着强烈的变形和力学性质的改变。膨胀土的性质特点

包括以下几个方面。

一是，膨胀土具有较高的含水量和吸水性。当膨胀土暴露在湿润环境中时，

其会吸收周围水分并发生膨胀。这种吸水作用使土体的体积增加，导致土体的体

积变形和结构改变。

二是，膨胀土在湿润条件下表现出较大的可塑性和变形性。由于吸水引起的

体积膨胀，膨胀土会发生显著的变形，如沉降、扭曲和隆起等。这种变形性使膨

胀土对工程结构的稳定性产生重要影响。

公路路基路面设计中膨胀土的处理方法

公路路基路面设计中，如果遇到膨胀土地质条件，需要采取一系列的措施来处理。

一、土壤改良措施

膨胀土的最关键问题就是其含水量的变化会引起土体体积的变化，因此需要采取土壤

改良措施来稳定土壤的含水量。常用的土壤改良方法有以下几种：

1. 混凝土道面：在膨胀土道基表面加设一层混凝土道面，可以有效避免水分的渗透

和土壤膨胀。混凝土道面施工时应注意与土壤层之间要设置一层防水隔离层，防止水分渗

透到道基土中。

2. 分层法：将膨胀土分成面积较小的块状或条状土坯，再覆以合适的填料并经过压

实处理。

3. 增加外荷载：通过向膨胀土上施加一定的外部荷载，利用外力作用使土体压实，

从而减小土体的膨胀变形。

4. 路基加宽：通过加宽路基的方法，增加路基稳定性，减小土体的变形。

5. 加固桩：在膨胀土地基中打入加固桩，用于增加土体的稳定性，减小路基的变

形。

以上土壤改良措施可以单独应用，也可以组合使用，具体选择哪种措施，需要根据膨

胀土地质情况的具体要求来决定。

二、排水措施

排水是膨胀土处理中的重要环节，通过科学的排水措施，可有效减少土壤中的水分含量，从而减缓土体的膨胀变形。常见的土壤排水措施有以下几种：

1. 排水沟：沿路基设置排水沟，通过排水沟将水分引到指定地点进行排泄。

2. 排水管网：在路基中设置排水管网，通过排水管将路基中的水分引到沟渠或汇集

地点进行排泄。

3. 排水井：设置一定数量的排水井，用于路基内部的排水处理。排水井应合理布置，并与排水管道相连，利用重力作用将水分引导到指定地点。

4. 压实排水法：采用较重的均质料进行路基的压实，形成一个基本不渗水或渗水较

改良膨胀土路基施工技术-最新文档资料

改良膨胀土路基施工技术

一、技术特点

1）本技术通过利用施工现场的弱、中膨胀土与非膨胀土填料进行合理拌合，改变其物理性质，使改良后的砂砾土可以作为路基填料，减少了施工现场的人工、材料及机械成本，加快了施工进度，能够创造较高的经济效益。

2）通过合理厚度的膨胀土路基换填，以消除质量隐患，保证路基稳定。

二、适用范围

本技术适用于膨胀土路基施工，也可用于膨胀土路基的病害加固处理。

四、工艺原理

通过按一定比例将膨胀土与风化砂砾进行拌合，使拌合后的砂砾土符合路基填料的规范要求，并通过试验确定膨胀土路基最佳换填厚度。

五、施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

膨胀土路基的施工工艺流程如图1所示。

5.2操作要点

5.2.1控制路基换填深度

换填深度应根据膨胀土的强弱和当地气候特点确定。在一定

深度以下的膨胀土含水量基本不受外界气候影响，该深度和该含水量称为该膨胀土在该地区的临界深度和临界含水量。由于各地气候不同，膨胀土的临界值也有所不同。通常弱～中膨胀土换填为0.8～1.5m，强膨胀土为2m。

