第一篇：膨脹土區(qū)域涵洞基礎(chǔ)處理

參評論文

工程技術(shù)

膨脹土區(qū)域涵洞軟弱基礎(chǔ)處理方法探討

摘要：針對渝懷鐵路施工過程中遇到的膨脹土區(qū)域涵洞軟弱基礎(chǔ)處理的工程問題，本文結(jié)合該工程實(shí)際情況，根據(jù)我公司以往的施工經(jīng)驗(yàn)提出了一些切實(shí)可行的處理措施。

關(guān)鍵詞：膨脹土、軟弱基礎(chǔ)、處理方法

膨脹土是一種具有裂隙性、脹縮性和超固結(jié)性的高塑性粘土，具有失水收縮開裂，吸水膨脹軟化，強(qiáng)度可大幅度變化等特征，其礦物成分以蒙脫石、高嶺土和伊利石為主。到目前為止，我國現(xiàn)行的鐵路橋涵設(shè)計(jì)和施工規(guī)范針對膨脹土區(qū)域涵洞軟弱基礎(chǔ)的加固處理方法還沒有明確的規(guī)定和要求，而膨脹土的各項(xiàng)力學(xué)性質(zhì)又和其他土體有明顯的區(qū)別，尤其是膨脹土的強(qiáng)度有隨含水量的增減大幅度變化的特性。設(shè)計(jì)和施工時(shí)若不能充分考慮膨脹土的這些基本特性，簡單套用一般地區(qū)涵洞基礎(chǔ)處理的辦法和實(shí)例，將對涵洞基礎(chǔ)造成永久隱患，甚至完全廢棄。本文根據(jù)重慶至懷化新建鐵路第20標(biāo)段膨脹土區(qū)域涵洞施工的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對膨脹土區(qū)域涵洞軟弱基礎(chǔ)加固處理方法做一些初步探討。

1、工程概況

渝懷線第20標(biāo)段DK323+600~DK325+400段屬低山剝蝕地貌，線路行走于阿蓬江左岸的山坡上，沿線路縱向地表起伏較大。上覆殘積粘土，下伏基巖為侏羅系中、下統(tǒng)馬鞍山組泥巖夾砂巖，泥鈣質(zhì)膠結(jié)，易風(fēng)化。巖層產(chǎn)狀為N45°E/25°NW（24°），與線路夾角約10°左右。另外，本段位于濯水鎮(zhèn)向斜區(qū)，巖層斜角自坡腳向上逐漸變陡。

本段設(shè)計(jì)有8座涵洞，全部處在沖擊形成的溝槽位置，為陡坡涵洞。地表一般為淤泥質(zhì)粘土，覆層下為粘土夾雜塊石，土質(zhì)比較差。軟弱土層的厚度普遍在3米以上，最深達(dá)到15米左右。

2、工程實(shí)例

（1）DK324+376.5

1-1.5M 鋼筋混凝土蓋板涵：

原設(shè)計(jì)資料涵洞所在位置表層軟塑性粘土δ0=0.10MPa，厚度為1~3米不等，覆層下為硬塑 1 性粘土δ0=0.15MPa。涵洞基底置于換填砂夾卵石層上，換填平均厚度50CM，要求換填層基底承載力不小于0.13MPa，即將表層軟塑粘土挖除，在硬塑性粘土上進(jìn)行換填。

涵洞于2001年9月中旬正式開始施工，當(dāng)時(shí)因?yàn)?、8、9月基本沒有下雨，天氣非常干旱，基坑開挖時(shí)無水，基礎(chǔ)開挖到位后檢測基底承載力在0.13~0.14MPa之間，滿足設(shè)計(jì)要求（0.13MPa），隨即按照設(shè)計(jì)進(jìn)行了基礎(chǔ)換填加固處理。11月底涵洞全部完工，2001年12月初發(fā)現(xiàn)涵洞沉降縫全部拉開，涵身整體向線路右側(cè)滑移，其中涵洞出口第一節(jié)沉降縫開裂達(dá)到5公分左右，以后裂縫寬度逐漸加大到30公分，涵洞完全報(bào)廢，涵節(jié)沒有變形。此時(shí)涵洞兩側(cè)路基均未施工，涵洞沒有承受任何荷載。

2002年底對涵洞所在位置進(jìn)行補(bǔ)勘揭示涵洞基礎(chǔ)下有6~8米的軟塑土體。2002年初確定在DK324+339~+416段線路右側(cè)增加10根側(cè)向約束樁，防止該段路基基底的蠕變。2002年12月將報(bào)廢涵洞挖除后發(fā)現(xiàn)：換填的砂夾卵石層富含積水，形成一個(gè)滲水通道，涵洞出口端呈細(xì)流狀。涵節(jié)基底換填層以下膨脹土遇水軟化，呈軟塑~流塑狀，強(qiáng)度降低，涵洞如同船在水上，在自重壓力的作用下滑移、變形。

（2）DK324+717 1-3.0 M 鋼筋混凝土蓋板涵：

該涵與DK324+376.5 涵洞情況基本類似，并且同時(shí)開工。涵洞基礎(chǔ)開挖時(shí)發(fā)現(xiàn)涵洞所在位置表層淤泥厚度在0.5~3.0米之間，且呈左薄右厚的傾斜狀。出口端12米基礎(chǔ)承載力不足，進(jìn)行分層換填并夯實(shí)處理，換填層基底承載力達(dá)到0.18MPA，2002年3月初涵洞施工完畢開始兩側(cè)路基填筑。

涵洞開工之前，現(xiàn)場勘察涵洞所在位置及DK324+640~DK324+810段路基所處位置都是水田，表層淤泥較深，村民反映本段的稻田在每次的大雨后都會(huì)有少量的移動(dòng)，原有的田埂基本是直的，現(xiàn)在全部呈不規(guī)則的圓弧狀。根據(jù)這些情況，施工方認(rèn)為本段地表有蠕變現(xiàn)象存在，需要增加路基抗滑措施。設(shè)計(jì)補(bǔ)勘后決定在DK324+600~+810段路基左側(cè)側(cè)溝底下設(shè)一道縱向盲溝，在DK324+717涵洞兩側(cè)各設(shè)一道橫向排水溝槽，將地下水引出路基坡腳外。

2002年1月涵洞完工，2002年3月路基填筑到涵洞蓋板頂1米時(shí)發(fā)現(xiàn)涵洞沉降縫拉開，涵身整體向線路右側(cè)滑移。沉降縫拉開最大處有11公分，最小也有4公分左右，涵節(jié)完好，無任 2 何開裂變形。

2002年12月拆除涵洞重建，發(fā)現(xiàn)換填層和涵洞兩側(cè)的盲溝實(shí)際起到了過水廊道的作用，盲溝和換填層中的積水浸泡基底膨脹土，土體呈軟塑狀，強(qiáng)度降低，加上填方基底發(fā)生蠕變，推動(dòng)涵洞開裂變形。

（3）DK324+231 1-3.0 M 鋼筋混凝土蓋板涵：

DK324+231涵洞原設(shè)計(jì)所在位置表層軟塑性粘土δ0=0.10MPa，厚度2~8米不等，覆蓋層下硬塑性粘土δ0=0.15MPa。因?yàn)镈K324+180~+270填方基底水田在雨季發(fā)生蠕變，需要進(jìn)行加固處理，線路右側(cè)設(shè)計(jì)有10根側(cè)向約束樁。涵洞基底置于換填砂夾卵石層上，換填厚度1~6米不等，進(jìn)口端換填深，出口端淺，要求換填層基底承載力不小于0.15MPa。即將表層軟塑粘土挖除，在硬塑性粘土上進(jìn)行換填然后施工涵洞。2001年11月初基礎(chǔ)開挖完成后，用輕型動(dòng)力觸探儀檢測基底承載力只有0.06~0.10MPa，不能滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)單位先后兩次取基底土樣到成都進(jìn)行試驗(yàn)檢測，均為硬塑土，承載力達(dá)到0.18MPa，可以滿足設(shè)計(jì)要求。

