路基施工中膨胀土施工工艺
膨胀土地区路基施工技术要点
膨胀土地区路基施工技术要点1、原地面的处理2、膨胀土的填筑3、膨胀土路堑开挖首先明白什么是膨胀土:具有较大吸水膨胀、失水收缩特性的高液限粘土称为膨胀土。
土的液限WL>40%,塑性指数IP>17,多数在22~35之间。
自由膨胀率一般超40%。
按工程性质分为强膨胀土、中膨胀土、弱膨胀土。
膨胀土地区的路堤会出现沉陷、边坡溜塌、路肩坍塌和滑坡等变形破坏。
路堑会出现剥落、冲蚀、溜塌和滑坡等破坏。
一、膨胀土地区原地面处理二级及二级以上公路路堤基底处理应符合以下规定:1、高度不足1m的路堤,应按设计要求采取换填或改性处理等措施处治。
2、表层为过湿,应按设计要求采取换填或进行固化处理等措施处治。
3、填土高度小于路面和路床的总厚度,基底为膨胀土时,宜挖除地表0.3~0.6m的膨胀土,并将路床换填为非膨胀土或掺灰处理。
若为强膨胀土,挖除深度达到大气影响深度。
二、膨胀土的填筑1、强膨胀土不得作为路基填料。
中等膨胀土经处理后可作为填料,用于二级及二级以上公路路堤填料时,改性处理后胀缩总率不大于0.7%。
胀缩总率不大于0.7%的弱膨胀土可直接填筑。
2、膨胀土路基填筑松铺厚度不得大于300mm;土块粒径应小于37.5mm。
3、填筑膨胀土路堤时,应及时对路堤边坡及顶面进行防护。
4、路基完成后,当年不能铺筑路面时,应按设计要求做封层,其厚度应不小于200mm。
横坡不小于2%。
根据膨胀土自己膨胀率的大小,选用工作质量适宜的碾压机具,碾压时应保持最佳含水量;压实土松铺厚度不得大于30cm;土块应击碎至粒径5cm以下。
在路堤与路堑交界地段,应采用台阶方式搭接,其长度不应小于2m,并碾压密实。
三、膨胀土地区路堑开挖1、路堑施工前,先施工截、排水设施,将水引至路幅以外。
2、边坡施工过程中,必要时,宜采取临时防水封闭措施保持土体原状含水量。
边坡不得一次挖到设计线,应预留厚度300-500mm,待路堑完成后,再分段削去边坡预留部分,并立即进行加固和封闭处理。
公路工程膨胀土路基施工工法
膨胀土路基施工工法一、前言膨胀土路基是工程建设中常见的一种特殊土路基,膨胀土不能直接作为路基填料,必须经过改良处理,使膨胀土的物理、化学性质发生变化,以达到降低膨胀土膨胀潜势、增加强度和提高水稳性的目的,有效防止土体边坡滑坍和变形,保证路基稳定、耐久。
中铁XX公司承建的XX高速公路有12XXm膨胀土路基,他们针对膨胀土路基施工进行了科技立项,通过大量的试验和实践,分析总结了膨胀土路基施工的特点,掌握了膨胀土路基施工工艺,快速、高效、优质地完成了施工任务,取得了较好的经济效益和社会效益,其科研成果获得局科技进步三等奖。
在施工过程中,不断总结提高,形成本工法。
二、工法特点1 膨胀土路基改良处理,缩短了土的凉晒时间,加快了施工进度,并能够降低工程成本。
2 膨胀土路基改良处理后,能够消除质量隐患,保持路基稳定。
3 膨胀土路基采用“封水法”防护措施,能够防止土体边坡滑坍和变形。
三、适用范围本工法适用于高速公路、一级公路、铁路、机场等工程的膨胀土路基施工,也可用于膨胀土路基的病害加固处理。
四、施工工艺㈠工艺原理1膨胀土的特性及分类膨胀土是一种遇水急剧膨胀,失表1 膨胀土判别及分类水则严重干缩的高塑性粘土,它含有蒙脱石及伊利石、高岭石等膨胀性矿物,具有很强的亲水性、持水性和很高的可塑性及粘聚性,工程力学性质极不稳定。
根据交通部《公路路基施工技术规范》JTJ033-95,膨胀土大致可分强、中、弱三级,见表1。
2 膨胀土的方案选择与机理分析目前我国对膨胀土地区工程设计和施工主要是换填或改良处理两种方案。
换填是膨胀土路基最简单而且有效的处理方法。
即挖除膨胀土,换填非膨胀土或砂砾土,换土深度根据膨胀土的强弱和当地的气候特点确定。
在一定深度以下的膨胀土含水量基本不受外界气候的影响,该深度和该含水量称之为该膨胀土在该地区的临界深度和临界含水量。
由于各地的气候不同,膨胀土的临界值也有所不同。
通常弱—中膨胀土换填为1.0~1.5m,强膨胀土为2m。
高速公路膨胀土路基施工技术阐述
高速公路膨胀土路基施工技术阐述基于工程沿线膨胀土分布的广泛性和导致工程灾害的可能性,从确保膨胀土路基的建设质量、优化设计与施工方案、节省建设成本,从而产生一定的经济效益和社会效益这一指导思想出发,在预防膨胀土可能引起的工程灾害的基础上,充分发挥膨胀土的利用潜能,制定合理约膨胀土路基修筑方案,解决路基修筑相关施工工艺的质量控制方法,对指导膨胀土路基的科学施工、保证工程质量具有十分重要的意义。
1.膨胀土构成以及性质1.1膨胀土构成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,结构單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。
1.2膨胀土的工程性质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。
在高速公路建设中必须处理好改性,避免对高速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。
因此,自由膨胀率是反映膨胀土工程地质分类最主要的因素。
交通部门根据相关法律规定:Fs≥90%的为膨胀土;Fs在65%~90%之间的是中性膨胀土;Fs在45%~65%之间的是弱性膨胀土。
土体当中含水量是施工性能改性的重要条件。
1.3膨胀土的危害膨胀土一直是岩层工程界的重要问题。
因为失水收缩,遇水膨胀的变形以及边坡渗水强度下降等特性,让膨胀土地区建筑、工业、水利、道路、桥梁等工程建设都遭到了不同程度的破坏。
