膨胀土改良Word版

1、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

2、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11.膨胀土的定

3、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

4、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：山墙上呈倒八字形，裂缝上宽下窄；外纵墙下部裂缝水平方向，同时墙体外倾，基础外转；地基多次往复胀缩，使墙体裂缝斜向交叉；独立砖柱水平断裂同时水平位移；地坪隆起、开裂等。见图：12膨胀土地基的特征121一般特征 膨胀土地基是指粘粒成分只要

5、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：类别地貌岩性矿物成分物理性指标分布的典型地区含水量孔隙比液限塑性指数一类分布在盆地的边缘与丘岭地以灰白灰绿的杂色粘土为主裂缝特别发育常有光画面或擦痕以蒙特石为主20-3706-1.145-9021-48云南

6、自蒙鸡街广西宁明河北邯郸河南平顶山湖北襄樊二类分布在河流的阶地以灰褐灰黄红黄色粘土为主裂缝很发育有光滑面或擦痕以伊里石为主27-380.9-1.450-10020-45安徽合肥四川成都湖北枝江十堰陨县山东临沂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。122膨胀土的物理特性:天然含水量接近塑限w=20%30%wp,一般饱和度st0.85.天然空隙比中等偏小e=0.50.8.:液限wl=38%55%, 塑限wp=20%35%;塑性指数Ip=1835,为粘土,多数Ip

7、=2235之间.:粘土颗粒含量d0.005mm颗粒占24%40%.:液限指数很小,Il=-0.140,呈坚硬或硬塑状态.:自由膨胀率=40%-58%,最高70%.膨胀率=1%4%.膨胀压力=(10110)kpa:缩限Ws=11%18%;红粘土类型的膨胀土Ws偏大:压缩性小,多属于低压缩性土.123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

8、.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.124膨胀土的野外特性膨胀土一般分布在级以上河谷阶地，丘陵地区及山前缓坡地带125膨胀与收缩变形的主要内外因素1 内因: 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.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,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.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

9、,收缩小.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: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,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,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;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

10、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该地在四季循环中土的含水量变化情况时，就有可能预估建造在地基上的结构。1.3. 膨胀土的现场特征和判别1.3.1膨胀土多出现于地形平缓的山前丘陵和盆地边缘，无明显自然陡坎；常见浅层滑坡、地裂、新开挖的坑槽壁易发生坍塌；呈裂隙发育，开挖后即见有光滑面与擦痕，且裂隙中充填着灰白色，灰绿色粘土，自然条件下呈硬塑状态。在膨胀土地区施工，首先必须正确识别膨胀土，准确判断膨胀性的强弱，依据规范要求采取切实可行的方法进行处理，膨胀土并不可怕，怕的是对膨胀土判断失误，没有进行正确的处理而导致工程病害的发生。对于膨胀土的判别与分类，国标膨胀土地区建筑

11、技术规范GBJ112-87按自由膨胀率和地基变形来划分膨胀土的胀缩等级，虽然膨胀土的判别方法国内外尚未有统一标准，但比较广泛采用的是现场定性和室内试验指标相结合的综合判定。1.3.2交通部公路路基施工技术规范JTJ033-95规定“凡是液限大于或等于40%；自由膨胀率大于或等于40%，两个条件同时具备的粘土即可判断为膨胀土”具体下列工程地质特征的场地，且自由膨胀率大于等于40%的土应判定为膨胀土：（1）裂缝发育，常有光滑面和擦痕，有的裂缝中充填这灰白，灰绿色粘土，在自然条件下呈坚硬或硬塑状态。（2）多出露于二级或二级以上阶地，山前和盆地边缘丘陵地地带，地势平缓，无明显自然徒坎。（3）常见浅层塑