在基坑底部挖探坑發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)底部滲水嚴(yán)重，土體軟弱，按照原設(shè)計(jì)進(jìn)行換填根本無法保證設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度和承載力，更難以保障將來涵洞的安全使用。聯(lián)系DK324+376.5和DK324+717涵洞出現(xiàn)的事故，經(jīng)過多次論證施工方案，包括選用碎石樁、粉噴樁、基礎(chǔ)加深等，權(quán)衡利弊，最終確定涵洞基礎(chǔ)采用樁基承臺。將涵洞5~7米為一段，每段設(shè)4~5根挖孔樁，樁徑1.25米，樁身穿過軟弱土層，直接嵌入到基巖內(nèi)2米以上，樁頂設(shè)鋼筋混凝土承臺，結(jié)構(gòu)形式與橋梁的樁基承臺相同。因?yàn)槁坊覀?cè)有側(cè)向約束樁（樁間距7米）約束基底軟弱土層，涵洞基礎(chǔ)又是樁基礎(chǔ)，既保證了涵洞基底的承載力，又約束住涵洞不能橫向移動(dòng)。DK324+376.5、DK324+717重建和后來施工的DK323+878涵洞全部采取了這種處理方案。

（4）DK323+710

1-1.5M鋼筋混凝土蓋板涵

該涵洞右側(cè)路基設(shè)計(jì)有12根側(cè)向約束樁，本段軟弱土層厚度最深達(dá)到10米左右，涵洞于2001年9月開始施工，基礎(chǔ)開挖到位后發(fā)現(xiàn)基坑周圍邊坡滑塌，基底變形隆起。后來基礎(chǔ)采用碎石樁進(jìn)行加固處理，碎石樁頂鋪設(shè)50公分厚的碎石墊層，涵身變更為拼裝式鋼筋混凝土矩形涵，基坑四周采用鋼軌樁進(jìn)行防護(hù)。

因?yàn)檎惩林袏A雜塊石和大孤石，采用機(jī)械沖擊成孔難度非常大，遇到大塊孤石時(shí)幾乎難以穿過，碎石的施工難度非常大。

本段其余的3座涵洞因?yàn)榈刭|(zhì)條件惡劣，線路改為橋梁通過，涵洞部分修建后報(bào)廢。

3、病害原因分析

導(dǎo)致上述涵洞出現(xiàn)各種問題主要有幾方面的原因：（1）設(shè)計(jì)和施工規(guī)范無明確處理措施及要求

我國現(xiàn)行的鐵路設(shè)計(jì)和施工規(guī)范對常年凍土、濕陷性黃土等不良地質(zhì)條件下橋涵基礎(chǔ)的處理有明確的規(guī)定和要求，但對膨脹土地區(qū)橋涵的基礎(chǔ)處理措施和方法目前還沒有定性的結(jié)論。膨脹土區(qū)域涵洞基礎(chǔ)處理套用一般地區(qū)的規(guī)定和參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，不能針對具體問題采取合適的處理措施和方案。雖然在施工中補(bǔ)勘查明涵洞基礎(chǔ)為膨脹土，但在具體施工方案的選擇上持續(xù)論證了很長時(shí)間，對于各種方案的優(yōu)劣利弊還需要進(jìn)一步的研究和探討。

（2）地質(zhì)勘探不準(zhǔn)確

勘測設(shè)計(jì)時(shí)未檢測出將該段屬于膨脹土區(qū)域，涵洞滑移報(bào)廢后補(bǔ)勘查明：該段粘土中含有蒙脫石和高嶺石成分，蒙脫石含量最高達(dá)到27.66%，陽離子交換量（CEC（NH4+）mmol/100g土）最高27.88%，為弱~中膨脹性土。

（3）對膨脹土強(qiáng)度的變化規(guī)律認(rèn)識不足

膨脹土因?yàn)楹康牟町悓?dǎo)致其力學(xué)性質(zhì)變化非常大，現(xiàn)場實(shí)測的地基承載力情況往往還不是最惡劣的。旱季地表土含水量降低，土體一般為硬塑狀，承載力甚至可以達(dá)到0.18MPa以上，人工用鐵鍬、洋鎬等工具開挖都比較困難；在雨季連續(xù)降雨的情況下，地表土含水量增加，強(qiáng)度急劇下降，土體呈軟塑或流塑狀，地表土普遍發(fā)生滑動(dòng)蠕變。

比如DK324+376.5涵洞，基礎(chǔ)開挖后檢測承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求的0.13MPa，涵洞滑移后現(xiàn)場鉆孔補(bǔ)勘發(fā)現(xiàn)涵洞基礎(chǔ)以下接近8米的深度全部是夾雜塊石的軟塑砂粘土；DK324+231和DK325+211.5涵洞的情況正好相反，基坑開挖到位后檢測承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，取樣試驗(yàn)卻達(dá)到或超過了設(shè)計(jì)要求的承載力0.15MPa。約請?jiān)O(shè)計(jì)人員現(xiàn)場查勘時(shí)因?yàn)榛恿罆褚延幸欢螘r(shí)間，評估均認(rèn)為基礎(chǔ)承載力沒有任何問題。

4、處理措施

（1）膨脹土區(qū)域應(yīng)避免采用換填方法處理涵洞基礎(chǔ)。

在一般粘土地區(qū)設(shè)計(jì)和施工涵洞，遇到基底承載力不足的情況，傳統(tǒng)方法一般考慮對基底進(jìn)行換填處理，但在膨脹土地區(qū)套用換填方案加固基底卻會(huì)在基礎(chǔ)留下致命隱患。因?yàn)楹椿A(chǔ)流水面標(biāo)高（排洪、灌溉類涵洞）一般比原地表底，換填的碎石或砂夾卵石層在涵洞基礎(chǔ)以下，雨季地下水位上漲，地表水下滲，致使換填層形成水囊，浸泡基底，基底承載力迅速衰減，在換填層底部形成滑動(dòng)面，從而使涵洞整體失穩(wěn)，或者產(chǎn)生沉降，或者整體滑移。尤其是在高填方地段最為危險(xiǎn)，因?yàn)樘钔翂毫Φ挠绊懸约傲熊囆旭偖a(chǎn)生的荷載，涵洞在巨大的壓力下一旦產(chǎn)生滑移或沉降，撕裂涵身或涵洞下滑偏移，處理難度和造成的損失都將非常巨大。

對于軟基深度不大的地方（不大于3米），開挖后可以把基礎(chǔ)加深，采用漿砌片石等辦法直接把涵洞基礎(chǔ)落在硬基上。

若軟基很深，土體中塊石和大孤石含量較少時(shí)，可以采用粉噴樁或旋噴樁等進(jìn)行基底加固處理，但不宜使用碎石樁。

對于軟基很深，且大量夾雜塊石和大孤石的地段，基礎(chǔ)處理有很大難度，本段采用樁基承臺造價(jià)高昂，目前還沒有比較經(jīng)濟(jì)穩(wěn)妥的辦法。

（2）膨脹土和軟基并存的地段，涵洞的基礎(chǔ)處理與路基抗滑措施應(yīng)該一同考慮。

因?yàn)榈刭|(zhì)構(gòu)造和地形的原因，膨脹土區(qū)域涵洞一般都處在軟基地段。軟基在雨季時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生蠕變，路基必須采取加固和防滑處理。在邊坡下游加設(shè)擋土墻或側(cè)向約束樁是比較常用的辦法。如果路基沒有針對的處理措施，單純處理涵洞基礎(chǔ)一般難以排除隱患。地表有一定橫坡且基巖傾斜時(shí)，軟土的蠕變不僅可以使涵洞失穩(wěn)，更催動(dòng)填方路基產(chǎn)生滑坡和溜坍，危及線路安全。涵洞不僅要防止基礎(chǔ)沉陷，更要防止整體滑移，涵洞和路基必須同時(shí)加強(qiáng)工程措施，才能保證線路將來的安全。

（3）膨脹土區(qū)域涵洞基礎(chǔ)處理應(yīng)以防水為主。

水是膨脹土區(qū)域工程施工的罪魁禍?zhǔn)住０傩账渍Z：“晴天是銅，雨天是膿”，是對膨脹土的真實(shí)寫照。本段線路在施工進(jìn)場時(shí)正逢雨季，連綿陰雨使得大段區(qū)域泥濘軟弱，車輛根本無法通行，5 新開的施工便道鋪墊了近3米厚的石頭還在不停的沉陷。涵洞所在位置施工場地和臨時(shí)設(shè)施無法建設(shè)，當(dāng)?shù)匕傩辗Q那些地方為“牛不去”。雨季結(jié)束后情況立即有所改變，結(jié)合排水、節(jié)水設(shè)施的的建設(shè)，地表很快可以通行施工車輛，施工得以迅速展開。