5.2.2控制含水量

膨胀土地区路基施工应避开雨季作业，加强现场排水，基底和已填筑的路基不得被水浸泡。无论何种填料，含水量对填料的密实程度起决定性作用。含水量较小时由于颗粒间引力在挖掘、装运、摊铺过程中保持较疏松的状态，土中孔隙大都互通。在一定外部压力作用下，虽然土孔隙中气体易被排出，密度可以增大，但由于水膜润滑作用小，外部力不足以克服粒间引力时，土粒相对位移不容易，故密实度不易达到规范要求；含水量较大时，水膜厚，引力减小，外部功能较容易使土粒移动，压实效果明显；但含水量过大时，水分会从回填料孔隙中渗入到膨胀土上并且堆积，经碾压会出现膨胀土遇水上返情况，膨胀土掺入回填料中，导致回填后路基质量下降，严重时出现翻浆现象。

膨胀土改良土质处理方法

膨胀土是一种由于含有较多的粘土矿物而形成的土壤类型。由于其特殊的物理性质，膨胀土在建筑、道路、桥梁等领域有着广泛的应用。但是，由于膨胀土的固结度较低，容易发生沉降和变形等问题，因此需要进行改良处理。

目前，膨胀土的改良处理方法主要有以下几种：

1. 添加石灰石粉：石灰石粉可以与膨胀土中的粘土矿物反应生成钙硅酸盐，从而提高土壤的抗压强度和稳定性。但是，过多的使用石灰石粉会导致土壤变得过于干燥，影响植物生长。

2. 添加有机物质：有机物质可以改善土壤的结构和通气性，促进植物生长。但是，如果有机物质含量过高，会导致土壤过于肥沃，影响植物的根系发育。

3. 深耕松土：深耕松土可以增加土壤的透气性和保水性，促进植物生长。但是，如果深耕过度，会导致土壤结构破坏，影响植物的生长和发展。

4. 热处理法：热处理法是通过加热膨胀土使其膨胀后再进行冷却处理的方法。这种方法可以改善土壤的物理性质，提高其抗压强度和稳定性。但是，热处理法需要消耗大量的能源，成本较高。

综上所述，膨胀土的改良处理方法需要根据具体情况选择合适的方法。在实际应用中，可以采用多种方法相结合的方式进行改良处理，以达到最佳的效果。同时，也需要加强对膨胀土的研究和开发，探索更加高效、经济、环保的改良处理方法。

石灰改良膨胀土的理论与实践

2005-11-01科技部转载点击: 2219

4 结论

膨胀土中加入石灰后, 二者发生物理和化学作用, 包括离子交换、Ca(OH)2结晶、碳酸化和火山灰反应。这些反应均改变了膨胀土的矿物组成和力学性质, 其强度和水稳定性大大提高, 膨胀性得到控制。这一切都与石灰中Ca2＋含量有关, 也就是说与石灰的质量有关, 施工过程中除了要控制好施工工艺和过程控制外,还特别要注意进场石灰质量的要求, 规范中要求硅、铝、镁氧化物含量之和>5% 的生石灰, 有效钙加氧化镁含量指标:I等≥75% 、Ⅱ等≥70% 、Ⅲ等≥60% 。只有严格控制好这些才能做出满足质量要求的石灰土, 达到改良膨胀土的目的。

EDTA 滴定法测定现场压实土样的灰剂量应在路拌后尽快测定, 否则即使龄期未超过7d, 也需要用相应龄期的EDTA 二钠的耗量的标准曲线确定, 这些对于准确测定石灰土中掺灰量、控制施工质量至关重要。