随着科学技术的发展,我国工程界对膨胀土的结构特征以及相关工程性质进行了研究,并取得了相关的成果,对膨胀土危害原因进行了科学的分析,并且提出了很多可行性的处理方案。
2.膨胀土路基处理施工技术根据设计要求,膨胀土的改良采用生石灰改良,石灰的剂量为5%(质量比)。
高等级公路施工中膨胀土路基的施工工艺
及研究其工程性质的研究 , 探寻处膨胀土产生工程病害的原 因并给予 4 施工注意事项 科学的解释, 与此同时提 出许多切实可行的解决方案。 4 . 1 由于膨胀土的特 陛原因而引发的注意事项 : 1 )对于膨胀土的含 水量 , 使用时最好将其控制在最佳含水量的 3 %以内; 2 ) 由于膨胀土的 2 膨胀土的判别与分类 生, 要求膨胀土路基土的强度和压实度要严格遵守 国家相关规 在膨胀土地区实施工程建设 , 应预先判断膨胀土与非膨胀土 , 并 不稳定l 准确分析出膨胀 士膨胀势的强弱和工程 『 生质的特 点,根据以上特性, 定、 规范 ; 3 ) 膨胀土 的胀缩 陛, 膨胀土作为路基填料 , 要求掺灰处理后 才能在工程设计和施工中设计合理的工作方案, 运用切实的办法解决 的膨胀土其涨缩总率接近零为佳。 问题 , 防患于未然。 根据公路 , 铁路, 水利 , 筑桥等众多工程建设实例表 4 . 2 由于路面问题而引发的注意事项 :对路基两边边坡部分和路基 顶部又格外要求, 不能用膨胀土, 要用非膨胀土作为封层 , 必要时需铺 明: 在施工 中, 膨胀土并不是首要 问题 , 错误判断膨胀土才是罪魁祸 首。 判断失误导致选错应对措施 , 或忽略伤害程度延误治理时间 , 出现 层土工布, 从而形成包心填方。 大的工程失误。近几年 , 国内外对膨胀土的判别与分类做了大量的研 4 . 3 由于施工中的一些原因而引发的注意事项 :施工时最好不要在 究工作 , 总结 出如下的判别方法 : 1 ) 分析膨胀 f 生矿物( 高岭石 、 蒙脱石 雨季作业 , 加强现场排水 ; 在填挖交接处 2 m范围内, 挖方地基表面上 及蒙脱石和伊利石的混层矿物) 的含量。2 ) 塑性指数 。3 ) 膨胀土的液 的土应挖 台阶, 检验翻松并检查其含水量与填土含水量 , 选恰 当的的
膨胀土路基施工工艺及质量控制
路基施工是整个道路工程的关键部分 ,它在施工中质量的高低直 在施工中采取一定 的 措施 。 如利用土工布或粘土将膨胀土路基进行包 接关系着道路的使用安全和使用寿命。 一般在公路工程施工中, 我们必 封 ,避免膨胀土与外界大气直接接触,尽量减少膨胀 土内部的湿度迁 水利工程建设中经常采用膨胀土预湿法 , 用水浸泡地基土或覆盖非 须要结合地质条件 、 建筑材料 以及施工技术等多种 因素进行分析 , 并将 移。 路面施工要求与路基紧密结合, 从而形成一种综合 I 生 的考虑因素, 使得 膨胀土以达到膨胀土的湿度平衡目 。 工程项 目 能保障其安全可靠 、 经济合理、 技术先进以便于 日 后路面施工 2 . 3 改f 生 处理 等。 化学固化就是利用石灰、水泥或其他固化材料通过与膨胀土的物 理化学作用进行膨胀土的改性处理 , 以 达到降低膨胀土膨胀潜势、 增强 1 膨胀土概念与工程特性 I . I 膨胀 土概念 强度和水稳性的 目的。具体来说 : 石灰的固化作用是由于盐基交换 、 次 膨胀土是一种含有较多粘粒成分的矿物质结构 ,其本身具备着膨 生碳酸钙胶绪 陛、 粘土颗粒与石灰相互作用形成新 的 含水硅酸钙、 铝酸 胀收缩性能显著 , 是一种较为常见的粘性土壤结构 。一般 隋况下, 其在 钙等新矿物而显现出来 ;水泥的固化作用是由于钙酸盐与铝的水化物 组成中有着 明显力学性质不稳定 ,因此在施工的过程中为了保证道路 和颗粒间的胶结作用 , 胶结物逐渐脱水和新生矿物的结晶作用 , 从而降 较长时间路基的稳定性和行车路面的平稳性 ,是通过在工程项 目中采 低膨胀土的液限, 增大了膨胀土的塑限和抗剪强度 ; N C S固化材料除具 用各种技术方法对其进行处理, 从而保障道路行车安全 、 舒适和稳定为 有石灰 、 水泥的优点消除土的胀缩 陛外 , 还有吸水增强作 用, 改善土的 目的 , 使得因膨胀土 自身 陛能产生的施工缺陷得到与预防和处理m 。 压实性并生成微型加筋结构, 提高土的强度。 在以往的膨胀土地基处理 1 . 2膨胀土特 性 中已有过许多成功的先例 ,利用这种处理方法的成败主要取决于固化 1 . 2 . 1 膨胀与收缩性 材料的技术指标和施工工艺。 3 膨胀土路基的施工处理方法 膨胀土由于存在着显著的湿胀干缩和反复作用的特性 , 容易受到 通常在施工的过程中都是采用了综合处理的思想 ,并进行了针对 吸水体积变化的影响而出现变形破坏 、 裂缝以及土体吸水膨胀等现象。 同时土体由于吸水体积的变化而产生收缩变动 ,同样也容易造成地基 性 的研究 , 提 出如下处理措施 : 下沉或者开裂。 第一 , 填高不足 l 米的路堤, 必须换填非膨胀土, 并按规定压实。 1 . 2 . 2 多 裂缝 性 第二 , 使用膨胀土作填料时 , 为增加其稳定性 , 采用石灰处治 , 石灰 膨胀土多裂隙问题是其发育程度受到膨胀土组成物质和成土物质 剂量范围为 l O %~1 2 %, 要求掺灰处理后的膨胀土 , 其胀缩总率接近零 条件的影响而出现的一种建筑裂缝结构。一般情况下 , 其还与土质的开 为佳。 挖 隋况以及开挖时间有着直接关系。 在膨胀土的处理 中, 裂缝容易随着 第三 , 路堤两边边坡部分 及路堤顶面要用非膨胀土作封层 , 必要时 时间的变化而出现变动, 在大气分化的应力作用下 , 使得裂缝发育逐步 须铺一层土工布 , 从而形成包心填方。 