無水的情況下，膨脹土的各項(xiàng)力學(xué)性質(zhì)均非常好，膨脹土區(qū)域涵洞基礎(chǔ)施工防水為重中之重。如果涵洞基礎(chǔ)底部有積水或滲水，涵洞的基礎(chǔ)承載力迅速下降，甚至在基底形成一個(gè)滑動(dòng)面，若基底為傾斜達(dá)到一定的角度，涵洞不需加載，在自身的重力作用下就可能整體滑移，喻為船行水上。

涵洞施工排水要考慮臨時(shí)工程與永久工程相結(jié)合，施工過程中應(yīng)采取一切措施避免地表和地下水浸泡基礎(chǔ)，不致涵洞基底承載力下降。比如在涵洞上游和基坑周圍挖截水溝截?cái)嗟乇砗偷叵聺B水，在基坑周圍和基底挖設(shè)盲溝阻斷和引出地下水，雨天用防水布遮蔽基坑等措施。

膨脹土與一般粘土的不同之處在于吸水軟塑裂隙封閉之前是可以透水的，并且本段的粘土夾雜砂巖塊石，本身就有一定的透水性。當(dāng)?shù)赜昙緯r(shí)降雨綿綿，地下水位上升，粘土層充分吸水膨脹，涵洞基礎(chǔ)座落在粘土中，基底難免遭受水的侵蝕而使承載力下降，應(yīng)當(dāng)加設(shè)永久設(shè)施阻隔地下水。

（4）膨脹土區(qū)域涵洞基礎(chǔ)承載力的試驗(yàn)確定應(yīng)以現(xiàn)場檢驗(yàn)和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的辦法，并充分考慮土體含水量的影響。

因?yàn)榕蛎浲恋牧W(xué)性質(zhì)與含水量有密切關(guān)系，取樣試驗(yàn)因?yàn)樗蜆訒r(shí)間、取樣時(shí)基坑晾曬的時(shí)間、取樣時(shí)的季節(jié)和天氣等因素有重大影響，往往不能反映現(xiàn)場實(shí)際情況。以DK324+231涵洞的取樣試驗(yàn)為例，四次取樣試驗(yàn)結(jié)果基底土體承載力都達(dá)到或超過了設(shè)計(jì)要求（0.15MPa）。基坑剛挖開時(shí)現(xiàn)場采用輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果承載力不足0.10MPa。DK325+211.5涵洞原設(shè)計(jì)提供的地基承載力達(dá)到0.18MPa，實(shí)際施工時(shí)其實(shí)是軟塑粘土，承載力不足0.08MPa。其他鐵路線路在膨脹土區(qū)域施工時(shí)也遇到了類似的情況，這并非是試驗(yàn)出現(xiàn)了差錯(cuò)，主要是因?yàn)榕蛎浲恋莫?dú)特性質(zhì)以及取樣時(shí)間和季節(jié)的影響，土體的力學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化。

（5）路基改橋不能完全解決線路病害問題

因?yàn)榕蛎浲羺^(qū)域涵洞基礎(chǔ)處理的難度，或許以為路基改橋可以解決這些難題，這種想法尤其 6 應(yīng)該引起注意，值得慎重探討研究。

首先改橋增加了工程的造價(jià)，橋梁的造價(jià)一般來說比路基要高出許多，同時(shí)改橋后大量路基挖方無法利用，造成棄土占地大量增加，環(huán)境和水土保持以及農(nóng)田保護(hù)等費(fèi)用不可低估。

其次對于軟基較深的膨脹土地段，因?yàn)榛鶐r埋置較深，橋梁墩臺一般需要采用樁基礎(chǔ)。對于柱樁來說，因?yàn)闃抖饲度牖鶐r，樁身大部分在軟基中。若軟基存在蠕變現(xiàn)象，蠕變軟土中對樁身擠壓，導(dǎo)致樁身承受彎距和剪力作用，而橋梁的樁體本身不具備抗剪能力。若沒有相應(yīng)的保護(hù)措施，勢必將剪斷樁體；若是摩擦樁，則在蠕變的推力作用下，樁身包括承臺一同向下游滑移，危害更大。

（6）膨脹土區(qū)域涵洞施工應(yīng)合理調(diào)整工序

膨脹土區(qū)域施工要點(diǎn)是避開雨季，突擊旱季，這是盡人皆知的道理。但現(xiàn)在隨著機(jī)械化施工程度的不斷提高，各項(xiàng)重大工程的施工進(jìn)度和施工節(jié)奏也在飛速提升，象渝懷鐵路這樣的國家重點(diǎn)和難點(diǎn)工程，主體工程在兩年內(nèi)基本全部施工完畢。南方氣候多雨，僅靠短暫的旱季施工難以保障全線整體施工進(jìn)度的要求。施工周期的延長將會(huì)造成人力和機(jī)械設(shè)備的大量閑置和浪費(fèi)，合理安排施工，分解涵洞施工工序，保證雨季和旱季人力和機(jī)械設(shè)備資源的均衡使用尤其必要。

5、結(jié)束語

對于膨脹土涵洞基礎(chǔ)處理的措施和施工方案，目前還處在不斷地摸索和改進(jìn)階段，對于類似問題的研究，比如橋梁等其他構(gòu)筑物的基礎(chǔ)處理，也還需要進(jìn)一步的研究。希望在不久的將來，我們能夠?qū)ε蛎浲恋貐^(qū)基礎(chǔ)處理的設(shè)計(jì)和施工有一個(gè)定量和定性的認(rèn)識，避免類似問題在其他線路出現(xiàn)。

中鐵十五局集團(tuán)第四工程有限公司

佘創(chuàng)涓

撰稿日期

二○○三年十月十二日

第二篇：渠道膨脹土施工方案

渠道膨脹土施工方案

摘要：針對膨脹土對渠道的不利影響南水北調(diào)中線一期工程總干渠漳河北至古運(yùn)河南（委托河北建設(shè)管理項(xiàng)目）土建施工sg3標(biāo)工程實(shí)例，提出保證膨脹土渠段粘性土換填施工質(zhì)量、滿足設(shè)計(jì)要求、經(jīng)濟(jì)可行的施工方案，為后續(xù)膨脹土渠段施工提供重要的參考方法。

關(guān)鍵詞：膨脹土干場作業(yè)膨脹土開挖 粘性土換填施工 1概述

膨脹土是一種含一定數(shù)量的親水礦物質(zhì)(蒙脫石、伊利石、高嶺石或混層結(jié)構(gòu))且隨著環(huán)境的干濕循環(huán)爾具有顯著的干燥收縮、吸水膨脹和強(qiáng)度衰減的粘性土。根據(jù)其膨脹率分類，膨脹土可分為弱膨脹土、中膨脹土和強(qiáng)膨脹土。南水北調(diào)中線一期工程總干渠漳河北至古運(yùn)河南（委托河北建設(shè)管理項(xiàng)目）土建施工sg3標(biāo)存在大量的膨脹土渠段，需要進(jìn)行特殊處理，設(shè)計(jì)提出粘性土換填方案。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，施工單位總結(jié)出了一套對應(yīng)的膨脹土施工方案。2渠道膨脹土開挖及換填 2.1膨脹土開挖

（1）開挖時(shí)渠坡、渠底中強(qiáng)膨脹土預(yù)留50cm保護(hù)層、弱膨脹土預(yù)留30cm保護(hù)層，施工前將渠底保護(hù)層挖除及時(shí)驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后及時(shí)回填，渠坡保護(hù)層在換填過程中隨回填隨開凳挖除。（2）采用1m3挖掘機(jī)倒退法自上而下進(jìn)行開挖，分段長度150m～200m，分層厚度3-5m，自卸汽車運(yùn)輸至棄土場，推土機(jī)推平。

對同一斷面、同一開挖層，由中間向左右兩岸開挖，以利于層間排水，且隨時(shí)做成一定坡勢，以利排水。為防止降雨形成地表徑流沖刷邊坡，開挖渠段的渠道兩側(cè)結(jié)合永久截留溝開挖施工排水溝，有效截?cái)嗟乇韽搅鳎苊鉀_刷邊坡。