12、性滑坡，地裂，新开挖槽壁宜发生坍塌等。（4）建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合。 1.4 膨胀土的分类交通部公路路基施工技术规范JTJ033-95根据其膨胀率Fs大致可分强、中、弱三级，见下表：指标液限Wl自由膨胀率Fs土名弱性膨胀土Wl40%40%Fs65%中性膨胀土Wl40%65%Fs90%强性膨胀土Wl40%Fs90%2膨胀土地区建筑工程措施211 建筑措施（1）建筑体型应力要求简单，下列情况应设置沉降缝：挖方与填方交界处或地基显著不均匀处；建筑物平面转折部位或高度（或荷载）有显著差异部位；建筑结构（或基础）类型不同部位。（2）屋面排水宜采用外排水；排水量较大时，应采用雨水明沟或管道排水。

13、（3）散水设计要求：散水面层采用混凝土或沥青混凝土，其厚度为80mm100mm；散水垫层采用灰土或三合土，其厚度为100mm200mm;散水伸缩缝间距可为3m，并与水落管错开；散水宽度不小于1.2M其外缘应超出基槽300mm，坡度可为3%-5%；散水与外墙的交接缝和散水伸缩缝，均应填以柔性防水材料；散水宽度不小于2M的宽散水；面层可采用C15强度等级的混凝土，厚80mm100mm；并在面层与垫层之间做隔热保温层，可采用13石灰焦渣，厚100mm200mm；垫层可采用28灰土或三合土，厚100mm200mm。散水外端用C15混凝土包裹隔热层与垫层，至垫层底部深度。（4）室内地面设计 应区别对待；

14、要求不严格的地面按通常方法，级膨胀土地基和使用要求特别严格的地面，可采用地面配筋或地面空架；大面积地面应做分格变形缝，分格尺寸可为3M3M；变形缝均应填嵌柔性防水材料。212结构措施 （1）基础形式；较均匀的弱膨胀土地基，可采用条形基础，基础埋深较大或基地压力较小时宜采用墩基。（2）采用承重砌体结构：可采用拉结较好的实心砖墙，不得采用空斗墙、砌体墙或无砂混凝土砌体；不宜采用砖拱结构、无砂大孔混凝土和无筋中型砌块等对变形敏感的结构。（3）设置圈梁：圈梁部位为房屋顶层和基础顶部。多层房屋的其他各层可隔层设置；必要时也可层层设置。砖混结构房屋圈梁应设置在外墙、内纵墙以及对整体刚度起重要作用的内横墙上

15、，并在同一平面内闭合。圈梁的高度不小于120mm，纵向钢筋可采用412，混凝土强度等级为C15。（4）设置构造柱：级膨胀土地基必要时可适当设置构造柱，以加强上部结构整体性。2.2膨胀土地基的处理方法2.21：结构物场地有坎坡时首先应治坡 在进行膨胀土地基设计及处理时，首先应考虑场地地形的复杂程度及其对工程的影响。这主要应考虑边坡的稳定性，挖填方带来的影响，场地土质的均匀程度。调查结构表明，建造在膨胀土坡地上的建筑物，其损坏要比建造在平地上的普遍而且严重的多。因此设计时应尽量避免将结构物建造在这类坎坡上。当必须在坎坡上建造时，应首先治坡，整治环境，否则单纯的局部地基处理将是难以奏效的。膨胀土坎坡

16、建筑场地，一般是指坡比等于或大于十分之一的坡腰地带及坡肩至坡顶方向10m范围内的坡肩地带要维持边坡稳定可采取如下措施。 1）排水 规划好场区内外排水系统，使雨水能够顺利排出场区外。坡地应设置截水沟，防止地面水侵入坡体。 2）支档 可采用重力或保湿挡土墙。 3）护坡保湿 其目的是消除土体胀缩变形的外来因素，使土体水分即使在旱季期也不致大量蒸发，以保持土中水分的稳定，从而使坡体的稳定得到保证。一般措施有在坡面浆砌片石、铺植草坡和铺砂等。2.22.膨胀土地基处理措施 目前国内外有关膨胀土地基处理的方法较多，膨胀土地基处理方法应进行技术经济比较，选用下列一种或几种方法。 1）增大基础埋深：使基础穿过膨

