不良地質(zhì)作用和特殊土工程地質(zhì)與土力學(xué)課件

工程地質(zhì)與土力學(xué)主講人：熊熙2-不良地質(zhì)作用和特殊土任務(wù)膨脹土地區(qū)膨脹土的分布范圍

在我國，膨脹土分布廣泛，分布區(qū)域主要集中在從云貴高原到華北平原之間的各大小平原之間的平原、盆地、河谷階地、河間地塊和丘陵地帶，這源于我國特有的地形地質(zhì)和廣泛發(fā)育的水系?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有膨脹土的地區(qū)有湖北、安徽、江蘇、浙江、陜西等20多個省、市、自治區(qū)，總面積在10萬km2以上。全國膨脹土分布圖膨脹土地區(qū)路基施工234561超固結(jié)性崩解性風(fēng)化特性多裂隙性脹縮性強(qiáng)度衰減快膨脹土地區(qū)路基施工一、膨脹土的工程特性③黏土細(xì)膩，含有少量粉砂，滑感較強(qiáng)，含較多鈣質(zhì)或鐵錳結(jié)核，以鈣質(zhì)結(jié)核為主，在旱季呈堅硬或硬塑狀態(tài)，在雨季黏滑。①土的顏色為灰白、灰綠、棕、紅、灰、黃褐色等。二、膨脹土的判別分類膨脹土地區(qū)路基施工根據(jù)膨脹土的工程地質(zhì)特征表現(xiàn)進(jìn)行初判：②網(wǎng)狀裂隙極發(fā)育，有蠟面，易風(fēng)化呈細(xì)粒狀，鱗片狀隙發(fā)育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填著灰白、灰綠色黏土。⑤坡面常見淺層溜坍，滑坡，地面裂隙。當(dāng)坡面有數(shù)層土?xí)r，其中膨脹土層往往形成凹形坡，新開挖（槽）壁易發(fā)生坍塌等。⑥淺層基礎(chǔ)的單層或多層建筑物出現(xiàn)裂縫，且建筑物裂縫隨氣候變化而張開或閉合。④出露于二級或二級以上的階地、山前和盆地邊緣丘陵地帶，地形平緩，無明顯自然陡坎。膨脹土地區(qū)路基施工表1膨脹土的判別指標(biāo)判別指標(biāo)自由膨脹率Fs/%標(biāo)準(zhǔn)吸濕含水率Wa/%塑性指數(shù)Ip數(shù)值≥40≥2.5≥15分級指標(biāo)非膨脹土弱膨脹土中等膨脹土強(qiáng)膨脹土自由膨脹率Fs/%＜4040≤Fs＜6060≤Fs＜90Fs≥90標(biāo)準(zhǔn)吸濕含水率Wa/%＜2.52.5≤Wa

＜4.84.8≤Wa

＜6.8Wa≥6.8塑性指數(shù)