膨胀土处理措施

1. 背景介绍

膨胀土是一种具有较大含水量时会膨胀、干燥时会收缩的土壤类型。膨胀土在

工程建设中常常引发土体变形、地基沉降等问题，因此需要进行相应的处理。本文将介绍一些常用的膨胀土处理措施。

2. 处理措施分类

根据膨胀土的具体情况和工程需求，膨胀土的处理可以分为以下几个方面：

2.1 排水

膨胀土的膨胀和收缩与其含水量密切相关。因此，通过排水处理可以有效控制

膨胀土的变形。排水处理可以采用以下几种方法：

•安装排水管道：在膨胀土中设置排水管道，引导土壤中的过剩水分流出，减少土壤的膨胀性；

•加固排水系统：改善膨胀土的排水系统，提高排水能力和效率；

•表面排水：通过改善地面排水条件，加快地表水分的流失，减少土体中的含水量。

2.2 增加土壤稳定性

膨胀土的稳定性较差，容易发生下沉和形变。为了增加土壤的稳定性，可以采

取以下措施：

•加固地基：通过在膨胀土的地基中加入加固材料，如石头、砂砾等，增加地基的承载能力和稳定性；

•改善土壤力学性质：通过添加改良剂，如灰、石灰等，改善膨胀土的力学性质，增强土体的稳定性；

•变更基础形式：根据具体情况，考虑采用其他基础形式，如桩基、地下连续墙等，增加土壤的稳定性。

2.3 控制土壤含水量

膨胀土的膨胀和收缩与其含水量密切相关。因此，控制膨胀土的含水量是一种

重要的处理措施。以下是一些常见的控制土壤含水量的方法：

•排水：通过排水处理，减少土壤中的过剩水分；

•防水措施：采取防水措施，如加设防水层等，阻止土壤中的水分进入；

•浇灌管理：对土壤进行科学的浇灌管理，合理供水和排水，控制土壤的含水量。

膨胀土判别与改良方法研究现状综述

河南建材

2019年第2期

膨胀土判别与改良方法研究现状综述

凡超文任俊玺李宝宝张旭

河南大学土木建筑学院（475004）

摘要:文章着重对目前主要适用的膨胀土分类判别方法及针对膨胀土不良工程特性所使用的几种改良方法进行详细介绍，为膨胀土施工及进一步研究提供参考。

关键词:膨胀土；判别方法；改良方法；工程特性

0引言

膨胀土具有干胀湿缩等不良工程特性,使得膨

胀土分布地区的工程建设面临着各种各样的工程

问题[1-3],处理不当会对工程造成严重的危害,甚至危及人们生命安全。因此,膨胀土的判别分类及处

治改良便成为了膨胀土地区工程建设所要面临的

首要问题。针对这一问题,国内外学者提出了许多

对于膨胀土分类判别及处治改良的方法。

1膨胀土判别分类方法

作为一种不良土质,膨胀土往往是造成膨胀土

地区工程建设问题产生的主要原因,只有对膨胀土

的膨胀潜势有科学的认知,采取合理有效的处治措

施才能避免工程问题的发生,因此需要对膨胀土进

行详细的判别分类。

1.1国家标准规范判别法

1)按照《膨胀土地区建筑技术规范》要求,通过自由膨胀率、蒙脱石含量、阳离子交换量等对膨胀土进行判别。

2)按照《公路路基设计规范》要求,通过自由膨胀率及标准吸湿含水率进行判别。

3)按照《铁路工程地质膨胀土勘测规则》要求,通过自由膨胀率、蒙脱石含量、阳离子交换量对其进行详细判别。

1.2矿物判别法

矿物鉴别法即使用X射线衍射(XRD)、X射线

能谱(EDX)、电镜扫描(SEM)等技术手段来通过对膨

胀土中的黏土矿物成分及其含量对膨胀土的膨胀

性进行判别,比如使用矿物判别法时,一般以蒙脱

石灰改良膨胀土路基施工技术要点分析

车辆工程技术