17、胀土层，埋在非膨胀土层之上。试之基础有较高的强度 2）桩基础 单桩的容许承载力应通过浸水应通过浸水静载试验，或根据当地建筑经验确定。在设计地面标高以下3m内的膨胀土中，桩周容许承载力应乘以折减系数0.5。 桩长应通过计算确定，且不得小于4m，应使桩基支承在膨胀变形较稳定的土层或非膨胀性土层上。 桩身全长需进行配筋计算。 坎坡场地选用桩基时，桩长应适当增长，桩尖应支承在坡脚下大于1m的深度处。此外，在施工中宜采用分段快速作业法，防止基槽（坑）曝晒或泡水。验槽后，应及时浇混凝土垫层。当基础施工出地面后，基坑应及时分层回填完毕。工程竣工使用期间还应加强维护管理。 3）换土：可采用非膨胀土或灰土,换土

18、厚度可通过变形计算确定。 4）砂包基础 由于砂包基础能释放地裂应力，所以在膨胀土发育地区，中等胀缩性土地基，采用砂包地基、地基、油毡滑动层以及散水坡四者相结合的处理措施，可取得明显效果。 灌浆法和电渗水 用石灰和水泥等附加剂以及电渗改良膨胀土的结构以加固地基的处理方法，在国外都有采用，由于技术、设备的问题以及昂贵的价格成本，目前我国较少采用。2.3.国内目前采用较多的方法有：2.3.1换土换土是膨胀土路基处理方法中最简单而且最有效的方法。是通过挖除膨胀土，换填非膨胀土或砂砾料、山渣料。换土深度要由膨胀土的强弱、当地的气候特点通过实际调查后来确定。基本在12m，在一定深度以下的膨胀土含水量基本不

19、受外界气候变化的影响。我们在膨胀土路堑、零填段都采用这种方法。填挖交界段应将2米范围内的挖方地表土挖成台阶，翻松并压实到规定的压实度。2.3.2湿度控制湿度控制法包括浸水预湿和保持膨胀土含水量的稳定。膨胀土是因含水量的变化而引起的胀缩变形，控制了含水量的变化就控制了胀缩变形，尽量减少路基土的含水量受外界大气的影响，在施工中采取包边，即挖即填快速封闭，形成包心填方，避免膨胀土的湿度变化。如是干燥的膨胀土则应采用浸水预湿或覆盖非膨胀土以保证膨胀土的湿度平衡。施工时要避开雨季作业，现场要及时排水。2.3.3化学改性利用石灰、水泥等其他固化材料通过与膨胀土的物理化学作用进行膨胀土的改性处理，降低膨胀土

20、的胀缩性，增加强度和提高水稳定性。如掺石灰是由于石灰（氧化钙、氢氧化钙）与土颗粒、水、空气相互作用形成新的含水硅酸钙、铝酸钙等新矿物相互胶结，脱水，进行盐基交换，从而降低膨胀土的液限含水量，增大了膨胀土的塑限和抗剪强度。常见的施工方法有：高压旋喷发，旋转搅拌法，硅化加固法，干粉喷射搅拌法，以上各种化学加固的方法对于机械碾压法，重锤夯实法，震动压实法及换土垫层法等因加固处理的影响深度较浅，属于浅层地基处理方法。对于强夯法，挤密法，沙井堆载预压法法，高压喷射注浆法，深层搅拌法等加固处理的影响深度较深，属于深层基础处理方法。2.3.4 设计控制法 这种方法经常在房屋建筑中使用，也是很有效的办法，就是