呈现出由闭合到张开 、 由窄变宽 、 由浅变深的发展规律和趋势 第 四, 路堑边坡不要一次挖到设计线 , 沿边坡预留厚度 3 0 ~ 5 0 c m 1 2 . 3 粘聚性 层, 待路堑挖完后, 再削去预留部分, 并以浆砌花格网护坡封闭。 由于粘土本身具有着高强的粘聚 陛, 一旦出现含水量过大的时候 , 第五 , 路堤与路堑分界处 , 即填挖交界处 , 两者土内的含水量不—定 只要经过机械搅动拌和, 极容易出现塑 陛现象 , 从而使得土粒粘接成为 相 同, 原有的密实度也不尽相 同, 压实时应使其压实得均匀 、 紧密 , 避免 巨 大 的团块 , 而出 现之后且难以晾干。这种土块随着时间的推移和变 发生不均匀沉陷。因此, 填挖交界处 2 米范围内的挖方地基表面上的土 翻松 , 并检查其含水量是否与填土含水量相近 , 同时采用 化, 其中水分逐步蒸发 , 其可塑性也逐渐降低, 由于粘聚性 的继续作用 , 应挖成台阶 , 将其压实到规定的压实度。 造成其力学强度逐渐增加 , 从而使得土块变得坚硬。 这种现象的 产生很 适宜的压实机具 , 难将其直接作用在地基施工 中,且造成工期的延长和施工质量的难以 第六 , 施工时应避开雨季作业 , 加强现场排水。路基开挖后各道工 序要紧密衔接 , 连续施工 , 时间不宜间隔太久。路堤、 路堑边坡按设 叶 修 保证。 2膨胀土路基基本的处理方法 整后, 应立即浆砌护墙、 护坡, 防止雨水直接侵蚀。 第七 ,膨胀土地 区路床的强度及压实标准应严格遵守国家有关规 公路工程中的膨胀土处理主要涉及三方面的内容 :膨胀土边坡稳 规范。 定及防护; 膨胀土隧道的支护与衬砌问题 ; 膨胀土路基 的处理。一般来 定 、 说, 膨胀 土路基处理方法有如下三种 : 换土 、 湿度控制 、 改性处理。 结 束语 2 . 1 换土 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 其破坏力是巨大的。 解决膨胀土的问题 , 应着重从影响其物理、 力 换土是膨胀土路基处理方法 中最简单而且有效的方法。顾名思义 程中, 换土就是挖除膨胀土 , 换填非膨胀土或沙砾土, 换土深度根据膨胀土的 学 l 生 质变化的内在因素和外在因素上考虑 , 从而通过特殊的施工工艺 强弱和当地的气候牦 确定。在一定深度以下的膨胀土含水量基本不 到处理的目的。 受外界气候的影响 , 该深度称之为临界深度 , 该含水量称之为该膨胀土 参 考文献 在该地区的临界含水量 。 由于各地的气候不同, 各地膨胀土的临界深度 [ 1 】 邓哲. 改良 膨胀土及路堤填筑控制【 I ) ] . 成都 : 西南交通大学, 2 0 0 Z 和临界含水量也有所不同。换土深度要考虑受地面降水影响而使土体 [ 2 ] 湛文涛. 膨胀土填料分类指标的工程适用性及 C B R指标快速测定方 I ) ] . 长沙: 长沙理工大学, 2 0 1 0 . 含水量急剧变化的深度 , 基本上在 1 ~ 2 m, 即强膨胀土为 2 m, 中、 弱膨 法研究f 胀土为 1 ~1 . 5 m, 具体换土深度要根据调查后 的临界深度来确定。 f 3 】 王 岗. 石灰改性膨胀土工程应用研 究删 . 南京: 南京林业大学, 2 0 0 6 . 2 - 2湿度控制 湿度控制法包括预湿和保持含水量稳定。为控制 由于膨胀土含水 量变化而引起的胀缩变形 , 尽量减少路基含水量受膨胀土路基施工工艺及质量控制
膨胀土地区路基施工技术措施
膨胀土地区路基施工技术措施一、膨胀土的工程特性及主要特征具有较大吸水膨胀、失水收缩特性的高液限粘土称为膨胀土。
膨胀土粘性成分含量很高,其中0.002mm的胶体颗粒一般超过20%,粘粒成分主要由水矿物组成。
土的液限WL>40%,塑性指数IP>17,多数在22~35之间。
自由膨胀率一般超过40%。
按工程性质分为强膨胀土、中等膨胀土、弱膨胀土三类。
膨胀土的粘土矿物成分主要由亲水性矿物组成,如蒙脱石、伊利石等。
膨胀土有较强的胀缩性,有多裂隙性结构,有显著的强度衰减期,多含有钙质或铁锰质结构,一般呈棕、黄、褐及灰白色。
膨胀土对公路路基及工程建筑有较强的潜在破坏作用。
膨胀土地区的路堤会出现沉陷、边坡溜塌、路肩坍塌和滑坡等变形破坏。
路堑会出现剥落、冲蚀、溜塌和滑坡等破坏。
二、膨胀土地区路基的施工技术要点(一)膨胀土地区原地面处理二级及二级以上公路路堤基底处理应符合以下规定:1.高度不足1m的路堤,应按设计要求采取换填或改性处理等措施处治。
2.表层为过湿土,应按设计要求采取换填或进行固化处理等措施处治。
3.填土高度小于路面和路床的总厚度,基底为膨胀土时,宜挖除地表a30~a60m的膨胀土,并将路床换填为非膨胀土或掺灰处理。
若为强膨胀土,挖除深度应达到大气影响深度。
(二)膨胀土的填筑1.强膨胀土不得作为路堤填料。
中等膨胀土经处理后可作为填料,用于二级及二级以上公路路堤填料时,改性处理后胀缩总率应不大于0.7%。
胀缩总率不超过0.7%的弱膨胀土可直接填筑。
2.膨胀土路基填筑松铺厚度不得大于300mm;土块粒径应小于37.5mm。
3.填筑膨胀土路堤时,应及时对路堤边坡及顶面进行防护。
4.路基完成后,当年不能铺筑路面时,应按设计要求做封层,其厚度应不小于200mm,横坡不小于2%。
(三)膨胀土地区路基碾压施工根据膨胀土自由膨胀率的大小,选用工作质量适宜的碾压机具,碾压时应保持最佳含水量;压实土层松铺厚度不得大于30cm;土块应击碎至粒径5cm以下。
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小的路基结构,从而减少土体中的水分含量。
5. 土工格栅:在路基中设置土工格栅,通过土工格栅的渗水性能,实现土壤中水分的排泄。
