[發明專利]一種物理改良與荷載聯合減小膨脹土膨脹勢的方法

有效

• 申請號: 201610601532.X
• 申請日: 2016-07-27
• 公開（公告）號: CN106223307B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 繆林昌;陳藝南;王非
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E02D3/00
• 分類號: E02D3/00;E02D3/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明是一種用于膨脹土地區高速公路、鐵路工程及房建工程的建設，利用這一技術可更好地保護和防止由于膨脹土的脹縮變形而廢棄，節約土地資源。

背景技術

我國已發現有20多個省份和自治區分布有大量的膨脹土，膨脹土是一種特殊的土，吸水膨脹脫水干裂，周而復始致使邊坡失穩；路堤垮塌影響公路鐵路的正常運營；河堤滑坡堵塞河道，影響通航排洪抗澇；使得輕型的建筑物開裂，甚至倒塌，給生命財產造成巨大損失。

膨脹土地區的高速公路、鐵路路堤和房建工程施工通常是摻加石灰和水泥進行膨脹土改性，但由于用石灰和水泥改性穩定期較短，一般在2-3年，不能滿足實際工程長期穩定的要求。這主要由于這種改性土易出現干裂縫，水從這些干裂縫中滲入到土體內部，膨脹土內部因水分增加產生膨脹，加速大表層干裂縫的發育和延伸，降低改性的效果。因此，水利工程中這種簡單改性對工程來說很不安全，并存在隱患。

發明內容

技術問題：本發明專利提出一種物理改良與荷載聯合減小膨脹土膨脹勢的方法，將膨脹土進行充分利用，避免的膨脹土的廢棄。施工簡單方便，無毒無害，能保證膨脹土地區挖方邊坡的穩定與安全。

技術方案：本發明提出了一種物理改良與荷載聯合減小膨脹土膨脹勢的方法。膨脹土出現吸水膨脹脫水干裂主要由于膨脹土含有黏粒的膨脹性的粘土礦物，原狀的膨脹土含有大量的原生次生的裂縫，傳統的改良技術穩定期較短，使用一段時間后常常會有出現開裂，改性失效。本發明通過物理改良與結構荷載聯合減小膨脹土膨脹勢的方法，將膨脹土進行充分利用，避免的膨脹土的廢棄。通過摻加粉細砂到膨脹土中，調整膨脹土的顆粒級配，改善粘土的脹縮性和土團粒結構，達到物理改性的目的，在充分攪拌均勻后進行分層振動壓實，而且不會出現干裂縫，這種物理改性后的膨脹土壓密層結構穩定。該技術達到標本兼治的功效。

具體的操作如下：

a、查明所在場地膨脹土埋深、厚度和膨脹土的膨脹勢大小；

b、測定膨脹土的顆粒級配，主要查明其黏粒的含量；

c、依據上部結構的穩定荷載大小和膨脹土的膨脹勢大小，確定膨脹土改良的方案；

d、物理改良膨脹土的過程中要求拌和均勻，采用碎土機將膨脹土粉碎，再摻加粉細砂土；

e、改良后的膨脹土要求分層碾壓，壓實度達到90％以上，這樣聯合上部結構的荷載，并在上部結構的底部做好防滲層，即可有效控制膨脹土的膨脹勢和脹縮變形。

所述步驟c的具體方法是：

c1)對于上部結構穩定荷載小于膨脹土膨脹力1/3的情況，通過物理改良后，使改良后的膨脹土的黏粒含量小于30％，改良主要通過摻加粉土和細砂，外加2％的生石灰參與改良；

c2)對于上部結構穩定荷載介于膨脹土膨脹力1/3至1/2之間的情況，通過摻加粉土和細砂的物理改良后，使改良后的膨脹土的黏粒含量小于30％，外加1％的生石灰參與改良；

c3)對于上部結構穩定荷載接近或大于膨脹土膨脹力1/2之間的情況，通過摻加粉土和細砂的物理改良后，使改良后的膨脹土的黏粒含量小于30％；

c4)摻加粉土和細砂的要求：粉土與細砂的比例為3∶2，細砂的粒徑小于2mm。

有益效果：基于這一施工工藝，施工簡單方便，有保證襯墊結構工程的安全使用，具有明顯的經濟效益和社會效益。該工藝通過調整膨潤粘土的顆粒級配及和易性，改善粘土的脹縮性和土團粒結構，再進行分層壓實，降低滲透系數，同時改變級配的膨潤粘土壓實層不再出現干裂縫，性能穩定，強度高，這樣的襯墊對深部原狀土壤和地下水起到隔離保護作用。該技術可用于現代衛生填埋場工程的設計、施工中去。

具體實施方式

本發明的建立方法如下：

a、查明所在場地膨脹土埋深、厚度和膨脹土的膨脹力大小；

b、測定膨脹土的顆粒級配，主要查明其黏粒(粒徑小于5μm)的含量；

c、依據上部結構的穩定荷載大小和膨脹土的膨脹勢大小，確定膨脹土改良的方案；

c1)對于上部結構穩定荷載小于膨脹土膨脹力1/3，且黏粒的含量超過55％的情況，通過物理改良后，使改良后的膨脹土的黏粒含量小于30％，改良主要通過摻加粉土和細砂，外加2％的生石灰參與改良；如寧淮高速公路淮安一標段的膨脹土測得其黏粒含量60％，膨脹土的膨脹力245kPa，每方膨脹土摻33kg生石灰，再摻600kg細砂和900kg粉土，均勻拌合壓實后膨脹力只有58kPa(小于路堤荷載80kPa，穩定)，很明顯得到了改良；