21、在设计房屋结构和基础是预先查看当地的有关膨胀土的记录和资料，计算出膨胀土的膨胀力，使之整个房屋的荷载大于膨胀力，这样就可以避免应膨胀力引起的房屋不均匀沉降。 综合来看：如何处理，防护，治理膨胀土应从影响其胀缩特性、强度变化的内因和外因两个方面着手。一方面通过掺石灰、水泥、粉煤灰、绿化钠、绿化钙或磷酸等进行化学改性来稳定膨胀土；一方面要通过合理的施工方案来控制含水量的改变，遵循“保湿防渗、超填超挖、快速封闭”的施工原则。路基开挖后各道工序要紧密衔接，连续施工，时间不能间隔的太久。路堤、路堑边坡刷到位后要立即浆砌防护施工，防止雨水直接侵蚀。第二篇 膨胀土的试验3. 试验项目、方法及工艺 实例3.1

22、事例概况(孝襄高速公路)湖北省孝襄高速公路是国家规划建设的西部开发八条公路干线中银川至武汉的重要路段，是联系西部地区的一条重要通道。该项目为世界银行贷款建设项目，共分15个合同标段。全长243.516km。孝襄高速公路中铁一局承建11合同段。本标段经过三镇十村，路线全长17.595公里。本区段线路途经地势平坦的丘陵地带，位于低山丘陵区，挖填方量大，路基是关键。其中膨胀土分布路段长，范围广，膨胀土路基总长度为8120m，以弱膨胀土为主。用这种土来填筑路堤必须采取防护措施和填土改性，确保高速公路安全运用。怎样将具有膨胀强度不同的胀缩土，处理后达到高速公路施工标准的要求是关键。也是本标段施工的技术难

23、点。3.2试验部分3.2.1膨胀土掺石灰改良（膨胀土改良前室内试验指标） 指 标 天然含水量%液限%塑性指数最大干密度g/cm3最佳含水量%自由膨胀率%CBR%吸水量g膨胀量%小于0.075mm细粒含量%土域二工区22.848.419.41.8117.3452.22104.9395.9三工区24.357.829.31.7518.0462.82507.6795.2四工区20.751.228.01.8017.0462.01705.8395.7五工区20.350.225.71.7715.5502.61704.9998.23.2.2.膨胀土改良前现场试验路段（K210+650K211+150）模拟填筑

24、试验指标(三工区土)碾压前含水量范围%1014141818222226碾压后压实度K值%7382829389958692根据上表试验数据和实际施工证明：膨胀土属于高含水量土，当土的含水量超过最佳含水量5%时，无论采取何种压实措施，都不能达到要求的压实度。而且当达到某一密度后，如继续用重型压路机碾压，将使土体发生剪切破坏而出现翻浆既“弹簧”现象。使土的强度降低，因此不易直接填筑。必须采取措施降低土的含水量。如果晾晒湿土块不易破碎更需要长时间晾晒，增加施工循环时间，根本无法保证施工计划进度。在雨季则根本无法施工，且在晾晒时又容易结成较坚硬的颗粒，很难压实，即使使用“宝马”大吨位的压路机，强震六遍都

25、不满足压实度要求。此外表中各土强度（CBR值）也不能满足交通部规范JTJ013-95最小强度要求，规范规定路面底面以下深度（cm）上路床030下路床3080上路堤80150下路堤150以下零填及路堑路床030CBR最小强度%854383.2.3.膨胀土改良后室内试验指标（三工区土弱膨胀土掺石灰改良）指标液限%塑性指数最大干密度g/cm3最佳含水量%自由膨胀率%CBR%吸水量g膨胀量%灰量0%51.725.71.8218.9582.82907.874%50.122.81.7315.71915.3650.0325%48.720.91.7415.11624.3400.0266%46.918.11.7

26、214.41534.8250.0129%44.417.41.6913.51056.8200.007根据上表试验数据和实际施工证明：膨胀土经掺石灰改良后有效降低了膨胀土的膨胀量，使膨胀土的水稳强度CBR显著增大。液限含水量、塑性指数都有明显下降，降低了膨胀土对液相水的灵敏性，大大改善了膨胀土的水稳定性。含水量下降3%6%，不需要晾晒，用工地压实机械达到规定压实度则是轻而易举的事，缩短了施工循环时间，加快了施工进度，且CBR强度也远远大于规范要求，保证了工程质量。3.3 膨胀土碎石灰土改良（掺2040mm单粒级碎石）室内试验室外填筑石：干土灰：干土最大干密度最佳含水量强度CBR压实度弯沉值30%6