（3）渠坡、渠底中強(qiáng)膨脹土預(yù)留50cm保護(hù)層、弱膨脹土預(yù)留30cm保護(hù)層，待下道工序開工前人工配合挖掘機(jī)清除保護(hù)層。在測量人員的指揮下，用挖掘機(jī)在坡面上每隔10m開挖出樣槽，由有經(jīng)驗(yàn)的挖掘機(jī)司機(jī)按樣槽進(jìn)行保護(hù)層開挖，挖掘機(jī)開挖方向垂直于渠道軸線，由上而下順坡開挖，土料攏集于坡下后，裝車運(yùn)至指定地點(diǎn)。開挖時(shí)距離建基面預(yù)留5～10㎝的薄土層，該薄土層開挖前將挖掘機(jī)斗齒前焊接一塊厚約20㎜的鋼板作為“刮板”，長度同挖掘機(jī)斗寬，寬度約為15㎝，前緣與斗齒齊平，開挖方向垂直于渠道軸線，沿坡長自上而下將預(yù)留的薄土層刮除，人工用平頭鐵鍬將坡面遺留的松土清除并攏堆，在坡面上釘木樁，每5m作為一個(gè)斷面，按坡度放樣，在樁位上固定尼龍線，人工對坡面進(jìn)行適當(dāng)整理，直至坡面符合規(guī)范要求。

（4）由于渠道膨脹土換填段比較長且新建建筑物較多，因此在這些交叉物之間，渠道右側(cè)設(shè)置進(jìn)場道路，路寬7m，坡度10%。2.2土方換填施工方法和程序 2.2.1施工準(zhǔn)備和土料試驗(yàn)

（1）根據(jù)已知基點(diǎn)測設(shè)渠基換填基線，并引樁到渠基范圍以外。（2）直段每100m，平曲段處每50m或更小，測設(shè)施工樣架。

（3）開工前對料場進(jìn)行復(fù)查，然后對土料進(jìn)行檢測，通過室內(nèi)試驗(yàn)，取得土料的自由膨脹率、粘粒含量、塑性指數(shù)等物理試驗(yàn)資料，進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，取得最優(yōu)含水量、最大干密度參數(shù)。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)取得的參數(shù)對用于換填的土料在開工前進(jìn)行碾壓試驗(yàn)。

（4）選擇碾壓機(jī)械的類型，確定鋪土厚度、碾壓遍數(shù)等施工參數(shù)。2.2.2土料的開采

其施工程序?yàn)椋呵灞怼蠄鼋ㄔO(shè)→土料開采→取土場填。（1）取土場開挖前用推土機(jī)推除表層的雜質(zhì)、耕作土、植物根系，并推到一邊留做復(fù)耕使用。

（2）料場建設(shè)：料場周圍布置截水溝，并做好料場排水措施。（3）為保持含水量均勻、消除大塊粒徑，開采后對土料進(jìn)行攏堆和翻松，對局部含水量偏低的土料進(jìn)行灑水調(diào)整，對含水量超標(biāo)的進(jìn)行翻松晾曬。調(diào)整含水量視現(xiàn)場情況安排在填筑現(xiàn)場或取土場。2.2.3土料運(yùn)輸和鋪料

換填土料利用合格開挖土，本著低土低用、高土高用、近土先用、遠(yuǎn)土后用的原則進(jìn)

行挖填土方調(diào)配，采用流水作業(yè)的施工方法分段施工。作業(yè)面100～200m，作業(yè)面分層統(tǒng)一鋪土、統(tǒng)一夯實(shí)，推土機(jī)配合人工平土，設(shè)計(jì)邊線外側(cè)超填30cm，最后削坡成型。鋪料作業(yè)采用自卸汽車卸料，推土機(jī)平料，并確保以下幾點(diǎn)：

（1）按設(shè)計(jì)要求將合格土料鋪至規(guī)定部位，使用推土機(jī)平料。（2）采用進(jìn)占法施工。

（3）通過碾壓試驗(yàn)確定鋪料厚度30cm、土料粒徑≤15cm。（4）采用xsm220型振動(dòng)碾靜壓2遍、振動(dòng)碾壓6遍，最優(yōu)含水量控制在15.7%左右，現(xiàn)場控制干密度為1.72g/cm3。

（5）為保證碾壓質(zhì)量，防止雨水沖刷，在設(shè)計(jì)邊線外側(cè)超填一定余量，機(jī)械鋪料余量為30cm。2.2.4換填作業(yè)面布置

（1）保證干場作業(yè)，隨換填層上升高度，逐層將渠坡保護(hù)層開凳挖除。

（2）換土施工由底至高分層攤鋪碾壓上升。為防止擾動(dòng)渠底建基面。先換填渠底，然后分層換填渠坡并預(yù)留30cm超填余量，鋪料采用進(jìn)占法或后退法，推土機(jī)配合人工平整，振動(dòng)碾碾壓待渠坡?lián)Q填完畢后，再利用渠坡削坡土將渠底填筑設(shè)計(jì)換填高程。每層攤鋪前，采用推土機(jī)在坡面上推出寬度不小于30㎝高度為一層土料松鋪厚度的小臺階（開凳），以保證土體結(jié)合。

（3）為增加邊坡?lián)Q土層穩(wěn)定性，斜層攤鋪碾壓自渠道中心向渠坡中心向渠坡傾斜坡度2%～3%,并對渠坡基土逐層開凳鋪土碾壓，壓實(shí)度不小于0.98。

（4）分段作業(yè)面100～200m。

（5）作業(yè)面分層統(tǒng)一鋪土、統(tǒng)一碾壓，整平使用推土機(jī)，避免出現(xiàn)界溝。

（6）已鋪土料表面在壓實(shí)前被曬干時(shí)，灑水濕潤。

（7）若發(fā)現(xiàn)局部“彈簧土”、層間光面、層間中空、松土層或剪

切破壞等質(zhì)量問題時(shí)，及時(shí)翻松重新碾壓或挖除重新鋪土碾壓，并經(jīng)檢驗(yàn)合格后，鋪填新土。

（8）施工過程中保證觀測設(shè)備的埋設(shè)安裝和測量工作的正常進(jìn)行，保護(hù)觀測設(shè)備和測量標(biāo)志完好。

（9）渠基換填完畢后，作整坡壓實(shí)及削坡處理。在測量人員的指揮下，用挖掘機(jī)在坡面上每隔10m開挖出樣槽，由有經(jīng)驗(yàn)的挖掘機(jī)司機(jī)按樣槽進(jìn)行保護(hù)層開挖，挖掘機(jī)開挖方向垂直于渠道軸線，由上而下順坡開挖，土料攏集于坡下后，裝車運(yùn)至指定地點(diǎn)，經(jīng)加水破碎后重新利用。削坡時(shí)距離建基面預(yù)留5～10㎝的薄土層，該薄土層待下道工序施工前再清除。該預(yù)留部分清除時(shí)將挖掘機(jī)斗齒前焊接一塊厚約20㎜的鋼板作為“刮板”，長度同挖掘機(jī)斗寬，寬度約為15㎝，前緣與斗齒齊平，開挖方向垂直于渠道軸線，沿坡長自上而下將預(yù)留的薄土層刮除，人工用平頭鐵鍬將坡面遺留的松土清至挖掘機(jī)附近，隨“刮板”攏堆。在坡面上釘木樁，每5m作為一個(gè)斷面，按坡度放樣，在樁位上固定尼龍線，掛線后釘樁加密，人工對坡面進(jìn)行整理，直至坡面符合規(guī)范要求。3結(jié)束語

在施工過程中本方案技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠，施工完成后，膨脹土渠段換填完成的部位經(jīng)過半年多的靜置，未出現(xiàn)滑坡、沉降等不良現(xiàn)象。本施工方案適合于無地下水的膨脹土渠段換填施工，當(dāng)出現(xiàn)地下水時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況另行研究地下水的排降水方案。

參考文獻(xiàn)：

[1] 南水北調(diào)中線一期工程總干渠渠道膨脹土處理施工技術(shù)要求(nsbd-zxj-2-01)[2] 南水北調(diào)中線一期工程總干渠渠道膨脹土施工工法(nsbd-zxj-4-01)