三、监测和维护在公路路基路面设计中,对于膨胀土地质条件,需要进行持续的监测和维护工作。
定期进行路基的检查,如发现异常情况及时处理,保持路基的稳定性。
路基工程知识:高速公路工程中膨胀土路基的施工工艺
路基工程知识:高速公路工程中膨胀土路基的施工工艺膨胀土是在漫长的地质年代中形成的一种吸水膨胀、失水收缩的高塑性黏性土,对工程危害极大。
膨胀土分布十分广泛,在世界各地的许多都有。
近年来,随着我国基础设施建设的迅猛发展,新建了大量的路,在公路的设计、施工过程中,常常会遇到膨胀土。
我国现行《公路路基设计规范》规定,膨胀土一般不能作为高等级公路路基填料。
然而,由于土地珍贵,土源紧张,部分地区又必须采用膨胀土填筑路基。
因此,对膨胀土进行改性处理以满足我国高等级公路建设的需要,具有十分显著的经济效益和社会效益。
一、膨胀土产生工程病害原因膨胀土一直是困扰岩土工程界的重大工程问题。
膨胀土因具有遇水膨胀、失水收缩的变形特性及其边坡浸水强度衰减特性在膨胀土地区的工业与民用建筑、水利、铁道、公路等工程建设和工程运营中起到极大的破坏作用。
近年来,我国岩土工程界在对膨胀土微观结构特征及其工程性质的研究中取得了丰硕的成果,对膨胀土产生工程病害的原因给予科学的解释,并提出许多切实可行的处理办法。
二、膨胀土的判别与分类在膨胀土地区进行工程建设时,首先必须正确识别膨胀土与非膨胀土,并准确判断膨胀土膨胀势的强弱和工程性质的特点,然后才能在工程设计和施工中采取切实有效的方法进行处理,做到有的放矢。
以往的工程建设经验(包括水利、公路、铁路等)已经证明:膨胀土并不可怕,可怕的是对膨胀土判断失误,没有进行正确的处理而导致工程病害的发生。
对于膨胀土的判别与分类,近些年来国内外都做了大量的研究工作,并总结出了许多的判别方法。
如,通过分析膨胀性矿物(蒙脱石及蒙脱石和伊利石、高岭石的混层矿物)的含量、膨胀土的液限和塑性指数、自由膨胀率等。
虽然对膨胀土的判别方法目前国内外尚未有统一标准,但现阶段采用比较广泛的是现场定性和室内简易定量指标相结合的方法,即根据工程地质特征及土的自由膨胀率指标来综合判定:1.裂隙发育,常见的有光滑面与擦痕面两种情况,有的裂隙中充填灰白色、灰绿色粘土,在自然条件下呈硬塑状态。
膨胀土地区路基施工
膨胀土地区路基施工膨胀土一般指黏粒成分主要由亲水性的蒙脱石和伊利石矿物组成,同时吸水后具有显著的膨胀和失水后具有显著的收缩两种特性的高液限黏土。
一、膨胀土的工程特性膨胀土的工程特性主要包括以下六个方面:(1)胀缩性。
膨胀土吸水后体积膨胀,使其上的建筑物隆起,如果膨胀受阻即产生膨胀力;膨胀土失水体积收缩,造成土体开裂,并使其上的建筑物下沉。
土中蒙脱石含量越多,其膨胀量和膨胀力也越大;土的初始含水率越低,其膨胀量与膨胀力也越大;击实膨胀土的膨胀性比原状膨胀土大,密实度越高,膨胀性也越大。
膨胀土产生膨胀的强弱与黏土颗粒含量、黏粒的矿物成分以及晶体结构的差异有关。
膨胀土黏性成分含量很高,其中粒径小于0.002 mm的胶体颗粒一般超过20%,黏粒成分主要由亲水矿物组成。
我国膨胀土的主要成分为蒙脱石、伊利石和高岭石等。
蒙脱石是一种鳞状矿物,具有强烈的结构膨胀性;伊利石的晶格结构和蒙脱石类似,但是活动能力较低,仅有中等膨胀性;高岭石晶体结构比较稳定,属于低膨胀性土。
(2)多裂隙性。
普遍发育各种形态的裂隙是膨胀土的另一个显著特征。
膨胀土的形成与其成土过程、胀缩效应、风化作用等相关。
裂隙分为两类,即原生裂隙和次生裂隙。
地表以下3 m的土体很少受气候变化的影响,称为原生裂隙;分布在3 m以内,用肉眼就能很容易观察到的,称为次生裂隙。
(3)超固结性。
由于膨胀土大都是在更新世以前沉积的土层,在历史上曾经受过超压密作用,因此膨胀土大多具有超固结性,其天然孔隙率小,密实度大,初始强度高。
膨胀土随着土体开挖,将产生明显的卸载膨胀,使土体内聚集的能量逐渐释放。
(4)崩解性。
膨胀土浸水后体积膨胀,发生崩解。
强膨胀土浸水后几分钟即完全崩解。
(5)风化特性。
膨胀土受气候的影响很敏感,极易产生风化破坏。
路基开挖后,在风化作用下,土体很快会产生破裂、剥落,从而造成土体结构破坏,强度降低。
(6)强度衰减快。
膨胀土的抗剪强度为典型的变动强度,具有峰值强度极高而残余强度极低的特性。
膨胀土路基用石灰砂砾改良施工工法(2)
膨胀土路基用石灰砂砾改良施工工法膨胀土路基用石灰砂砾改良施工工法一、前言在土木工程中,路基工程是非常重要的一部分。
土质状况对于路基工程的稳定性和承载能力有着很大的影响。
膨胀土是指在含水状况下,由于孔隙介质水的吸湿引起了土层体积膨胀,从而导致土体改变的现象。
膨胀土路基常常会出现变形和沉降等问题,影响路基工程的正常使用。
为了解决这一问题,膨胀土路基用石灰砂砾改良施工工法应运而生。
二、工法特点膨胀土路基用石灰砂砾改良施工工法的主要特点如下:1. 改良效果显著:该工法通过加入石灰和砂砾等填料材料,能够有效减少膨胀土的膨胀性质,提高土壤的稳定性和承载能力。
2. 施工简便:该工法不需要大量的施工设备,操作简单方便,施工周期较短,能够快速改善膨胀土路基的状况。
3. 经济实用:相比其他改良方法,膨胀土路基用石灰砂砾改良施工工法具有成本低、使用寿命长的优点,能够在工程实践中得到广泛应用。
三、适应范围膨胀土路基用石灰砂砾改良施工工法适用于各种类型的膨胀土路基,尤其适用于含膨胀性质较强的红黏土路基。
该工法可以在膨胀土路基的施工和修复过程中得到广泛应用。
四、工艺原理膨胀土路基用石灰砂砾改良施工工法基于以下原理:1. 化学反应原理:石灰通过与膨胀土中的水和氧气发生化学反应,产生Ca(OH)2,使膨胀土中的某些成分固化,减少土壤的膨胀性。