27、%1.9114.7769699%13330%8%1.8613.9959699%12030%10%1.8213.11179699%9740%6%1.9314.5809699%10240%8%1.8813.91109699%9540%10%1.8512.61349699%67 根据现场试验和实际施工证明：掺30%40%碎石和6%10%石灰对膨胀土改良，采用合适的工艺，其压实度K和弯沉值均可满足规范要求。保证了基床路基的质量，为路面工程的施工创造了良好的条件。3.4 膨胀土改良后石灰剂量的测定 在膨胀土路基改良施工中，如何把石灰均匀地掺进去是施工的关键。如何测定现场拌和土样的石灰掺量是否满足设计规范

28、要求则是施工质量检测的关键。3.4.1 准备标准曲线3.4.1.1 取样备料交通部规范公路工程无机结合料稳定材料试验规程中水泥或石灰稳定土中水泥或石灰剂量的测定方法：主要是EDTA滴定法。该方法是将工地现场土和石灰取样风干后分别过2.5mm或2.0mm筛，并用烘干法测其含水量。按2%、4%、6%、8%、10%配制五种剂量不同的混合料，各两份，分别放在搪瓷杯内，每份重300g，土的含水量应等于工地预期达到的最佳含水量。所用水也应与工地水相同。3.4.1.2 剂量测定 取盛有试样的搪瓷杯，在杯内加600ml 10%氯化氨溶液，用不锈钢棒充分搅拌3分钟，静置4分钟后取上部清夜转移至300ml烧杯内，

29、搅匀，加盖待测。用移液管吸取上层悬浮液10.0ml放入200ml的三角瓶内，加入50ml 1.8%氢氧化钠（内含三乙醇胺）再加入钙红指示剂摇匀，溶液呈玫瑰红色，用EDTA二钠（乙二胺四乙酸二钠）标准液滴定到纯蓝色时为终点，记录EDTA二钠的耗量。对其他几个试样用同样的方法进行试验，并记录EDTA二钠的耗量。 3.4.1.3 绘制标准曲线 以石灰剂量为横坐标，以不同剂量的混合料所消耗的EDTA二钠的毫升数平均值为纵坐标制图，两者的关系应是一条顺滑的曲线如下图。当土质或石灰改变，都必须重做标准曲线。 EDTA 0 2 4 6 8 10 石灰剂量%3.4.2 现场测定 在工地选取有代表性的石灰土混合

30、料称300g放在搪瓷杯中，加入600ml 10%氯化氨溶液，用不锈钢棒充分搅拌，如前步骤那样进行试验，记录EDTA二钠的耗量。利用所绘制的标准曲线，根据现场所取石灰混合料消耗的EDTA二钠的毫升数，就可确定石灰混合料中的石灰剂量。如上图4.膨胀土改良后填筑施工工艺4.1 施工准备4.1.1 机械设备：装载机、挖掘机、推土机、平地机、振动压路机、自卸式运输汽车、路拌机、五铧犁、洒水车等。4.1.2 试验检测设备：核子密度仪、灌砂桶、环刀、天平、案称、弯沉仪、卷尺、钢钎、手锤、石灰剂量测定药品、酸碱滴定架、玻璃容器等。4.1.3 人员：机械设备司机、试验检测人员、施工技术人员、整修等配合人员等若干