第三篇：涵洞基礎(chǔ)換填作業(yè)指導(dǎo)書

涵洞基礎(chǔ)換填作業(yè)指導(dǎo)書

1.適用范圍

本作業(yè)指導(dǎo)書適用于適用于陽安二線鐵路六標(biāo)所有涵洞基礎(chǔ)換填施工。2.施工工藝 2.1 施工準(zhǔn)備 2.1.1 選料場

首先應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇料場，設(shè)計(jì)換填材料為為砂夾卵石。A.換填用砂應(yīng)為中、粗砂，有機(jī)質(zhì)和含泥量均不得大于5%； B.碎石粒徑不得大于100mm，含泥量不得大于5%； C.石灰質(zhì)量應(yīng)符合要求，石灰等級不得小于Ⅲ級。D.填料級配良好 2.1.2 壓實(shí)設(shè)備的選擇

對于砂卵石填料，宜選用自重大、頻率較低的振動(dòng)壓路機(jī)，施工條件不好的地方也可采用柴油打夯機(jī)進(jìn)行夯擊。4.2 施工程序

放樣→換填土層清除→填前原土壓實(shí)→換填土攤鋪推平→（灑水）→換填土壓實(shí)→壓實(shí)系數(shù)檢測→下一層換填土攤鋪推平開始循環(huán)至設(shè)計(jì)標(biāo)高→精平→驗(yàn)收 2.2.1 放樣

放出地基處理邊線，請監(jiān)理單位人員檢查驗(yàn)收。2.2.2 基坑開挖

根據(jù)設(shè)計(jì)要求地基換填深度內(nèi)的松土層要全部挖去，松散土層、腐植土清除以挖掘機(jī)為主，人工輔助施工。采用挖掘機(jī)開挖大面積的土層，人工清除沒有機(jī)械工作面的邊角處，邊坡及基底應(yīng)預(yù)留30cm厚的土方用人工進(jìn)行清除。開挖土方用自卸汽車全部運(yùn)至棄土場。基坑開挖邊坡按施工工藝要求及規(guī)范進(jìn)行放坡。土層清除至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，報(bào)請建設(shè)單位組織勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等單位進(jìn)行驗(yàn)收，基礎(chǔ)承載力及開挖深度符合設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行地基回填處理。

換填材料進(jìn)場時(shí)，換填材料應(yīng)及時(shí)取樣送檢，經(jīng)試驗(yàn)室檢測確認(rèn)合格后方可使用

換填地基底部和頂部高程允許偏差為±50mm。2.2.3 換填

換填采用水平分層填筑的方法，且應(yīng)先從低處開始填筑。A.分段按施工范圍做標(biāo)樁，標(biāo)樁間距20m。在標(biāo)樁上做填土虛鋪厚度標(biāo)識。在標(biāo)樁上應(yīng)統(tǒng)一編號，每層實(shí)測標(biāo)高均應(yīng)做好記錄，以備核查層數(shù)及每層壓實(shí)后的實(shí)際厚度。

B.填料攤鋪。將填料用自卸汽車運(yùn)至換填區(qū)，按梅花形布料，布料的間距按虛鋪厚度及自卸車的實(shí)際運(yùn)輸斗容量計(jì)算，并在換填面上進(jìn)行標(biāo)識。攤料時(shí)先用推土機(jī)進(jìn)行粗?jǐn)偅春穸葮?biāo)識，然后人工目測補(bǔ)料進(jìn)行精平。

C.填料攤鋪完畢之后，先通過自檢，然后通過質(zhì)量專檢員檢驗(yàn)虛鋪厚度，合格后方可進(jìn)行下道碾壓工序作業(yè)。

D.碾壓機(jī)械選用YZ12型振動(dòng)壓路機(jī)，碾壓8遍。碾壓時(shí)先靜壓2遍，然后進(jìn)行振動(dòng)碾壓6遍，并遵守先慢后快，由弱振至強(qiáng)振的原則。碾壓速度最大不應(yīng)超過50m/min，由兩邊向中間進(jìn)行碾壓。橫向接頭重疊0.5m以上,縱向接頭應(yīng)重疊1.5m左右。要達(dá)到無漏壓、無死角，確保碾壓均勻。每層壓實(shí)后用重型動(dòng)力觸探檢測承載力，符合要求后，方可進(jìn)入下一工序施工。

在地基換填處理過程中，大面積采用 12T振動(dòng)式壓路機(jī)碾壓8遍，每遍重疊1/2輪徑，機(jī)械碾壓不到的地方采用柴油打夯機(jī)進(jìn)行夯擊。每層碾壓（夯）實(shí)后均應(yīng)進(jìn)行檢測，不合格應(yīng)查找原因，如屬碾壓方法不對，則繼續(xù)碾壓，直到檢查合格為止。E.分段回填接槎處處理

分段回填時(shí)，每層接槎處應(yīng)做1：2的斜坡，上下層的錯(cuò)縫距離大于1米。回填不在同一層高度時(shí)，兩段交界處應(yīng)留成臺階形，臺階寬度1米，高度按每層的鋪筑厚度。

接槎處壓實(shí)度控制措施：先施工的區(qū)段接槎處留1米不碾壓，等后段碾壓時(shí)一塊碾壓，并對接槎處已壓實(shí)的區(qū)段重復(fù)碾壓，重復(fù)碾壓寬度不小于2米。為保證接槎壓實(shí)質(zhì)量，碾壓時(shí)應(yīng)加強(qiáng)灑水控制好填料的含水量，碾壓遍數(shù)增加兩遍。

3.砂卵石換填地基工程主要特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)問題

3.1 地基處理及回填工程量大、技術(shù)要求高，如處理不好容易產(chǎn)生不均勻沉降，將影響其上部建筑物的基礎(chǔ)質(zhì)量。

3.2 砂卵石混合料的壓實(shí)密度是地基回填質(zhì)量的一項(xiàng)重要參數(shù)，因此要求較高，施工中必須采取有效的組織措施和技術(shù)措施滿足填料壓實(shí)度要求。為保證質(zhì)量，正式回填前進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。施工中采用YZ12型振動(dòng)壓路機(jī)，進(jìn)行分層碾壓，并用220馬力的推土機(jī)等配套機(jī)械化施工設(shè)備，嚴(yán)格按試驗(yàn)確定的碾壓參數(shù)進(jìn)行施工，確保填筑質(zhì)量。3.3 地基換填及回填土質(zhì)主要為砂卵石混合料，卵石含量是衡量填料質(zhì)量的關(guān)鍵，因此施工前應(yīng)沿途踏探尋找合適的土源，施工中按規(guī)定嚴(yán)格把關(guān)，控制填料質(zhì)量。

3.4 合理規(guī)劃松土開挖、回填的分區(qū)和分期合理規(guī)劃施工道路，是保證施工強(qiáng)度和施工進(jìn)度的重要保證。

3.5 采用砂卵石壓實(shí)處理地基一般根據(jù)場地的工程地質(zhì)條件及周圍的地材條件來確定的。采用天然砂卵石墊層處理地基，具有強(qiáng)度高、變形小、造價(jià)低、工期短等優(yōu)點(diǎn)。但在此類工程施工中必須加強(qiáng)管理，從原材料的選用、分層回填厚度、壓實(shí)遍數(shù)到分層檢驗(yàn)等工序都應(yīng)從嚴(yán)把關(guān)，才能保證砂卵石層的施工質(zhì)量 4.質(zhì)量安全及環(huán)保 4.1 質(zhì)量保證措施

4.1.1 編制橋涵實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)，實(shí)行動(dòng)態(tài)管理，及時(shí)調(diào)整各項(xiàng)工程的進(jìn)度計(jì)劃，確保總工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。4.1.2 投入足夠的機(jī)械設(shè)備，提高工作效率。4.2 安全保證措施

施工中安全防護(hù)人員要堅(jiān)守崗位，防護(hù)器材、機(jī)具材料齊全到位，必要時(shí)要設(shè)置限界繩、限界桿、防護(hù)管棚等防護(hù)措施，施工現(xiàn)場安全警示標(biāo)語、警示牌設(shè)置齊全。

施工人員必須佩戴安全帽，無安全帽者不得進(jìn)入施工現(xiàn)場。凡進(jìn)入現(xiàn)場的人員，均要服從值班員指揮，遵守各項(xiàng)安全生產(chǎn)管理制度，正確使用個(gè)人防護(hù)用品。禁止穿拖鞋、高跟鞋或光腳進(jìn)入施工現(xiàn)場。

