膨胀土开挖技术交底

路拌机 10
土料
施工频率或时间
＞10cm
筛 分 5~10cm
结 果
0.5~5cm
＜0.5cm
工效（m3 /h)
中膨胀土
约9小时
0% 28.61% 52.81% 18.58%
0.22
中膨胀土 约0.5小时 （20遍）
1.59% 8.48% 43.97%
45.96% 20
中膨胀土
约0.5小时 (2遍)
约0.7小时(3遍)
**设计院
1 膨胀土工程特性
膨胀土抗剪强度与含水量有关
含水量增加、抗剪强度降低； 含水量减少、抗剪强度上升；
**设计院
1 膨胀土工程特性
无约束条件下、膨胀土极易崩解
在水中土块快速崩解为小颗粒，粘结强度丧失； 干湿循环次数越多，遇水时土体粘结强度丧失深度越 大
**设计院
1 膨胀土地层结构特征
**设计院
2 膨胀土地层结构特征
膨胀土地层分带特征
过渡带 过渡带位于剧烈影响带以下，埋深位于地表以下3 ～ 7
m，土体一般情况下饱和度大于90%，土体的含水量年变 幅相对较小，静力触探和竖井显示本带为相对软弱层。过 渡带不仅发育有大裂隙和长大裂隙，而且还分布上层滞水。
**设计院
2 膨胀土地层结构特征
膨胀土地层分带特征
大气剧烈影响带 过渡带 非影响带
**设计院
2 膨胀土地层结构特征
膨胀土地层分带特征
大气剧烈影响带 剧烈影响带深度2～3.5m，胀缩裂隙发育，土体通常被
裂隙分割成散粒状，含水量与大气条件关系密切， 含水量 变化大。土体在非雨季时力学强度较高， 下雨时或饱水后 力学强度迅速降低
**设计院
2 膨胀土地层结构特征
膨胀土地层中滑坡体
地下水对渠坡影响
**设计院
2 膨胀土地层源自文库构特征
膨胀土地层中滑坡体
裂隙面对渠坡影响
**设计院
2 膨胀土地层结构特征
膨胀土地层中滑坡体
裂隙面对渠坡影响
**设计院
2 膨胀土地层结构特征
膨胀土地层中滑坡体
裂隙面对渠坡影响
**设计院
3 膨胀施工技术
1 膨胀土工程特性 2 膨胀土地层结构 3 膨胀土施工技术 4 改性土施工技术
5 渠坡加固措施
**设计院
1 膨胀土工程特性
吸水膨胀
吸水时土体体积增大 体积变化大小与受荷大小、矿物组成有关（蒙脱石） 根据无约束条件下的体积变形百分比将膨胀土划分为弱 中强膨胀土：
弱：40~60% 中：60~90% 强：>90%
膨胀击实特性
土体类别
非膨胀土
弱膨胀土
中膨胀土 水泥改性土（弱）
(3%) 水泥改性土（中）
(6%)
最优含水量
20.5% 21.4% 24.5% 20.0%
21.8%
最大干密度
1.68 g/cm3 1.65 g/cm3 1.58 g/cm3 1.67 g/cm3
1.605 g/cm3
天然 20.4 22.7～24.1 21.7～24.2
0%
0%
7.41%
5.72%
45.60%
41.37%
46.99%
52.90%
20
15
液压碎土机
10
10
弱膨胀土 中膨胀土
6分钟
7分钟
0% 0.18% 83.78% 16.04%
100
0% 23.23% 70.87% 5.81%
85
**设计院
3 膨胀施工技术
**设计院
3 膨胀施工技术
标准差
弱膨胀水泥改性土拌和水泥含量均匀度与拌和遍数的关系
**设计院
2 膨胀土地层结构特征
膨胀土地层中的裂隙
裂隙产状与长度
**设计院
2 膨胀土地层结构特征
裂隙数量 （条） 裂隙数量（条）
膨胀土地层中的裂隙
裂隙分布特征
40
35
30
25
60
20
15
50
10
5
40
0
30
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
深 度 （m） 20
弱膨胀土长大裂隙数量随深度变10化
**设计院
1 膨胀土工程特性
失水水收缩
失水时土体发生收缩变形，土体中产生裂隙，多次胀缩 导致土体碎裂成小土块，遇水后土体强度急剧下降 失水越多，对土体强度影响越大
**设计院
1 膨胀土工程特性
膨胀土抗剪强度在胀缩循中明显下降
膨胀土天然强度较高，但在经过干湿循环后，抗剪强度 明显下降； 降低幅度与干湿循环中含水量变化大小有关，含水量变 化达到15%时，第一次循环抗剪强度降低约60% 循环次数越多，减低幅度越大
2.40 2.20 2.00 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00
先预土两遍 不碎土直接拌和
1
2
3
4
5
6
7
拌和遍数
**设计院
3 膨胀施工技术
试样编号
123
4
5 6 平均值 标准差
弱水泥土水泥含量（%） 3.75 3.5 4.6 3.21 4.12 3.1 3.7
膨胀土地层分带特征
非影响带 该地层的膨胀土明显体现出其超固结性和微透水性，一
般呈非饱和状态，为典型的非饱和土。土体中的大裂隙随 深度增加逐步减少，且多呈闭合状，呈光滑镜面，土体渗 透性微弱，为不透水层。
**设计院
2 膨胀土地层结构特征
膨胀土地层中的裂隙
**设计院
2 膨胀土地层结构特征
膨胀土地层中的裂隙
**设计院
2 膨胀土地层结构特征
膨胀土地层中地下水
**设计院
2 膨胀土地层结构特征
膨胀土地层中地下水
地下水分布特征 ➢ 膨胀土中的重力水主要赋存于土体孔洞和裂隙中，施 工中有渗水现象; ➢ 上层滞水丰度与土体孔洞多少和大小密切相关。中膨 胀土中重力水给水度、渗水量小于弱膨胀土； ➢ 上层滞水带以下，土体孔洞少而小，无重力水分布
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 深 度 （m）
中膨胀土长大裂隙数量随深度变化
**设计院
2 膨胀土地层结构特征
膨胀土地层中地下水
膨胀土渗透特性 ➢ 深度10.0m以上：
垂直渗透系数：1.61×10-5～1.26×10-3cm/s 水平渗透系数：2.81×10-8～2.94×10-5cm/s ➢ 深度10.0m以下土体垂直和水平透水性多无差异 渗透系数：2.36×10-7～1.13×10-6cm/s
**设计院
3 膨胀施工技术
弱膨胀初拟施工参数
➢ 碾压机械：20t振动凸块碾 ➢ 铺土厚度：30cm ➢ 最佳含水量：最优含水量+2%附近，约23.5%； ➢ 碾压遍数：6~8遍
**设计院
3 膨胀施工技术
改性土拌制
**设计院
3 膨胀施工技术
改性土拌制
碎土设备 工程量m3
人工 2
旋耕机 10