2. 机械反应原理:砂砾填料通过填充土壤孔隙空间,增加土壤的密实度和稳定性。
3. 结构调理原理:石灰和砂砾通过改变土壤结构、颗粒间的粘结力和摩擦力,提高土壤的整体强度。
五、施工工艺膨胀土路基用石灰砂砾改良施工工法包括以下施工阶段:1. 原始路基准备:清理路基表面,清除杂物和碎石。
2. 石灰加入:将适量的石灰均匀撒在路基表面,然后进行翻耕和混合,使石灰均匀分布在土壤中。
3. 砂砾填料加入:在石灰均匀分布的土壤上加入适量的砂砾填料,进行均匀混合和夯实。
4. 碾压整平:利用碾压机对改良土层进行碾压和整平,以确保路基的平整度和稳定性。
浅谈高速公路工程中膨胀土路基的施工工艺
如果我们在岩石地界建设公路工程,因经常会遇到膨胀土而给整个工 程加 大了施 工难度 。 众所周知, 膨胀土具有遇水膨胀、 失水 收缩 的性质 , 如果 我们 在膨胀 土区域建设建筑物或者其他 土建工程 , 就会导致工程出现坍塌、 变 形等事故 , 影 响到整个工程 的质量 , 不仅会造 成巨大的经济损 失, 还会严 重威 胁到人们的生命财产安全 。 近年来 , 我国也开始对膨胀土 的结构 以及特
一
铺设厚度较薄的防止渗漏水的材料, 避免水分 向下流失; 建筑边沟时尽量宽 点、 深一点 , 边沟底部 至少在路基表面的0 . 2 米No . 3 米处 , 同时尽量和路面
一
的构造层保持一定的距 离; 路面两边最好不要栽植植物, 尤其是那种需要水 分很多吸收水分很快, 生长速度很快 的树种 : 如 果选 择栽植, 栽植树木 的地 方要距离边沟外侧至少是树木成熟后的树高度 ,最好是树高 的1 . 4  ̄ l J 1 . 5 倍, 至少要在五米 以上的距离。
2 、 路 基 排 水 工 艺
、
膨 胀 土 对 公 路 工 程 造 成 的危 害
稳定膨胀土最关键的是建筑路基排水系统,在建筑排水体系的时候一 定要谨慎 , 要设计好建筑方案 , 保证排水顺 畅, 还要做好防渗 工作 , 是土质一
直 保 持湿 状 态 。 地 面 全 部 的 排 水通 道 , 特 别 是 修 筑 在路 面附 近 的 排 水通 道
在地层 中, 膨胀土属于高塑性粘性 土的一种 , 具有湿胀干缩的特 点。如 果将这一土质应用在实际工程中, 就会 导致工程存在安全隐患, 影响到工程 的使用质量 。随着我国经济的发展, 作 为基础设施的公路工程也 日益增 多, 加快 了城市化 的进程。 公路在建设的过程中, 不可避免 的需要对膨胀土进行 处理 , 以满足工程的建设要求。从我 国现行 的相关规定来看, 在 高速 公路工 程建 设过程 中, 膨胀土并不能当做其路基 的填料 。但是从另一个 方面来 看, 我 国土地 资源越来越短缺 , 在施工过程 中不得不采用膨胀土作为路基。 因此 我们必须要对膨胀土进行处理, 从而满足高速 公路的建设要求。
膨胀土路基施工方案
膨胀土路基施工方案1. 背景膨胀土是一种含有高含水量的土壤,其具有较大的膨胀性和收缩性,容易在潮湿条件下膨胀,干燥条件下收缩。
由于膨胀土的特性,对路基工程的设计和施工提出了特殊要求。
本文将介绍膨胀土路基施工的一般方案。
2. 施工前准备在进行膨胀土路基施工之前,需要进行一系列的准备工作,包括土壤采样和测试、工程设计和实地勘测。
2.1 土壤采样和测试首先,需要对膨胀土进行采样和测试,以确定其物理和工程特性,如含水量、膨胀系数、塑性指数等。
这些测试可以通过实验室试验来完成,确保施工方案的可行性。
2.2 工程设计基于土壤采样和测试的结果,进行膨胀土路基的工程设计。
设计应包括路基的布置和尺寸、路基的排水系统和加固措施等。
路基的布置和尺寸应根据实际情况确定,以确保路基的稳定性和安全性。
2.3 实地勘测在进行施工前,进行实地勘测,了解现场的地形和地貌,确保施工方案的可行性。
实地勘测还可以帮助确定施工过程中的难点和风险,以采取相应的预防措施。
3. 施工步骤膨胀土路基施工的一般步骤如下:3.1 地表开挖根据设计要求,进行地表开挖,清除杂物和不良土壤。
地表开挖的深度应根据实际情况确定,以确保路基的稳定性。
3.2 压实基础在地表开挖后,进行基础的压实工作。
首先,在路基底部铺设一层压实土,然后使用振动压路机对其进行压实,直到达到设计要求的密实度。
3.3 排水系统在压实基础完成后,安装排水系统。
排水系统可以包括排水沟、排水管道等,用于排除路基中的积水,提高路基的稳定性。
3.4 加固措施在路基施工的过程中,可能需要采取一些加固措施,以增加路基的稳定性。
加固措施可以包括土壤改良、加筋土壤等,根据实际情况选择合适的方法。
3.5 路面铺设在基础工作完成后,进行路面的铺设。
路面可以选择沥青混凝土或水泥混凝土,根据实际情况和设计要求进行选择。
3.6 后期维护路基施工完成后,需要进行后期的维护工作。
维护工作包括定期检查路基情况,排除积水和杂草,修补路面的裂缝等,以保持路基的良好状况。
膨胀土路基施工工艺标准[详]
膨胀土路基施工工艺膨胀土是一种除具有一般粘性土所共有的物理、化学性质外,主要是由亲水性粘土矿物成份一蒙脱石、伊利石和高岭土所组成,同时具有吸水显著膨胀软化和失水收缩硬裂的变形特征。
根据膨胀土的物理、化学特性,膨胀土分强膨胀土、中等膨胀土和弱膨胀土很显然,强膨胀土的土质特性最差,中等膨胀土次之,弱膨胀土较好一点我国是一个强膨胀土区域分布较广的一个国家,随着我国国民经济的高速发展,我国的公路建设进入了以高速公路为标志的快速发展阶段,为减少资源的浪费和人为地破坏生态环境,在我国高速公路的施工建设中根据施工环境采用就地取土的原则。
根据膨胀土的特性及高速公路建设的需要,强膨胀土不能够作为路基填料,中、弱膨胀土必须经改性后方可作为路基填料使用,现结合本工程路基中、弱膨胀土改性施工工艺以供探讨和商榷。