所有施工設(shè)備和機(jī)具使用時(shí)均必須由專職人員負(fù)責(zé)進(jìn)行檢查和維修，確保狀況良好。各技術(shù)工種均持證上崗操作，杜絕違章作業(yè)。大型機(jī)器的保險(xiǎn)、限位裝置、防護(hù)指示器等必須齊全可靠。4.3 文明環(huán)境保護(hù)措施

4.3.1 設(shè)立環(huán)保機(jī)構(gòu)，切實(shí)貫徹環(huán)保法規(guī)

嚴(yán)格執(zhí)行國家及地方頒布的有關(guān)環(huán)境保護(hù)，水土保持的法規(guī)、方針、政策和法令，結(jié)合設(shè)計(jì)文件和工程實(shí)際，及時(shí)提出有關(guān)環(huán)保的組織實(shí)施。

4.3.2 對廢棄物的處理

廢棄材料及時(shí)分別堆放整齊并運(yùn)至指定的位置進(jìn)行填埋處理。4.3.3 采用有效措施，消除施工污染

施工廢水、生活廢水采用沉淀池處理，清洗集料或含有油污的廢水采用集油池的方式處理，不得污染水源及耕地。施工地點(diǎn)要防治噪音污染。施工便道經(jīng)常灑水，防止車輛通過時(shí)塵土飛揚(yáng)。

4.3.4 強(qiáng)化環(huán)保管理，健全環(huán)保管理，健全環(huán)保管理機(jī)制，定期進(jìn)行環(huán)保檢查，及時(shí)處理違章事宜，并與當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保部門建立工作聯(lián)系，接受社會(huì)及有關(guān)部門的監(jiān)督。

4.3.5 加強(qiáng)環(huán)保教育，宣傳有關(guān)環(huán)保政策，強(qiáng)化職工的環(huán)保意識，使環(huán)境保護(hù)成為參建職工的自覺行為。

4.3.6 以醒目的標(biāo)志封閉施工區(qū)域，并在區(qū)界掛以醒目整潔的環(huán)保語言和企業(yè)精神等標(biāo)牌。

4.3.7 保護(hù)生態(tài)。施工中注意保護(hù)自然和生態(tài)，不得隨意拆堵水利設(shè)施，不破壞地表植被，保護(hù)好河渠、溝塘，不污染水源。

第四篇：高速公路膨脹土路基的施工處理方法（共）

高速公路膨脹土路基的施工處理方法

更新時(shí)間：2012-02-23 17:00:34 來源：中國工程機(jī)械品牌網(wǎng)

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膨脹土是指粘粒成分主要由強(qiáng)條水性礦物質(zhì)組成，并且具有顯著脹縮性的粘性土，在廣西地區(qū)分布較為廣泛。為了保證道路在較長時(shí)間內(nèi)路基的穩(wěn)定和路面的平整度，達(dá)到安全、舒適行車的目的，必須解決因膨脹土而造成的一系列工程問題。本文根據(jù)高速公路膨脹土路基處理基本方法，并結(jié)合自己在多年來的施工管理經(jīng)驗(yàn)提出一些施工處理方法。

一、問題的提出

膨脹土一直是困擾巖土工程界的重大工程問題。膨脹土遇水膨脹、失水收縮的變形特性及其邊坡浸水強(qiáng)度衰減特性在膨脹土地區(qū)的工業(yè)民用建筑、水利、鐵道、公路等工程建設(shè)和工程運(yùn)營中起到極大的破壞作用。近年來，我國巖土工程界在膨脹土微觀結(jié)構(gòu)特征及其工程性質(zhì)的研究中取得了豐碩的成果，對膨脹土產(chǎn)生工程病害的原因給予科學(xué)的解釋，并提出許多切實(shí)可行的處理辦法。隨著我國高速公路建設(shè)日新月異，許多公路路線不可避免會(huì)通過膨脹土地區(qū)。本文根據(jù)廣西水（水任）南（南寧）高速公路的膨脹土的物理性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)，以及地質(zhì)勘測的翔實(shí)報(bào)告及有關(guān)處理膨脹土的經(jīng)驗(yàn)，談?wù)勅绾卫煤侠硎┕し椒ㄈヌ幚砼蛎浲恋捏w會(huì)。

二、膨脹土的判別與分類

在膨脹土地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)，首先必須正確識別膨脹土與非膨脹土，并準(zhǔn)確判斷膨脹土膨脹勢的強(qiáng)弱和工程性質(zhì)的特點(diǎn)，然后才能在工程設(shè)計(jì)和施工中做到有的放矢，采取切實(shí)有效的方法進(jìn)行處理。以往的工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)（包括水利、公路、鐵路等）已經(jīng)證明：膨脹土并不可怕，可怕的是對膨脹土判斷失誤，沒有進(jìn)行正確的處理而導(dǎo)致工程病害的發(fā)生。對于膨脹土的判別與分類，近些年來國內(nèi)外做了大量的研究工作，基于不同目的采用不同的判別和分類方法。如：通過膨脹性礦物（蒙脫石及蒙脫石和伊利石、高嶺石的混層礦物）的含量、膨脹土的液限和塑性指數(shù)、自由膨脹率等等。雖然膨脹土的判別方法國內(nèi)外尚未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但比較廣泛采用的是現(xiàn)場定性和室內(nèi)簡易定量指標(biāo)相結(jié)合的方法，即根據(jù)工程地質(zhì)特征及土的自由膨脹率指標(biāo)綜合判定：[PageCute]

第一，裂隙發(fā)育，常有光滑面與擦痕，有的裂隙中充填灰白色、灰綠色粘土，在自然條件下呈硬塑狀態(tài)；

第二，多出露于二級或二級以上階地、山前丘陵和盆地邊緣，地形平緩，無明顯自然陡坎；

第三，常見淺層滑坡、地裂、新開挖坑槽壁易發(fā)生坍塌等；

第四，建筑物裂隙隨氣候變化而張開或閉合；

第五，自由膨脹率大于或等于40%。具備這些條件的土可判定為膨脹土，然后再對其進(jìn)行粘土礦物、基本指標(biāo)、力學(xué)強(qiáng)度等全面研究。

三、膨脹土路基基本的處理方法公路工程中的膨脹土處理主要涉及三方面的內(nèi)容：膨脹土邊坡穩(wěn)定及防護(hù)；膨脹土隧道的支護(hù)與襯砌問題；膨脹土路基的處理。一般來說，膨脹土路基處理方法有如下三種：換土、濕度控制、改性處理。

（一）換土

換土是膨脹土路基處理方法中最簡單而且有效的方法。顧名思義換土就是挖除膨脹土，換填非膨脹土或沙礫土，換土深度根據(jù)膨脹土的強(qiáng)弱和當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)確定。在一定深度以下的膨脹土含水量基本不受外界氣候的影響，該深度稱之為臨界深度，該含水量稱之為該膨脹土在該地區(qū)的臨界含水量。由于各地的氣候不同，各地膨脹土的臨界深度和臨界含水量也有所不同。換土深度要考慮受地面降水影響而使土體含水量急劇變化的深度，基本上在1～

2m，即強(qiáng)膨脹土為2m，中、弱膨脹土為1～1.5m，具體換土深度要根據(jù)調(diào)查后的臨界深度來確定。

（二）濕度控制

濕度控制法包括預(yù)濕和保持含水量穩(wěn)定。為控制由于膨脹土含水量變化而引起的脹縮變形，盡量減少路基含水量受外界大氣的影響，需在施工中采取一定的措施。如利用土工布或粘土將膨脹土路基進(jìn)行包封，避免膨脹土與外界大氣直接接觸，盡量減少膨脹土內(nèi)部的濕度遷移。水利工程建設(shè)中經(jīng)常采用膨脹土預(yù)濕法，用水浸泡地基土或覆蓋非膨脹土以達(dá)到膨脹土的濕度平衡。[PageCute]