119工程技术

1　膨胀土的特性分析

膨胀土主要由蒙脱石矿物成分组成，强亲水性矿物质是膨胀土的粘粒成分。硅氧四面体片以及氢氧化铝八面体片对土体物理性质起着重要的作用。膨胀土主要由夹着一个八面体片的两个四面体片重复堆积组成，从而形成三层型。根据层间水化离子的吸附水性，结构单位填充会造成晶格活动较大，从而让整个土体的压缩性和膨胀性变大。膨胀土和其他粘性土有很大的区别，具有强烈的吸水膨胀、失水收缩、易裂缝、易固结以及强度容易衰减等特性。在公路建设中必须处理好改性，避免对公路建设造成巨大损害。不同情况下的压力膨胀率和自由膨胀率可以反映土的具体膨胀性能。膨胀土的含水量和膨胀率大小成反比关系，膨胀率越高，土的含水量就越低。

2　工程概况

某公路工程施工段起止桩号为K0+000~K17+506.65，总长度为17.507km。本工程全线填方171.145万m³，挖方178.223万m³，因沿线膨胀土较多，无法进行路基直接填筑施工。本工程共设5个弃土场，为加大耕地保护，应进一步增加挖方弃方利用率，加快工程施工进度。通过检测利用生石灰对中、微膨胀土实施改良，用于填筑路基，可充分利用，降低弃方。为保证施工质量，选取K10+200~K10+400段为试验段，共200m，采用石灰改良膨胀土。

3　石灰改良膨胀土路基施工技术要点

3.1　施工准备

依照设计规定，施工前有效处理天然原地面、沟塘，检测原材料的质量，选用不同剂量灰土进行标准试验，按照具体施工现状进行作业区段的合理划分，以100到200m作为各个作业区段。按照填土高度、分层填筑厚度等进行各个区段压实度、灰剂量位置填土层数的划分及确定。

膨胀土地基处理

膨胀土是一种具有较高含水量时容易膨胀、较低含水量时容易收缩的土壤类型。在建筑工程中，膨胀土的存在常常会给地基处理带来一系列的问题。本文将从膨胀土的成因、对地基的影响以及常见的地基处理方法等方面进行探讨。

膨胀土的成因多种多样，但最主要的原因是土壤中的粘土颗粒吸附水分而发生

膨胀，这是由于粘土颗粒表面带有电荷，能够与水分中的离子发生吸附作用。当土壤中的含水量增加时，粘土颗粒吸附的水分也增多，导致土壤体积膨胀。相反，当土壤中的含水量减少时，粘土颗粒吸附的水分也减少，土壤体积收缩。

膨胀土对地基的影响主要表现在以下几个方面。首先，膨胀土在吸湿膨胀时会

对地基产生一定的上升力，导致地基的沉降不均匀，进而引起建筑物的倾斜和破坏。其次，膨胀土在干燥收缩时会使地基下陷，导致建筑物的沉降和开裂。此外，膨胀土还会影响地基的稳定性和承载力，增加地基的沉降和变形风险。

针对膨胀土带来的问题，地基处理是必不可少的一项工作。常见的地基处理方

法包括物理处理和化学处理两种。物理处理主要是通过改变土壤的物理性质来减少土壤的膨胀和收缩。常见的物理处理方法有挖除膨胀土、填充加固、加设排水系统等。挖除膨胀土是将膨胀土挖掉，然后填充其他非膨胀土或者进行加固处理。填充加固是在膨胀土上面填充一层非膨胀土或者加固材料，以减少膨胀土的影响。加设排水系统是通过排水设施来控制土壤的含水量，从而减少土壤的膨胀和收缩。

化学处理主要是通过添加化学药剂来改变膨胀土的性质，使其具有较低的膨胀

和收缩性。常见的化学处理方法有固化剂处理和稳定剂处理。固化剂处理是将固化剂添加到膨胀土中，使其发生化学反应，形成一种稳定的胶结体，从而减少土壤的膨胀和收缩。稳定剂处理是将稳定剂添加到膨胀土中，通过改变土壤颗粒间的结构和吸附性能，减少土壤的膨胀和收缩。