一、原材料要求石灰:必须具有三级及三级以上要求,并做好每批次的等级抽查工作及施工现场堆放工作。
土料:在取土坑应清除表层有机土层,对有机质含量超过5%勺土和强膨胀土不能作为路基填料。
二、施工工艺1根据膨胀土的本身特性,在进行膨胀土路基施工时应尽可能地避开雨季施工,对因工期要求不可能避免时必须采取有效措施。
2、根据地形特点做好路基施工前的清表,碾压和原地翻松处理工作,挖排截水沟,增大路基表面横坡。
3、根据土场料源做好取土坑击实,试验绘制石灰剂量标准曲线,因料源不同土的最佳含水量和最大干密度存在较大差异。
不同的取土坑对应不同的击实标准。
因膨胀土的特殊性宁淮高速公路施工时结合现场碾压情况,在膨胀土改性路基施工中在90区、93区采用“干法”标准,95区采用“湿法”标准。
4、膨胀土的改性处理是路基施工质量的保证,在膨胀土的改性过程中一般采用石灰改性,石灰的剂量一般控制在5%~8(质量比)。
掺灰的最佳剂量一般根据不同等级对路基不同压实度及填料最小强度的要求通过反复试验而确定的。
改性处理后的改性土胀缩总率不应大于0.7,自由膨胀率不大于40%宁宿徐高速公路的路基填料为5%石灰土,6%石灰土和7%石灰土,结合现场实际情况及江苏高速公路的经验,采用掺2%生石灰改性。
膨胀土路基施工
膨胀土路基施工这里的膨胀土路基施工系指膨胀土地带的路堑开挖和膨胀土地带的路基填筑(包括单纯用膨胀土填筑、用非膨胀土和膨胀土结合填筑两种路基填筑形式)。
⒈膨胀土的特性膨胀土的主要特性是其吸水膨胀及失水干缩。
“防排水”及“保湿”是膨胀土路基施工的关键。
⒉膨胀土路基施工总体部署膨胀土路基施工总体安排上应尽量避免雨季进行。
⒊膨胀土路堑开挖①做好地面排水膨胀土路堑开挖前首先要做好地面排水,加强地面排水可防止地表水集中冲刷坡面,也可减少地表水灌入表层的裂隙中,达到维护坡面平整保持边坡稳定的目的,路堑开挖前先开挖天沟或截水沟做好铺砌,防止渗漏。
堑顶附近的灌溉沟要改移,水塘要填平,不使其积水下渗。
②及时施做支护植物防护即有保持边坡一定的含水量,也有疏干土层中的地下水和裂隙水,不使坡面产生坑洼以免积水下渗的作用。
因此当某段膨胀土路基开挖完成后及时进行植草防护,避免暴露时间过长,造成边坡遇水膨胀或失水开裂。
浆砌片石、骨架护坡等即有上述作用也有边坡加固作用,同样要在某段路堑开挖成型后及时进行浆砌污工防护施工。
③及时做好地下排水设施如设计有边坡渗沟和纵向渗水暗沟也要及时施工,以排除边坡出水点和排除地下水,同时可疏干坡脚附近的土体,起到保护膨胀土路堑边坡的作用。
⒋路基填筑膨胀土路基填筑前首先应挖好施工区域的排水沟并与灌溉系统连通,以达到排水作用。
单纯用膨胀土填筑路基时,应除掉具有较强胀缩性和较低的抗剪强度的灰白色或灰绿色的膨胀土,如果不得不利用时,采取土质改良措施或外包其他填料或加强防护措施。
要严格按照分层填筑,较大的土块要认真夯碎,以尽最大的可能破坏土块的原生结构。
提高压实密度,使填土压实系数K达到设计标准。
膨胀土与其他部分填料同时使用时,可将膨胀土填筑在中间,外部包填其他填料。
(1)(2)(3)(2)(1)基床填料(2)渗水土、其他粘性土填料(3)膨胀土填料路堤顶面预留沉降加宽宽度,考虑到施工如达不到规定的密实度,以及膨胀土的湿陷、胀缩残余变形、侧向挤出变形等所导致路堤的下沉,路基下沉量远大于一般路堤,需要适当加宽填筑宽度(此种方法本工程设计时可能已经考虑,可不必再加宽)。
湿陷性黄土、膨胀土、弱膨胀岩等特殊地质路堑施工工艺工法
湿陷性黄土、膨胀土、弱膨胀岩等特殊地质路堑施工工艺工法1 前言1.1 工艺概况湿陷性黄土、膨胀土、弱膨胀岩都是工程建设中常见的特殊土(岩),工程力学性质极不稳定,遇水后强度迅速降低,导致边坡溜坍甚至垮塌。
湿陷性黄土、膨胀土、弱膨胀岩等特殊地质路堑施工必须充分考虑这种特性,并严格按设计要求和有关规范规定组织施工,就可以有效地防止边坡溜坍甚至垮塌等不利因素,促进施工生产有序、快速进行。
1.2 工艺原理水是加速对湿陷性黄土、膨胀土、弱膨胀岩路堑失稳的最主要原因,因此本工法采用“分段分区分层、边开挖边支挡、早封闭防浸泡”的原则进行施工,减少边坡外露时间,从而保护路堑边坡的稳定。
2 工艺特点1、工艺简单,措施多,可操作性强,施工效果好。
2、施工速度快,工效高,节约工期和成本。
3 适用范围适用于湿陷性黄土、膨胀土、弱膨胀岩质公路及铁路路堑施工。
4 主要技术标准1、《高速铁路路基工程施工技术指南》铁建设【2010】241号2、《高速铁路路基工程施工质量验收标准》TB107513、《铁路路基施工规范》TB102024、《铁路路基工程施工质量验收标准》TB104145、《公路路基施工技术规范》JTG F106、《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/17、《公路土工试验规程》JTG E408、《铁路工程土工试验规程》TB101029、设计图纸、合同文件。
5 施工方法特殊地质路堑应本着“分段分区分层、边开挖边支挡、早封闭防浸泡”的原则进行施工,防止特殊地质土(岩)吸水软化。
特殊地质路堑施工应合理划分区段,人工配合机械分层开挖,边开挖边支挡。
在有条件的地方,实施24h 工作制,利用大气中的湿度变化,傍晚至凌晨开挖,凌晨时段刷坡,白天施工支护。
6 工艺流程及操作要点 6.1 施工工艺流程图1 特殊地质土(岩)施工工艺流程图6.2 操作要点 6.2.1施工准备(1)施工前认真阅读设计文件,搞好现场调查,进一步查明地质的特性、等级,必要时要进行补勘。
公路膨胀土路基施工处理措施
