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。

(2)危害:膨胀土通常强度交高,压缩性底,易被误认为是良好的地基.

膨胀土对建筑物的损坏,主要由不均匀变形所引起.当最大胀缩变形超过 1.5cm,就会引起墙体开裂,例如,某地建造96栋建筑物,其中82栋因膨胀土的膨胀作用而变形,另一地区200多栋建筑物几乎都发生开裂事故。其中损害严重无法使用的有40多栋，被迫拆除了10多栋，湖南一座高架灌渠因膨胀土的膨胀作用，使支墩严重严重倾斜并开裂

房屋开裂的特点以低层砖木结构民房最严重，房屋裂缝形态为：①山墙上呈倒八字形，裂缝上宽下窄；②外纵墙下部裂缝水平方向，同时墙体外倾，基础外转；

③地基多次往复胀缩，使墙体裂缝斜向交叉；④独立砖柱水平断裂同时水平位移；

⑤地坪隆起、开裂等。见图：

墙面的交叉裂缝

山墙上的对称裂缝

外纵墙的水平裂缝

1．2膨胀土地基的特征 1．2．1一般特征

膨胀土地基是指粘粒成分只要由亲水性矿物组成，并具有显著膨胀性的粘土。他在世界上分布很广。我国已有20个省，自治区发现了膨胀土，以黄河流域及其以南地区分布较为广泛。过去对于这种土的特性不是很了解，误以为这种土是坚硬，压缩性小的良好天然地基，但经过对于过去大量工程实践，逐步查明等着中土有吸水收缩并往复变形的性质，对建筑结构尤其是对轻型建筑，路基等都有破坏作用，并且不宜修复。

我国膨胀土按其粘土矿物成分划分，分为两类：见表：

我国各地膨胀土的含水量随季节变化，有一个波动幅度。但总的看来，含水量大体在塑限左右变动，所以膨胀土多呈坚硬或硬塑状态，民间常用“天晴一把刀，下雨一团糟”来形容这种土的物理变化。

1．2．2膨胀土的物理特性

①:天然含水量接近塑限w=20%～30%≈wp,一般饱和度st＞0.85.

②天然空隙比中等偏小e=0.5～0.8.

③:液限wl=38%～55%, 塑限wp=20%～35%;塑性指数Ip=18～35,为粘土,多数

Ip=22～35之间.

④:粘土颗粒含量d＜0.005mm颗粒占24%～40%.

⑤:液限指数很小,Il=-0.14～0,呈坚硬或硬塑状态.

⑥:自由膨胀率=40%-58%,最高﹥70%.膨胀率=1%～4%.膨胀压力=(10～110)kpa

⑦:缩限Ws=11%～18%;红粘土类型的膨胀土Ws偏大

⑧:压缩性小,多属于低压缩性土.

1．2．3膨胀土的膨胀特性

膨胀是指在一定条件下土的体积因不吸水而增大的过程,它是粘土矿物与水相互作用的结果.反映土的膨胀性能的指标有自由膨胀率和不同压力下的膨胀率.自

由膨胀率和膨胀土的主要矿物成分有关.一般讲,当主要粘土矿物为以蒙特石为主时,自由膨胀率为40%-80%;自由膨胀率低于40%时一般应视为非膨胀土.膨胀率是反映土在某压力下单位厚度土体的膨胀变形.他与土的含水量关系密切,一般情况下,土的含水量越底,膨胀率越高.

1．2．4膨胀土的野外特性

膨胀土一般分布在Ⅱ级以上河谷阶地，丘陵地区及山前缓坡地带

1．2．5膨胀与收缩变形的主要内外因素

1 内因: ①矿物及化学成分:如上所述膨胀土含大量蒙特石和伊利土,亲水性强,膨胀变形大化学成分以氧化硅,氧化铁,氧化铝为主.如氧化硅含量大,则膨胀量大.

②粘土颗粒含量:粘粒d小于0.005mm比表面积大,电分子吸引力大,因此粘粒含量高时膨胀变形大,③土的密度:如密度大即天然空隙比小,则侵水膨胀强烈,失水收缩小.反之.④含水量w:若初始w与膨胀后w接近,则膨胀小,收缩大.反之则膨胀大,收缩小.⑤土的结构:土的结构强度大,则限制胀缩变形的作用大,当土的结构被破坏后,胀缩性增大.

2 外因:①气候条件:包括降雨量,蒸发量,气温,相对湿度和地温等,雨季土体吸水膨胀,旱季失水收缩,②地形地貌:同类膨胀地基,地势底处比高处膨胀变形小,例如云南某小学3排内教室条件相同建在3个台形膨胀土上,结果高处教室严重破坏,低处教室完好无损,③周围树木:尤其阔叶乔木,旱季树根吸水,加剧地基土的干缩变形,使临近树木房屋开裂;④日照程度:房屋向阳面开裂多,背面开裂少.

由上所述，膨胀土地基的变形除了土的膨胀与收缩特性这个内在与含水量的变化则是两个非常重要的外在因素，特别是含水量的变化还与当地的气候条件，建筑场地地形复杂程度以及覆盖等密切相关。当弄清某一场地的膨胀土收缩性质以及