Ip＜1515≤Ip

＜2828≤Ip

＜40Ip≥40表2膨脹土的分級標(biāo)準(zhǔn)膨脹土地區(qū)路基施工三、膨脹土地區(qū)路基填筑施工技術(shù)要點(diǎn)1.填筑材料的要求（1）強(qiáng)膨脹土穩(wěn)定性差，不得作為路堤填料。（3）脹縮總率不超過0.7%的弱膨脹土可用于直接填筑。膨脹土地區(qū)路基施工（2）中等膨脹土經(jīng)處理后可作為填料，當(dāng)用于二級及二級以上公路路堤填料時，改性處理后脹縮總率應(yīng)不大于0.7%。2.基底的處理（2）表層為過濕土，應(yīng)按設(shè)計要求采取換填或進(jìn)行固化處理等措施處治。（1）高度不足1m的路堤，應(yīng)按設(shè)計要求采取換填或改性處理等措施處治。（3）當(dāng)填土高度小于路面和路床的總厚度，基底為膨脹土?xí)r，宜挖除地表30～60cm的膨脹土，并將路床換填為非膨脹土或摻灰處理。若為強(qiáng)膨脹土,則挖除深度應(yīng)達(dá)到大氣影響深度。膨脹土地區(qū)路基施工3.進(jìn)行試驗(yàn)路段施工膨脹土地區(qū)路堤施工前，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)路段施工，為路堤的正式施工提供數(shù)據(jù)資料和經(jīng)驗(yàn)。膨脹土地區(qū)路基施工4.施工技術(shù)要點(diǎn)（1）膨脹土路基填筑的松鋪厚度不得大于300mm。土塊粒徑應(yīng)小于37.5mm。（2）填筑膨脹土路堤時，應(yīng)及時對路堤邊坡及頂面進(jìn)行防護(hù)。（3）高速、一級、二級公路采用中等膨脹土作為路床填料時，應(yīng)做摻灰（一般為石灰）改性處理，要求改性處理后的脹縮總率不大于0.7%。膨脹土地區(qū)路基施工（4）限于條件，高速、一級公路用中等膨脹土填筑路堤時，路堤填成后，應(yīng)立即做漿砌護(hù)坡封閉邊坡。當(dāng)填至路床底面時，應(yīng)停止填筑，改用符合強(qiáng)度要求的非膨脹土或改性處理的膨脹土填至路床頂面設(shè)計高程并進(jìn)行嚴(yán)格壓實(shí)。若當(dāng)年不能鋪筑路面，則應(yīng)加做封層，封層的填筑厚度不宜小于20cm，并設(shè)置不小于2%的橫坡。（5）公路可用接近最佳含水率的膨脹土填筑路堤，但兩邊邊坡的部分要用非膨脹土作為封層。路堤頂面也要用非膨脹土形成包心填方。膨脹土地區(qū)路基施工四、膨脹土地區(qū)路塹開挖施工技術(shù)要點(diǎn)（1）路塹施工前，先施工截、排水設(shè)施，將水引至路幅以外。（2）在邊坡施工過程中，必要時宜采取臨時防水封閉措施保持土體原狀含水率。邊坡不得一次挖到設(shè)計線，應(yīng)預(yù)留30～50cm的厚度，待路塹完成后，再分段削去邊坡預(yù)留部分，并立即進(jìn)行加固和封閉處理。（3）路床底標(biāo)高以下應(yīng)按照設(shè)計要求進(jìn)行處理。膨脹土地區(qū)路基施工（4）宜用支擋結(jié)構(gòu)對強(qiáng)膨脹土邊坡進(jìn)行防護(hù)。支擋結(jié)構(gòu)基坑應(yīng)采取措施防止暴曬或浸水，基礎(chǔ)埋深應(yīng)在大氣風(fēng)化作用影響深度以下。（5）挖方地段挖到距路床頂面30cm時應(yīng)停止向下開挖，并挖好臨時排待做路面時，再挖至路床頂面以下30cm，用非膨脹土回填，并按要求壓實(shí)。（6）膨脹土地區(qū)的路塹，對高速、一級公路的路床應(yīng)超挖30～50cm，并立即用粒料或非膨回填或用改性土回填，按規(guī)定壓實(shí)，其他各級公路可用膨脹土摻石灰處理。膨脹土地區(qū)路基施工五、膨脹土地區(qū)路基碾壓施工技術(shù)要點(diǎn)（1）根據(jù)膨脹土自由膨脹率的大小，選用工作質(zhì)量適宜的碾壓機(jī)具。一般而言，自由膨脹率越大的土采用的壓實(shí)機(jī)具越重。（2）由于膨脹土遇水易膨脹，因此，壓實(shí)時應(yīng)在最佳含水率的條件下進(jìn)行。（3）在路堤與路塹交界的地段，應(yīng)采用臺階的方式搭接，其長度不應(yīng)小于2m，并碾壓密實(shí)。膨脹土地區(qū)路基施工（1）膨脹土地區(qū)的路基施工應(yīng)避開雨季作業(yè)，加強(qiáng)現(xiàn)場排水，基底和已填筑的路基不得被水浸