公路膨胀土路基施工处理措施1、公路路基膨胀土结构现状膨胀土主要是由强亲水性粘土矿物蒙脱石和伊利石组成的,是具有膨胀结构、多裂隙性、强胀缩性和强度衰减性的高塑性粘性土。
膨胀土在天然状态下常处于较坚硬状态,对气候和水文因素有较强的敏感性,这种敏感性对工程建筑物会产生严重的危害。
膨胀土胀缩引起建筑物的破坏常常具有多次反复性和长期潜在的危险性,会给人类造成灾害。
膨胀土问题直到30年代后期才被土力学工程师们所认识,工程界逐渐领悟到结构物的破坏,除了沉降的原因外,有时还有膨胀土胀缩的原因。
随着经济建设的迅速发展,膨胀性粘土研究越来越引起了人们的注意。
膨胀土性质研究主要是从微观结构、渗透性、强度和变形四个方面来进行的。
笔者认为,膨胀土的研究还需从以下几方面着手:1.1进一步加强膨胀土微结构方面的研究,认识其胀、缩变形和破坏机理,以指导其他方面的研究;1.2加强非饱和土理论,特别是荷载、含水量、吸力之间关系的研究,从而真正揭示膨胀土的强度和变形特性;1.3加强现场测试,通过现场试验,发展新的应用性的数值分析计算理论和方法;1.4加强膨胀土工程处理方面的研究,以解决工程实际问题。
2、膨胀土的工程特性在交通部部颁现行《公路路基设计规范》(JTJ013-95)中采用粘粒含量小于即的百分比和自由膨胀率及膨胀总率三个指标,把膨胀土分为强膨胀土、中膨胀土和弱膨胀土三个级别。
膨胀土的工程特性大致可以归纳如下。
2.1胀缩性膨胀土吸水后体积膨胀,使其上面的建筑物或路面隆起,如膨胀受阻即产生膨胀力;失去水分后体积收缩,造成土体开裂,并使其上面的建筑物下沉。
2.2崩解性膨胀土浸水后体积膨胀,在无侧限的条件下则发生吸水湿化。
不同类型的膨胀土其崩解性不一样,强膨胀土浸入水后,几分钟内很快就完全崩解;弱膨胀土浸入水后,则需要经过较长的时间才能逐步崩解,且不完全崩解。
2.3裂隙性膨胀土中的裂隙,主要可分为垂直裂隙、水平裂隙与斜交裂隙三种类型。
膨胀土路基的施工处理方法及质量控制
H IGHWAY现代公路响比配制超高强混凝土还要大。
3#强度的发展趋势几乎是一条直线,而且3#的强度要比4#高出40%以上。
因为此试配是在除粗集料的形貌外,其他条件都相同的基础上进行的,强度产生的影响肯定是粗集料的形貌产生,其原因仍时由于破碎卵石的表面积大、与水泥石能很好的进行机械齿合的缘故。
但是,在这种水灰比下,粗集料的形貌对混凝土强度的发展尤其明显。
3#比4#的坍落度和扩散度都大的多,两者相差75mm。
可见,4#的和易性比3#的要好的多。
集料形貌对中强混凝土的影响(C35)因为此试配是补做的试验,由于时间原因,没来得及测出28的强度。
我们对3个龄期都进行比较。
从图3可以看出,5#的强度比6#的强度普遍要高。
随着龄期的增加,这种差别有1天的5.2MPa上升到7天的8.8MPa。
比较他们强度的上升的百分比发现,5#一天的强度比6#一天的强度高达33%,而对比3天的强度发现,5#在3天时的强度比6#的高达50%, 5#在7天时的强度比6#高34%。
从他们的斜率也可以看出,在3天之前,破碎卵石的强度发展趋势比光滑卵石的快,但在3天到7天的龄期内,破碎卵石做成的混凝土反而没有光滑卵石的快,但这并不能说明在此试配中用光滑卵石配制的混凝土比破碎卵石配制的混凝土强度发展趋势快,因为衡量混凝土的力学性能,主要看28天时的强度变化,虽然我们没能测出28天的强度,但有一点是肯定的,那就是用破碎卵石做成的中强混凝土比用光滑卵石做成的强度要高。
这也时我们关心的所在。
5#比6##都没坍落度和扩散度,可见,他们的和易性很差,当然,混凝土的和易性的影响是多方面的,水灰比、级配等有关,因为此试配没坍落度和扩散度,因此,已经没有比较他们和易性的必要。
集料形貌对低强混凝土的影响(C20)从图4中可以看出,分别用这两种粗集料做成的混凝土,其强度的发展趋势相差无几,这两个折线几乎重合在一起,可见,在此水灰比下,粗集料的形貌已经对混凝土没有多少影响。
膨胀土路基施工方案
膨胀土路基施工方案
1. 背景
膨胀土是一种具有较大吸湿膨胀性的土壤,其在干燥状态下体积较小,但潮湿或浸湿时会膨胀变大。
由于膨胀土的特性,其在道路工程中的应用需要采取相应的施工方案,以确保路基的稳定性和耐久性。
2. 施工方案
2.1 膨胀土处理
在进行膨胀土路基施工之前,需要对膨胀土进行处理。
主要的处理方法包括以下几个步骤:
- 清理:清除路基上的杂物和无用土壤,确保路基表面平整清洁。
- 增加排水能力:加设排水沟和排水管道,以保证膨胀土在潮湿或浸湿时能够及时排水,减少膨胀的程度。
- 压实:使用合适的机械设备对膨胀土进行压实处理,使其达到一定的密实程度。
2.2 路基处理
在膨胀土处理完成后,需要对路基进行进一步处理,以增加路基的稳定性。
- 添加混凝土块:在路基上适当的位置,加设混凝土块,以增加路基的承载能力和稳定性。
- 硬化表面:在路基表面施工防护层,以减少水分的渗透,防止膨胀土进一步膨胀。
2.3 施工注意事项
在膨胀土路基施工过程中,需要注意以下事项:
- 施工期间应密切监测膨胀土的湿度和体积变化情况,及时采取相应措施。
- 预防和控制排水系统的堵塞,保证膨胀土及时排水,减少膨胀的程度。
- 施工人员应掌握膨胀土的性质和施工技术,保证施工质量和安全。
3. 结论
膨胀土路基施工是一项需要注意细节和技术要求的工作。
通过清理、排水、压实和路基处理等措施,可以确保膨胀土路基的稳定性和耐久性。
施工过程中应密切监测和控制膨胀土的湿度和体积变化,保证施工质量和安全。
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路基施工中膨胀土的施工工艺
论文摘要:近年来,我国公路建设有了长足发展,由于公路行车速度较高、车辆超载严重,路基的变形会涉及到公路运营的安全性问题。