31、名。4.1.4 掺配用料： 石灰粉、碎石（单粒级2040mm）4.2方法及步骤4.2.1 填土阶段根据填筑区段、松铺厚度计算所需膨胀土的数量及每车料的堆放位置和间距，用石灰洒成方格，将每车料卸至方格内。4.2.2 平整阶段 先用推土机摊铺平整，若膨胀土较湿时，应用五铧犁翻耕晾晒，若过干，可适当洒水至合适的含水量。洒水或晾晒时要考虑膨胀土掺石灰后对土的降低含水量。可用核子密度仪快速检测含水量。用平地机初平，使各出填土厚薄均匀，用压路机快速静压一遍。4.2.3 掺灰拌和阶段将摊铺平整的土用核子密度仪或灌砂法、环刀法测土此时的干密度土及含水量W；用钢钎和卷尺测量土的松铺厚度h土；按下式计算需掺石灰的

32、厚度H灰。 H灰=h土×土/灰×n 灰：石灰容重 n灰：石灰掺配比例将石灰运至填筑区段用平地机按计算的厚度进行摊铺，必要时用人工配合，若石灰掺量少按厚度摊铺有困难，就根据计算的石灰质量折合成面积，还是用画方格的方法，每一方格内一袋石灰或多少公斤。再用机械加人工配合摊铺均匀。然后用五铧犁翻耕，路拌机拌和均匀。4.2.4 碾压前检测 首先是石灰剂量的检测，将现场拌和好的石灰土取样通过EDTA二钠标准液滴定，来确定石灰剂量是否符合设计规范要求，如果掺灰量不足则要再掺直至满足规范要求。其次测改良土的含水量，控制在最佳含水量-2%+3%的范围内。必要时需晾晒或洒水。4.2.5 碎石灰

33、土则需按4.2.3步骤计算碎石摊铺厚度或质量，用平地机加人工配合摊铺均匀，然后用五铧犁翻耕，路拌机拌和均匀。4.2.6 碾压阶段 用重型振动压路机进行碾压，先静压再振动最后静压，从两边往中间，先慢后快，一般碾压遍数为：静压1+强振2+弱振1+静压2，必要时需根据土质不同将碾压遍数做适当调整，直至工艺最佳，满足压实度要求。4.2.7 检测阶段 规范规定：压实度检测每一施工路段、每一填筑层都要进行施工单位自检，监理抽检。且每1000平方米检测4点的检测频率要求。为保证工程质量，我们用核子密度仪快速检测，用灌砂法做对比进行校正确认其可靠性。既保证了压实度检测频率，有效的控制了工程质量，又缩短了施工循

34、环时间；也减轻了试验检测人员的劳动强度，加快了施工进度，遵循了膨胀土施工“各道工序要紧密衔接，连续施工，时间不能间隔的太久，快速封闭”的施工原则要求。 当压实度、平整度、横坡等都满足规范的要求后，才可以进行下一层的施工。为保证路基边坡的密实、稳定，根据规范要求路基两侧在填筑时均加宽50cm。基床填筑完成后，刷坡到设计，再进行浆砌防护。 到目前为止，我合同段路基施工在项目部领导的紧密合理安排下，所完成的工程数量在全线名列前矛，压实度在省指挥部几次巡检中都受到指挥部领导的好评。5. 试验分析5.1 膨胀土是属于高含水量的一种特殊粘性土。其产生膨胀与收缩的原因很复杂，首先是由于其内部本身所含的特殊物

35、质（亲水性矿物成分：蒙脱石，伊利石，高岭石，绿泥石等）和结构特征决定的，其次环境水则是胀缩变形发生的主要诱发因素。膨胀土与水有着密切的关系。它所表现出的胀缩性均是由于土的含水量起变化而产生的不同性质。如果只有土的存在而没有水的作用，则膨胀土固有的胀缩特性就表现不出来，所以如何控制好膨胀土路基土的含水量是我们防护，治理膨胀土路基的关键。因此，在工程施工中，如何改造膨胀土周围的环境条件，是我们解决膨胀土工程问题的一个出发点。 填料的压实，是借助于压路机的碾压对填料产生一种压实力和剪应力，从而克服填料颗粒之间原有的粘聚力和摩擦力，迫使其颗粒重新排列。部分相对软弱颗粒被破碎，棱角被磨掉，小颗粒填入大颗

