膨胀土地基处理.doc

工程实例3.1工程概况 云南个旧电解铝厂位于云南省个旧市大屯镇，地面绝对标高为1293.61297.57m，地形平坦。在地貌上场地属于盆地边缘平坦地貌。据地质勘察资料，本场地为膨胀性填土场地。各地层由上而下为：1层填土（Qm1）：褐红色，稍湿，稍密中密，主要由灰岩碎石、角砾及粘土等组成，层厚0.51米。2层耕植土（Qm1）：褐红色，稍湿 湿，松散，含植物根系。层厚0.40.5米。1层粘土（Qa1+p1）：褐红色，可塑状态，局部硬塑或软塑，局部含砂岩圆砾，局部夹薄层圆砾、砾砂，成分主要为砂岩。层厚0.52.10米。2层卵石（Qa1+p1）：褐红色、褐灰色，稍湿湿，稍密，砂及粘土充填。层厚1.201.30米。1层粘土（Qp1+1）：黑灰色、灰色、灰黄色，可塑状态，局部软塑状态，局部含砂、砾石，次棱角状，顶部偶见动物残骸，夹细砂、中砂。层厚3.28.4米。2层中砂（Qp1+1）：灰色、浅灰色、灰黄色，很湿，松散稍密，分选性较差，含卵石、圆砾，次棱角状，含量510%，含粘粒。1层粘土（Qa1+p1）：黄绿色、浅黄色，可塑硬塑状态，局部含少量碎石、角砾。层厚0.64.80米。2层中砂（Qa1+p1）：浅灰色、灰色、黄绿色，湿，稍密中密，分选性一般，含圆砾、卵石，含量310%，含粘粒。层厚0.62.9米。层粘土（Qa1+p1）：浅黄色、褐黄色、黄绿色，硬塑状态，局部可塑或硬塑状态，含碎石、圆砾，含量约5%左右，局部夹粉质粘土。钻孔未揭穿，层顶埋深6.0013.40米。 本场地地下水稳定埋深01.3米。 上述各土层的物理力学指标见表1，各土层的容许承载力见表2。表1 各主要土层主要物理力学指标表土层编号土层名称天然含水量（%）重力密度rKN/m3含水比aW孔隙比e液性指数IL压缩系数a1-2MPa-1压缩模量Es1-2MPa粘聚力CkkPa内磨擦角k度1粘土34190.760.960.40.44.9459.51粘土3318.80.660.910.30.454.7359.22中砂20.81粘土2520.50.490.670.050.29.080142细砂粘土2320.40.550.660.060.29.07513.53.2.1.3试桩及分析 为了验证人工挖孔扩底桩在本工程的适宜程度，在本场地做了两组挖孔桩的试桩。分析以上两组PS曲线可得出单桩极限承载力可取为3200kN，满足设计要求。由此可见，采用人工挖孔扩底桩对本工程是适宜的。3.2.2 50米砖烟囱3.2.2.1地基处理方案的选择 根据当地处理膨胀土的经验，工程采用桩基较为稳妥。但根据现场具体情况，该烟囱位于电解区域内，周边建（构）筑物已基本完工，如采用桩基，施工周期要加长，且工程造价也要提高。如果将基础深埋，即把基础直接座在第层土上。这种方法虽然施工简单，但基础高度需加高3米，不仅增加了基础的造价，且对周边建（构）筑物也有一定影响，同时，对下部膨胀土层扰动过大。经过分析比较，决定采用换填级配良好的砂石垫层。3.2.2.2砂石垫层的设计参数3.2.2.2.1配合比设计 根据当地以往砂石垫层级配的配比经验，决定选用表3所示的重量比砂石级配，并进行了室内压缩试验。试验表明，该级配的砂石，室内压实下取得了较好的密实度。表3颗粒组成（%）干重度d（kN/m3）压缩系数a1-2（kPa-1）压缩模量Es（1-2）（kPa）粒径（mm）5020205砂松散状态45.030.025.019压缩状态42.132.025.926.3410-533.4104合六叶高速开展膨胀土工程特性及其处治试验研究合肥六安叶集高速公路膨胀土分布广泛，沿线膨胀土问题将成为该高速公路建设必然遇到的技术难题。膨胀土对公路工程的危害主要体现在如下两个方面： 路基问题由于膨胀土具有很高的粘聚性，当含水量较大时，一经施工机械搅动，将粘结成塑性很高的巨大团块，很难晾干。随着水分的逐渐散失，土块的可塑性降低，由于粘聚性的继续作用，土块的力学强度逐步增大，从而使土块坚硬，难于击碎、压实。因此，如果含水量高的膨胀土直接用作路基填料，将会增加施工难度，延长工期，并且质量难以保证。膨胀土路基遇雨水浸泡后，土体膨胀，轻者表面出现厚10cm左右的蓬松层，重则在50-80cm深度范围内形成“橡皮泥”；若在干燥季节，随着水分的散失，土体将严重干缩龟裂，其裂缝宽度约1-2cm，缝深可达30-50cm，雨水可通过裂缝直接灌入土体深处，使土体深度膨胀湿软，从而丧失承载能力，且由于膨胀土具有极强的亲水性，土体愈干燥密实，其亲水性愈强，膨胀量愈大，当膨胀受到约束时，土体中会产生膨胀力，当这种膨胀力超过上部荷载或临界荷载时，路基出现严重的崩解，从而造成路基局部坍塌、隆起或裂缝。归结起来，就是强度低和反复的胀缩变形危害路基的稳定和变形。 边坡问题在膨胀土地区，无论是路堑或路堤，极其普遍而严重的边坡变形，都是其它土质路基中所罕见的。膨胀土地区的公路线上，由于大气物理风化作用和湿胀干缩效应，边坡土块崩解，土体抗剪强度衰减，而造成边坡的溜塌、滑坡等变形病害现象十分突出，而常常使路基的坚实和稳定性遭受破坏，造成线路失稳，影响行车安全。膨胀土边坡变形和破坏常常具有多次反复性和长期潜在危险性的特点。膨胀土地区路基工程的稳定性，已成为当前公路工程地质中一个不可忽视的重要研究课题。因此，结合实际工程研究膨胀土的工程特性，并提出相应的工程建设控制标准直接关系到工程建设的成败与建设成本。开展针对膨胀土用作路基与地基填料的适用性及选取指标；膨胀土用作路基与地基填料的改性处理；填方边坡稳定性