（三）改性處理

化學(xué)固化就是利用石灰、水泥或其他固化材料通過與膨脹土的物理化學(xué)作用進(jìn)行膨脹土的改性處理，以達(dá)到降低膨脹土膨脹潛勢、增強(qiáng)強(qiáng)度和水穩(wěn)性的目的。具體來說：石灰的固化作用是由于鹽基交換、次生碳酸鈣膠結(jié)性、粘土顆粒與石灰相互作用形成新的含水硅酸鈣、鋁酸鈣等新礦物而顯現(xiàn)出來；水泥的固化作用是由于鈣酸鹽與鋁的水化物和顆粒間的膠結(jié)作用，膠結(jié)物逐漸脫水和新生礦物的結(jié)晶作用，從而降低膨脹土的液限，增大了膨脹土的塑限和抗剪強(qiáng)度；NCS固化材料除具有石灰、水泥的優(yōu)點(diǎn)消除土的脹縮性外，還有吸水增強(qiáng)作用，改善土的壓實(shí)性并生成微型加筋結(jié)構(gòu)，提高土的強(qiáng)度。在以往的膨脹土地基處理中已有過許多成功的先例，利用這種處理方法的成敗主要取決于固化材料的技術(shù)指標(biāo)和施工工藝。

四、膨脹土路基的施工處理方法

在廣西水（水任）南（南寧）高速公路施工中，針對膨脹土的物理性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)，根據(jù)地質(zhì)勘測的詳實(shí)報(bào)告及有關(guān)處理膨脹土的經(jīng)驗(yàn)，在施工中采用了綜合處理的思想，并進(jìn)行了針對性的研究，提出如下處理措施：

第一，填高不足1米的路堤，必須換填非膨脹土，并按規(guī)定壓實(shí)。

第二，使用膨脹土作填料時(shí)，為增加其穩(wěn)定性，采用石灰處治，石灰劑量范圍為10%～12%，要求摻灰處理后的膨脹土，其脹縮總率接近零為佳。

第三，路堤兩邊邊坡部分及路堤頂面要用非膨脹土作封層，必要時(shí)須鋪一層土工布，從而形成包心填方。第四，路塹邊坡不要一次挖到設(shè)計(jì)線，沿邊坡預(yù)留厚度30～50cm一層，待路塹挖完后，再削去預(yù)留部分，并以漿砌花格網(wǎng)護(hù)坡封閉。

第五，路堤與路塹分界處，即填挖交界處，兩者土內(nèi)的含水量不一定相同，原有的密實(shí)度也不盡相同，壓實(shí)時(shí)應(yīng)使其壓實(shí)得均勻、緊密，避免發(fā)生不均勻沉陷。因此，填挖交界處2米范圍內(nèi)的挖方地基表面上的土應(yīng)挖成臺階，翻松，并檢查其含水量是否與填土含水量相近，同時(shí)采用適宜的壓實(shí)機(jī)具，將其壓實(shí)到規(guī)定的壓實(shí)度。

第六，施工時(shí)應(yīng)避開雨季作業(yè)，加強(qiáng)現(xiàn)場排水。路基開挖后各道工序要緊密銜接，連續(xù)施工，時(shí)間不宜間隔太久。路堤、路塹邊坡按設(shè)計(jì)修整后，應(yīng)立即漿砌護(hù)墻、護(hù)坡，防止雨水直接侵蝕。

第七，膨脹土地區(qū)路床的強(qiáng)度及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)嚴(yán)格遵守國家有關(guān)規(guī)定、規(guī)范。

五、結(jié)語

膨脹土是影響道路及其他構(gòu)造物建設(shè)的一種特殊土質(zhì)，在實(shí)際工程中，其破壞力是巨大的。解決膨脹土的問題，應(yīng)著重從影響其物理、力學(xué)性質(zhì)變化的內(nèi)在因素和外在因素上考慮，從而通過特殊的施工工藝到處理的目的。一個(gè)工程有其自身的特點(diǎn)及建設(shè)條件，在廣西水（水任）南（南寧）高速公路中，處理膨脹土的措施已在施工中應(yīng)用，取得良好效果。

第五篇：軟弱膨脹土的地基處理與實(shí)例分析

軟弱膨脹土的地基處理與實(shí)例分析

摘要：軟弱膨脹土地基是一種比較特殊的地基。當(dāng)利用這種土作為建筑物地基時(shí)，必須采取必要的處理措施，以消除土的膨脹潛勢。處理措施一般分深層和淺層處理，本文通過工程實(shí)例，分析了不同建（構(gòu)）筑物在相同的地質(zhì)條件下的幾種處理方法。

關(guān)鍵詞：膨脹土地基處理灌注樁砂石墊層砂包基礎(chǔ)1概述膨脹土系指粘粒成分主要由強(qiáng)親水性礦物組成，具有吸水膨脹和失水收縮特性的粘性土。由于膨脹性土?xí)驗(yàn)橥林泻康淖兓l(fā)生相應(yīng)的膨脹或收縮變形，特別是在場地膨脹性土層厚度不一，均勻性不

一、不同部位處含水量的變化以及建筑物基底壓力不等等原因時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致地基土不均勻的隆起或下陷，使得建筑物產(chǎn)生墻體開裂、地面隆起或下陷等破壞。因此，必須對膨脹性土場地進(jìn)行處理，以滿足自由膨脹率δef均小于0.4的要求。2軟弱膨脹土地基處理的一般原則膨脹土地基的處理應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地基的脹縮等級、場地的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況和建筑物結(jié)構(gòu)類型等。結(jié)合建筑經(jīng)驗(yàn)和施工條件，因地制宜采取治理措施。如果能夠采用換填非膨脹土或采取化學(xué)等方法，從根本上改變地基土的性質(zhì)，則是根治的最好方法。如果用樁基或深埋的

辦法，使基礎(chǔ)落到含水量較穩(wěn)定的土層，就能大大減少建筑物的危害；對于上部荷重較輕的小型建（構(gòu)）筑物，亦可淺埋基礎(chǔ)但必須避免擾動(dòng)下部膨脹土。由此可知，軟弱膨脹土地基的處理應(yīng)根據(jù)場地土脹縮性能、水文地質(zhì)條件，考慮具體建筑物適應(yīng)變形的能力，采取相應(yīng)的處理措施。同時(shí)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體變形能力，切斷基底下外界滲水條件，以保證地基的穩(wěn)定性。3工程實(shí)例3.1工程概況云南個(gè)舊電解鋁廠位于云南省個(gè)舊市大屯鎮(zhèn)，地面絕對標(biāo)高為1293.6~1297.57m，地形平坦。在地貌上場地屬于盆地邊緣平坦地貌。據(jù)地質(zhì)勘察資料，本場地為膨脹性填土場地。各地層由上而下為：①1層填土（Qm1）：褐紅色，稍濕，稍密~中密，主要由灰?guī)r碎石、角礫及粘土等組成，層厚0.5~1米。①2層耕植土（Qm1）：褐紅色，稍濕~濕，松散，含植物根系。層厚0.4~0.5米。②1層粘土（Qa1+p1）：褐紅色，可塑狀態(tài)，局部硬塑或軟塑，局部含砂巖圓礫，局部夾薄層圓礫、礫砂，成分主要為砂巖。層厚0.5~2.10米。②2層卵石（Qa1+p1）：褐紅色、褐灰色，稍濕~濕，稍密，砂及粘土充填。層厚1.20~1.30米。③1層粘土（Qp1+1）：黑灰色、灰色、灰黃色，可塑狀態(tài)，局部軟塑狀態(tài)，局部含砂、礫石，次棱角狀，頂部偶見動(dòng)物殘骸，夾細(xì)砂、中砂。層厚3.2~8.4米。③2層中砂（Qp1+1）：灰色、淺灰色、灰黃色，很濕，松散~稍密，分選性較差，含卵石、圓礫，次棱角狀，含量5~10%，含粘粒。④1層粘土（Qa1+p1）：

黃綠色、淺黃色，可塑~硬塑狀態(tài)，局部含少量碎石、角礫。層厚0.6~4.80米。④2層中砂（Qa1+p1）：淺灰色、灰色、黃綠色，濕，稍密~中密，分選性一般，含圓礫、卵石，含量3~10%，含粘粒。層厚0.6~2.9米。④層粘土（Qa1+p1）：淺黃色、褐黃色、黃綠色，硬塑狀態(tài)，局部可塑或硬塑狀態(tài)，含碎石、圓礫，含量約5%左右，局部夾粉質(zhì)粘土。鉆孔未揭穿，層頂埋深6.00~13.40米。本場地地下水穩(wěn)定埋深0~1.3米。上述各土層的物理力學(xué)指標(biāo)見表1，各土層的容許承載力見表2。表1各主要土層主要物理力學(xué)指標(biāo)表土層編號土層名稱天然含水量（%）重力密度rKN/m3含水比aW孔隙比e液性指數(shù)IL壓縮系數(shù)a1-2MPa-1壓縮模量Es1-2MPa粘聚力CkkPa內(nèi)磨擦角Φk度②1粘土34190.760.960.40.44.9459.5③1粘土3318.80.660.910.30.454.7359.2③2中砂20.8④1粘土2520.50.490.670.050.29.08014④