例谈石灰改良膨胀土实验

1.研究目的和意义

膨胀土是在自然地质过程中形成的一种高塑性粘土，具有显著的胀缩性、多裂隙性和超固结性，粘粒成分主要是由强亲水性的蒙脱石和伊利石组成。膨胀土的这种遇水膨胀、失水收缩的特性，以及由于这种干湿循环产生的裂隙，对其上的建筑物特别是轻型建筑物、道路、堤防等都有嚴重的破坏作用，其对建筑物产生的长期破坏作用很容易被忽视，导致工程事故的发生。目前，膨胀土的处理大致有以下几种方法：换土法、湿度控制法、化学固化法、加筋法、桩基法等。

膨胀土问题已是我国工程地质学、土质学、土力学及基础工程等学界所关注的一大问题。我国跨流域调水项目—南水北调工程的启动，使膨胀土成为中线和东线的主要问题之一。

2.工程背景介绍

南水北调东线工程地形以黄河为脊背向南北倾斜，引水口比黄河处地面低40余米。从长江调水到黄河南岸需设13个梯级抽水泵站，总扬程65m，穿过黄河可自流到天津。在这些泵站中，有三处泵站地处江苏段膨胀土地区，需要对当地的膨胀土进行处理后才能使用。

试验用土取自当地施工现场，天然土体中混有坚硬的礓石，试验时将其从土中挑拣出来。按照水利部《土工试验规程》[1]测定土样的基本物理力学性状，土体的天然含水率为25～32%。

3.最小灰剂量选择

用石灰改良膨胀土，要做到既消除或减小膨胀土的一些不良特性，又不造成浪费，就存在一个最小灰剂量。本文通过分别向素膨胀土中掺质量比为2%、3%、5%的石灰，模拟现场条件，通过自由膨胀率、界限含水率和膨胀率来确定最小灰剂量。