36、粒中的孔隙将颗粒之间的空气和水分挤出，使孔隙尽可能减小，达到密实。使颗粒之间的粘聚力和摩擦力增大，土的力学性质得到改善，防止以后产生沉降，满足高速公路行车要求。由于膨胀土的颗粒较细，含水大，碾压时只能减小孔隙而不能排出水分，若晾晒又会失水干缩，形成坚硬的土颗粒，反而增大空隙更难压实。更重要的是膨胀土有遇水膨胀，强度骤减的特性。被浸润或水泡过后容易产生膨胀，流坍、坍塌、滑坡等严重事故，失水后即产生开裂，松散，剥落等病害。给工程带来相当大的危害。填料的CBR强度：以填料按重型击实求得的最大干密度，最佳含水量按重型击实方法制作成试件，两端垫上滤纸装上测量装置，加四块荷载板，2.7kPa压力，在水中浸

37、泡四昼夜。从水中取出倒出试件顶面的水，静置十五分钟，以底面积1963.5mm2的贯入杆以11.25mm/min的速度压入试件。采用贯入量为2.5mm时的单位压力与标准压力之比作为材料的承载比（CBR）。众所周知，影响土的工程性质的主要因素要取决于土颗粒之间结合水膜厚度的变化，结合水膜薄，土颗粒之间的粘结力就大，土的抗剪强度大，胀缩性就小。结合水膜厚，土颗粒之间的粘结力就小，土的抗剪强度就低，胀缩性就大。膨胀土土粒成分主要以亲水性较强的蒙脱石及伊利石为主，水不仅可以进入晶胞之间，而其表面亦可吸附水。膨胀土掺石灰后，利用离子交换原理，可以使土中Ca2+离子含量提高，离子交换能力变大，使水化膜变薄，

38、强度增大，胀缩性就减小，改善了土的工程性质。此外，膨胀土掺入石灰再遇水后发生化学反应，生成氢氧化钙。土脱水硬化后胶结力增强，强度提高。CaO+H2O=Ca（OH）2 而氢氧化钙具有一切可溶性碱的共性。很容易和空气中的二氧化碳结合生成碳酸钙晶体，并结成硬块。 Ca（OH）2+ CO2= Ca CO3+ H2O 碳酸钙本身就是一种非膨胀矿物，当混合料中的石灰达到一定的含量时，碳酸钙晶体结成硬块后对提高强度，减小土的胀缩性起主要作用。如果碳酸钙以包膜的形式覆盖在土样表面时，作用就更显著。 石灰土再掺入单粒级碎石后，大大改善了土的颗粒级配。单粒级碎石粒径为2040mm远大于土的颗粒粒径，他们的掺配主要

39、是以碎石为主体和骨架，由石灰土来填充碎石颗粒之间的空隙，。当受到外力碾压的作用时，碎石颗粒间的空隙不断减小，靠近，直至最小。同时石灰土也在外力碾压的作用下，不断填充碎石颗粒之间不断减小的空隙，使石灰土被碎石颗粒分割在碎石颗粒的孔隙内，增加了对石灰土的约束，而碎石也因石灰土对其颗粒孔隙的填充，相互之间增加了摩阻，其稳定性大大提高。这种以碎石为主体和骨架，土石相互约束的稳定结构，干密度大幅度增加，胶结力增强，强度提高，既满足了压实度要求又满足了路面弯沉值的要求。 6.改良的成果、效益及意义膨胀土在我国分布很广，以后还有很多公路或铁路将通过膨胀土地区，我们不可能怕膨胀土对路基有危害就将它弃之不用，换填非膨胀土来填筑路基，这是不现实的。通过这次对膨胀土的改良研究，总结出一套完整的施工经验，对我们在将来的膨胀土施工中有着非常重要的意义。 膨胀土改良加快了施工进度，确保了施工工期为企业赢得了时间，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，也为当地的经济发展做出了巨大的贡献。 通过对膨胀土的改良，使我们深刻的认识到，膨胀土是影响道路及其他构造物建设