2細(xì)

砂

④

粘

土2320.40.550.660.060.29.07513.5表2各層土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值土層編號土層名稱土的狀態(tài)地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值（KPa）①1填土稍密70①2耕植土松散②1粘土可塑135②2卵石稍密180③1粘土可塑140③2中砂松散~稍密150③3礫石中密~密實(shí)250④1粘土可塑~硬塑240④2細(xì)砂稍密~中密135④粘土硬塑2403.2地基處理方案的選擇因全廠新建建筑物較多，結(jié)構(gòu)型式多樣，對不均勻脹縮變形的適應(yīng)能力和使用要求均不同。因此慎重研究比較，合理選擇運(yùn)用地基處理方案，對于保證

建筑物安全可靠，節(jié)省投資，加快工程進(jìn)度都具有十分具有重要的意義。3.2.1電解車間3.2.1.1概況電解車間全長313.0米，柱距6.2米，跨度24.0米，鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，屋架下弦標(biāo)高16.0米，軌頂標(biāo)高9.15米，車間內(nèi)設(shè)有標(biāo)高為2.4米鋼筋混凝土操作平臺，操作荷載50KN/m2,兩臺電解鋁多功能起重機(jī)及一臺20t普通天車，多功能起重機(jī)最大輪壓Pmax為410KN。3.2.1.2地基處理方案的選擇根據(jù)本工程框架內(nèi)力分析結(jié)果，各柱腳內(nèi)力為N=3940kN,M=2200KN.m,V=141KN。基礎(chǔ)方案選擇如下：方案一：砂石墊層法。能夠充分利用天然地基強(qiáng)度，減少基底附加應(yīng)力和調(diào)整基礎(chǔ)變形沉降，較深層處理經(jīng)濟(jì)，且施工機(jī)具簡單，材料來源廣，通常是一種優(yōu)先考慮的地基處理方案。由于本場地地下水位高，且與電解區(qū)域內(nèi)凈化系統(tǒng)除塵煙道較近，煙道開挖較深，如采用本處理方法使得基槽開挖較寬較深，不利于機(jī)械碾壓，如果采用人工分層夯實(shí)，質(zhì)量不易保證，往往壓實(shí)系數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，施工工期較長，由于該地區(qū)雨量豐富，工期拖延會(huì)給工程地基處理及基礎(chǔ)的施工質(zhì)量造成不利影響，且砂石用量較大。方案二：沉管灌注樁。該樁單價(jià)低，施工快。但根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，沉管灌注樁端阻力小，所需樁數(shù)多，因而對上部土層的破壞較為嚴(yán)重，且該樁的成樁質(zhì)量人為因素很大，容易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷樁。方案三：人工挖孔護(hù)壁灌注樁。該處理方案施工簡單，機(jī)具設(shè)備少，進(jìn)度快，成本低，也能有效地克服膨脹土對建筑物的危害。根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，人工挖孔護(hù)壁灌注樁樁端阻力大，通過擴(kuò)底等技術(shù)處理，可節(jié)約樁數(shù)量，根據(jù)當(dāng)?shù)厝肆η闆r，可大面積開挖施工，以加快施工進(jìn)度。經(jīng)過技術(shù)及經(jīng)濟(jì)分析比較，本工程采用人工挖孔護(hù)壁灌注樁。由于樁的長度主要取決于地層的結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)傳下來的荷載，加上機(jī)械器具的因素，本工程采用Φ800人工挖孔護(hù)壁灌注樁，擴(kuò)底直徑為1.7m。3.2.1.3試樁及分析為了驗(yàn)證人工挖孔擴(kuò)底樁在本工程的適宜程度，在本場地做了兩組挖孔樁的試樁。分析以上兩組P—S曲線可得出單樁極限承載力可取為3200kN，滿足設(shè)計(jì)要求。由此可見，采用人工挖孔擴(kuò)底樁對本工程是適宜的。3.2.250米磚煙囪3.2.2.1地基處理方案的選擇根據(jù)當(dāng)?shù)靥幚砼蛎浲恋慕?jīng)驗(yàn)，工程采用樁基較為穩(wěn)妥。但根據(jù)現(xiàn)場具體情況，該煙囪位于電解區(qū)域內(nèi)，周邊建（構(gòu)）筑物已基本完工，如采用樁基，施工周期要加長，且工程造價(jià)也要提高。如果將基礎(chǔ)深埋，即把基礎(chǔ)直接座在第④層土上。這種方法雖然施工簡單，但基礎(chǔ)高度需加高3米，不僅增加了基礎(chǔ)的造價(jià)，且對周邊建（構(gòu)）筑物也有一定影響，同時(shí)，對下部膨脹土層擾動(dòng)過大。經(jīng)過分析比較，決定采用換填級配良好的砂石墊層。3.2.2.2砂石墊層的設(shè)計(jì)參數(shù)3.2.2.2.1配合比設(shè)計(jì)根據(jù)當(dāng)?shù)匾酝笆瘔|層級配的配比經(jīng)驗(yàn)，決定選用表3所示的重量比砂石級配，并進(jìn)行了室內(nèi)壓縮試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，該級配 的砂石，室內(nèi)壓實(shí)下取得了較好的密實(shí)度。表3顆粒組成（%）干重度γd（kN/m3）壓縮系數(shù)a1-2（kPa-1）壓縮模量Es（1-2）（kPa）粒徑（mm）50~2020~5砂松散狀態(tài)45.030.025.019壓

縮

狀

態(tài)42.132.025.926.34×10-533.4×1043.2.2.2.2墊層厚度的確定根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ7-89）及《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-91）的規(guī)定，經(jīng)計(jì)算本工程墊層厚度取1.2m，寬度寬出基礎(chǔ)邊緣1.0米。3.2.2.3砂石墊層的施工在砂石墊層施工前，作為持力層的膨脹土層應(yīng)避免人為擾動(dòng)。級配填料在摻加總重4.5%的水后，以攪拌機(jī)攪拌均勻，并以0.3~0.5米的厚度分層鋪墊。然后采用120kN的振動(dòng)碾壓機(jī)振碾，碾壓時(shí)采取分條疊合搭接，每次重疊1/2的碾輪，縱橫交錯(cuò)，重疊振壓各四遍。墊層碾壓結(jié)束后，對墊層進(jìn)行了現(xiàn)場檢驗(yàn)，經(jīng)測定，砂石墊層的壓實(shí)系數(shù)λc＞0.95.滿足規(guī)范要求，可以做為本構(gòu)筑物的地基。3.2.3單層附屬建筑對于場地內(nèi)單層附屬建筑，由于其上部結(jié)構(gòu)荷載較小，設(shè)計(jì)采用了砂包基礎(chǔ)的處理形式。由于砂包基礎(chǔ)能釋放地裂應(yīng)力，在膨脹土發(fā)育地區(qū)，中等脹縮性土地基，采用砂包基礎(chǔ)、地基梁、梁下油氈滑動(dòng)層以及加寬散水坡四者相結(jié)合的處理措施，能夠取得良好效果。砂采用中砂或當(dāng)?shù)刈匀患壟渫良邮A(chǔ)下處理厚度不小于300mm，每邊寬出基礎(chǔ)寬度不小于250mm。通過對已建成建筑物的沉降觀測，平均沉降

量為50~70mm，相對傾斜僅為0.01%~0.32%，完全滿足功能使用要求。4結(jié)論基礎(chǔ)的型式很多，設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)特性、工程地質(zhì)、施工條件、環(huán)境條件、施工工期、經(jīng)濟(jì)條件和材料市場價(jià)格等方面的因素進(jìn)行綜合評價(jià)，選擇既適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)使用要求，又經(jīng)濟(jì)可行的地基處理方案。地基處理的方法很多，但不管采用何種方法，處理后的建筑場地必須滿足強(qiáng)度、變形、動(dòng)力穩(wěn)定、透水性及特殊土地基穩(wěn)定性的要求。