3.1 不同灰剂量掺灰土的击实特性

石灰改良膨胀土路基施工技术

摘要：为研究膨胀土路基施工技术，简要介绍了石灰改良膨胀土改良方式，

并结合具体工程，从石灰改良膨胀土作用机理、施工工艺和质量控制作了阐述。

结果表明：对膨胀土采用石灰进行改良处理后，将其作为路基填筑材料，可有效

满足路基施工规范要求，进一步提高石灰改良膨胀土路基的稳定性。

关键词：高速公路；石灰改良膨胀土；路基施工；工程特性

针对膨胀土路基，当前主要采用换填法处理，但很多高速公路面临无土可换

的局面。对此，还可采用改性法来处理膨胀土路基，在膨胀土中加入固化材料，

促使膨胀土的各项物理、化学性质发生变化，使膨胀土变成非膨胀土，减小膨胀

的潜势，提高其强度与水稳性，避免边坡发生变形及滑塌，使路基始终保持在稳

定状态。

1石灰改良膨胀土机理

1.1自由膨胀率和矿物成分的关系

不同的地质情况，膨胀土的矿物成分大不相同，但所有膨胀土的相同点是主

要成分都含有黏土和碎屑矿物。这两种主要成分中的蒙脱石矿物对水分较为敏感，在受到水分影响后体积膨胀十分明显。相比蒙脱石，其他细粒如伊利石、高岭石

结构稳定，缺乏或没有膨胀性，因此，要改变膨胀土的性质，需要根据现场采集

膨胀土进行矿物分析和物理力学性能检验，控制蒙脱石矿物含量。

1.2膨胀土与石灰的相互作用

石灰改良膨胀土的机理主要包括三个化学作用，一是置换作用，通过石灰中

钙离子交换的方式置换其他低价阳离子。二是通过絮凝作用，将膨胀土中的小团

粒进行聚集，使其形成团块，同时在击实后，该种结构能形成较为坚固的骨架结构。通过上述两个化学作用能够大幅度降低膨胀土的塑性指数，但在强度方面无

膨胀土改良技术探究

摘要：膨胀土(expansive soil)是一种富含亲水性矿物的粘土，其主要的矿物为蒙脱石、伊利石与高岭石。膨胀土是一种特殊的灾害性软土，由于其不良的工程特性在全世界范围内都导致了许多工程问题或工程灾害。因此，开展对膨胀土处治方法及其处治后的强度特性研究，通过对试验结果的分析，探讨其在非饱和状态下的强度变化规律，具有重要的理论意义和工程应用价值。开展了对非饱和土的一系列试验，探索了石灰与水泥对膨胀土的强度的改良，揭示了石灰和水泥强度变化机理，分析了水泥和石灰如何降低膨胀土的膨胀率。

关键词：膨胀率；石灰改良膨胀土；水泥改良膨胀土；无侧限抗压强度；1、膨胀土的成因特性

膨胀土粘粒成分主要由亲水性矿物高岭石、伊利石和蒙脱石构成，具有强烈的吸水膨胀和失水收缩的粘性土称为膨胀土，其自由膨胀率通常大于40％。膨胀土呈灰白色、灰绿色、灰黄色、红棕色、黄褐色等，一般分布在二级及二级以上的河谷、山坡和盆地边缘及丘陵地带，膨胀土的土体地形坡度较为平缓，没有明显的陡峭与山坎。

总的来说，膨胀土的成因类型与特性有很多，有河流相、残积相、坡积相、洪积相，还有湖相及滨海相。据有关人员考证，膨胀土主要生成于第四纪晚更新世，第四纪中更新世也有生成，在更早、更晚的时期几乎没有生成。在我国西南方和华北地区分布的较多、北方分布的较少。膨胀土地区容易发生边坡开裂、崩塌和土体的滑动；土方在开挖工程中遭遇雨水易发生基坑坑底迅速隆起和坑壁侧胀开裂；地下洞室周围易产生高地压和洞室周边土体大变形现象；地裂缝发育，对道路、渠道等易造成危害；其反复的吸水膨胀和失水收缩会造成围墙、室内地面以及轻型建、构筑物的破坏。

膨胀土工程防治措施方案

一、地基处理

1. 土地自然排水

首先要保证膨胀土的排水性能，可以采取以下措施：

- 对开发或建设土地进行充分排水，保证土壤内部水分得到有效排除；

- 对土地进行地势修整和排水设施建设，合理分担和引导降水。

2. 土壤改良

针对膨胀土的性质，可以采用土壤改良技术，包括但不限于：

- 施加或注入适量的固化剂或防水剂，提高土壤的稳定性和抗渗性；

- 采用化学、物理或生物方法改变土壤的结构和性质，减少其膨胀性。

3. 基础处理

对于已建造地基的工程，可以采取以下措施改善基础性能：

- 在原有地基上浇筑或铺设适当厚度的防渗层或加固层，增加地基的稳定性；

- 对基础进行重新加固或加固处理，提高地基的承载能力和抗压性。

二、结构设计

1. 结构选择

在设计建筑结构时，应充分考虑膨胀土的性质和影响，选择适应性较好的结构形式，避免产生过大的变形和破坏。

2. 结构设计

在建筑结构设计中，应采用合理的结构布局和受力系统，便于对地基膨胀引起的变形进行补偿和消减。

3. 结构材料

在材料选择和使用过程中，应选择具有较好的抗膨胀性能的材料，并在施工过程中严格把关以保证结构的整体稳定性。

三、监测控制

1. 土壤监测

在工程建设初期和使用过程中，应进行土壤的监测和测量，及时发现地基变形和膨胀现象，采取相应的控制和处理措施。

2. 结构监测

对建筑结构进行定期的监测和检查，及时发现结构变形和损坏情况，采取必要的修复和加

固措施，保障建筑的安全和稳定。

3. 环境控制

对周围环境进行合理的管控，避免环境条件的变化对膨胀土和地基造成过大影响。

四、综合管理

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