对于膨胀土地区的公路而言,由于膨胀土的湿胀干缩特性,使路基的变形问题更难处理,本文主要介绍了膨胀土的判别与分类,以及膨胀土路基的施工工艺。
论文关键词:膨胀土路基施工工艺
中图分类号:u213.1 文献标识码:a 文章编号:
膨胀土是在漫长的地质年代中形成的一种吸水膨胀、失水收缩的高塑性黏性土,对工程危害极大。
膨胀土分布十分广泛,在世界各地的许多国家都有。
近年来,随着我国基础设施建设的迅猛发展,新建了大量的道路,在公路的设计、施工过程中,常常会遇到膨胀土。
我国现行《公路路基设计规范》规定,膨胀土一般不能作为高等级公路路基填料。
然而,由于土地珍贵,土源紧张,部分地区又必须采用膨胀土填筑路基。
因此,对膨胀土进行改性处理以满足我国高等级公路建设的需要,具有十分显著的经济效益和社会效益。
一、膨胀土产生工程病害原因膨胀土一直是困扰岩土工程界的重大工程问题。
膨胀土因具有遇水膨胀、失水收缩的变形特性及其边坡浸水强度衰减特性在膨胀土地区的工业与民用建筑、水利、铁道、公路等工程建设和工程运营中起到极大的破坏作用。
近年来,我国岩土工程界在对膨胀土微观结构特征及其工程性质的研究中取得
了丰硕的成果,对膨胀土产生工程病害的原因给予科学的解释,并
提出许多切实可行的处理办法。
二、膨胀土的判别与分类在膨胀土地区进行工程建设时,首先必须正确识别膨胀土与非膨胀土,并准确判断膨胀土膨胀势的强弱和工程性质的特点,然后才能在工程设计和施工中采取切实有效的方法进行处理,做到有的放矢。
以往的工程建设经验(包括水利、公路、铁路等)已经证明:膨胀土并不可怕,可怕的是对膨胀土判断失误,没有进行正确的处理而导致工程病害的发生。
对于膨胀土的判别与分类,近些年来国内外都做了大量的研究工作,并总结出了许多的判别方法。
如,通过分析膨胀性矿物(蒙脱石及蒙脱石和伊利石、高岭石的混层矿物)的含量、膨胀土的液限和塑性指数、自由膨胀率等。
虽然对膨胀土的判别方法目前国内外尚未有统一标准,但现阶段采用比较广泛的是现场定性和室内简易定量指标相结合的方法,即根据工程地质特征及土的自由膨胀率指标来综合判定: 1.裂隙发育,常见的有光滑面与擦痕面两种情况,有的裂隙中充填灰白色、灰绿色粘土,在自然条件下呈硬塑状态。
2.多出露于二级或二级以上阶地、山前丘陵和盆地边缘,地形平缓,无明显自然陡坎。
3.常见浅层滑坡、地裂、新开挖坑槽壁易发生坍塌等。
4.建筑物裂隙随气候变化而张开或闭合。
5.自由膨胀率大于或等于40%。
凡具备以上这些条件的土均可判定为膨胀土,对土质进行判定后,另外还要再对其进行粘土矿物、基本指标、力学强度等全面研究。
三、膨胀土路基的施工工艺 1.路基断面。
路基断面横坡尽可能大,必要时设防渗层;路肩尽可能宽一些,以利于保持路面下土基内水分的稳定,最好不小于
2.0~2.5m;路肩横坡要尽可能大一些,以利于排水;路肩与路面结构层用相同的材料铺砌,以利于保持路幅内土基水分的均匀性,并铺较薄的不透水面层或做防渗处理,以防水分下渗;边沟适当加宽、加深,沟底应在土基顶面以下至少20~30cm,并尽可能离路面结构层远一些;路侧不应种树,特别是不应种生长快、吸水和蒸发量大的树种,如桉树等;若成排种树,其距离应在边沟外侧1.4~1.5倍成长后的树高以外,至少也得是成长后的树高以外,但不得小于5m。
2.路基高度。
根据膨胀土风化作用后可能出现湿胀干缩效应的特点,为了避免膨胀土高路堤后期产生很大的沉陷量,则膨胀土路堤不宜过高,一般宜控制在3m以内;如超过3m则须考虑沉降稳定问题;如超过6m还须考虑预留沉降量和路基的加宽。
3.路基排水。
路基排水设施对膨胀土路基的稳定尤为重要,所有排水设施均应精心设计,要做好路基地面排水工程,使排水通畅,防止地表水下渗,浸润土质。
所有地面排水沟渠,尤其是近路沟渠均应铺砌和加固,防止冲刷渗漏。
边沟应比一般地区适当加宽加深,路堑边沟外侧应设平台,保护坡脚免遭水浸,并防止剥落物堵塞边沟。
堑顶设截水沟,以防水流冲蚀坡面和渗人坡体,截水沟纵坡应利于排水。
对于台阶形高边坡应在每一级台阶内设截水沟以截排上部坡面水,且在截水沟与坡脚之间设一定宽度的平台以利坡脚稳定。
另外还要注意防止基底蒸发失水引起膨胀土干裂收缩。
4.路堑。
路堑施工前,应先进行截、排水设施的施工,将水引至路幅以外;边坡施工中,宜采取临时防水封闭措施保持土体原状含水量;挖方边
坡不要一次挖到设计线,沿边坡预留厚度30~50cm一层,待路堑挖完时,再削去边坡预留部分,并立即进行加固和封闭处理;宜用支挡结构对强膨胀土边坡进行防护,支挡结构基坑应采取措施防止暴晒或浸水。
膨胀土地区的路堑,高速公路、一级公路的路床应超挖30~50cm,并立即用粒料或非膨胀土分层回填或用改性土回填,按规定压实,其他各级公路可用膨胀土掺石灰处治。
四、施工注意事项 1.使用膨胀土作为路基填料时,要求掺灰处理后的膨胀土其涨缩总率接近零为佳。
2.路基两边边坡部分和路基顶部要用非膨胀土作为封层,必要时需铺一层土工布,从而形成包心填方。
3.膨胀土的含水量应控制在最佳含水量的3%以内。
4.填挖交接处2米范围内挖方地基表面上的土应挖台阶,翻松并检查其含水量与填土含水量是否接近,同时选择适宜的压实机具,使压实度达到规定要求。
5.施工时避开雨季作业,加强现场排水。
6.膨胀土路基土的强度及压实度应严格遵守国家相关规定、规范。
五、小结膨胀土是影响道路及其它构造物建设的一种特殊土质,在实际工程中,其破坏力是巨大的。
解决膨胀土的问题,应着重从影响其物理。
力学性质变化的内在因素和外在因素上考虑,从而通过改变土的力学性质达到处理的目的。
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