【正文】 容重增加20%以上，孔隙比減少15%—40%；土的黏聚力和無側(cè)限抗壓強度提高40%—70%。加固膨脹土軟基的石灰樁長度一般取值2—4m。③樁距一般取3—4倍的樁徑距離。生石灰中摻人適量粉煤灰或火山灰等含硅材料時，粉煤灰或火山灰與生石灰的重力配合比一般為3:7。⑵其他配合措施設(shè)計包括邊坡表層排水、漿砌塊石或混凝土骨架、植草等設(shè)計。原則上講，樁長應(yīng)大于膨脹土強風(fēng)化層厚而小于強風(fēng)化層厚與弱風(fēng)化層厚之和。③—5倍的樁徑。 ⒉膨脹土塹坡加固的石灰樁設(shè)計計算⑴石灰樁設(shè)計①材料選用新鮮的生石灰，并需過篩，一般要求石灰粒徑20mm左右，含粉量不得超過總重量的20%，Ca0含量不得低于70%，夾石含量不大于5%。⑶排水作用石灰樁體的滲透系數(shù)一般為105—103cm/s，相當于細砂的滲透系數(shù)。⑵邊坡表層的分隔加固作用由于膨脹土中大量地、不均勻地分布著各種尺寸的結(jié)構(gòu)面(如裂隙、構(gòu)造軟弱面、斷裂滑面)，使其路塹邊坡破壞并表現(xiàn)出某些隨機性質(zhì)，既可以發(fā)生在坡腳、玻腰或坡頂，也可以發(fā)生在任何局部地段。⑴樁周膨脹土的改性作用石灰對膨脹土的改性機理具體參看上節(jié)的“石灰改性膨脹土的機理”，用于穩(wěn)定膨脹土石灰樁具有樁徑小、樁體密的特點。加摻和料的石灰樁，樁內(nèi)溫度可高達200—300℃，樁間土的溫度最高可達到40—50℃，從而使膨脹土產(chǎn)生一定的汽化脫水，膨脹土中含水量下降，土粒靠攏擠密，強度提高。從建筑物沉降觀測記錄表明，建筑竣工使用時，其沉降已基本穩(wěn)定。石灰樁這種置換作用在膨脹土地基具有獨特功用。⑵置換作用石灰樁較樁間土具有更大的強度(抗壓強度約500kPa)，其作為豎向增強體與樁間土形成復(fù)合地基。在天津清代道臺衙門舊址建筑物下曾發(fā)現(xiàn)石灰樁對土的膠結(jié)作用證據(jù)。用于處理膨脹土軟基的石灰樁一般為2—10m。用于公路膨脹塹坡穩(wěn)定的石灰樁更偏重于石灰對膨脹土的改性作用。石灰樁與經(jīng)改良的樁周土組成石灰樁復(fù)合地基，以支撐上部建筑物。若計算值小于30cm，則取30cm。換填或摻灰改性厚度可以通過非擾動土有荷載膨脹量試驗確定。此外，由于摻灰改性土的工程性質(zhì)的特殊性，本設(shè)計建議：①摻灰膨脹土混合料應(yīng)在樣品養(yǎng)護1—3d后進行擊實試驗，來確定最大干容重與最佳含水量。膨脹土摻灰量通過灰土的膨脹性試驗與CBR擊實試驗確定，以完全消除膨脹性，且CBR值達到規(guī)范要求時的摻灰量為設(shè)計標準摻灰量。⑶換填或摻灰改性厚度確定采用換填淺層摻灰改性措施時，宜將淺層的膨脹土軟基全部挖出，直至承載力滿足要求的下臥層。膨脹上改性摻灰量通過CBR擊實試驗確定。若根據(jù)上式初步判斷膨脹土軟基不滿足要求，則需按《規(guī)范》[10]中要求，進行穩(wěn)定驗算與沉降計算，來進一步確定其強度與變形是否滿足要求。荷載試驗宜采用浸水荷載試驗。在《規(guī)范》[10]中，要求“在軟土地基上修筑路堤，應(yīng)進行穩(wěn)定驗算與沉降計算”，來檢驗軟土地基的強度與變形是否滿足要求。⒈路堤基底換填與摻灰改性設(shè)計浸水后膨脹土的強度與變形指標急劇降低，承載力一般在80—150kPa范圍內(nèi)。該過程類似于水泥的水化反應(yīng)過程，CaO與水發(fā)生反映放出的熱，在初期加快了凝硬反映。由于這個反應(yīng)過程緩慢，對于改善土的工程性質(zhì)初期作用不大，但隨時間的延長改善作用會越來越明顯。摻灰改性土的石灰碳酸巖化反應(yīng)生成的CaCO3在摻灰土中多形成長短不等的棒狀物、針狀物及網(wǎng)狀物，它們將豁土顆粒聯(lián)結(jié)或包裹起來，集聚成粉粒或更大的團粒。膨脹土組成以蒙脫石、伊利石、高嶺石等勃土礦物為主。挖方及零填方路段的地基同時擔(dān)任路床的角色。從施工角度考慮。具體換填設(shè)計時，若換填方量過大，應(yīng)考慮借土與廢方對生態(tài)環(huán)境的不良影響。 淺層換填與摻灰改性法當公路路基的基底為劣質(zhì)土(或者說土的變形或承載力不符合要求)，且劣質(zhì)土層的厚度又不很大時，將原地表以下處理范圍的劣質(zhì)土部分或全部挖去，換填為性能穩(wěn)定或強度較大、無侵蝕性的其他材料，并分層壓實至要求的密實度，這種地基處理方法稱為換填法。排水滲溝也可作為換填與摻灰改性、有機大分子溶液改良、石灰樁加固措施的輔助手段使用。對于厚度較大的膨脹土軟基處理時，石灰樁或灰土樁加固法具有獨特的優(yōu)勢。這時，可考慮膨脹土改性法或石灰樁加固法。 處理方法針對膨脹土的工程特性與膨脹土地基的病害特點，并考慮工程的經(jīng)濟性，可以從換填、改性、隔水封閉、滲溝排水4個角度，歸納總結(jié)膨脹土地基處理措施與技術(shù)方法[6]。采用標準吸濕含水率與塑性指數(shù)對土的膨脹勢分級的指標見表34。2℃，相對濕度60%177。交通部《規(guī)范》膨脹土評價標準中的脹縮總率指標來自考慮地基承載力的房屋建筑部門。表 33 膨脹土工程地質(zhì)分類(交通部) 分類野外地質(zhì)特征主要黏土礦物成分（%）自由膨脹率（%）膨脹總量（%）強膨脹土中膨脹土弱膨脹土 灰白、灰綠色，黏土細膩，滑感特強，網(wǎng)狀裂隙極發(fā)育，有蠟面，易風(fēng)華成細粒狀、鱗片狀 以綜、紅、灰色為主，黏土中含少量粉砂，滑感較強，裂隙較發(fā)育，易風(fēng)化成碎粒狀，含鈣質(zhì)結(jié)核 黃褐色為主，黏土中含較多粉砂，有滑感，裂隙發(fā)育，易風(fēng)華成碎粒狀，含較多鈣質(zhì)結(jié)核或鐵錳質(zhì)結(jié)核蒙脫石伊利石蒙脫石伊利石蒙脫石伊利石高嶺石5035—50359065—9040—6542—4—注:脹縮總率為土在50kPa壓力下的膨脹率與收縮率之和。當符合其中2項指標時，判別為膨脹土。初判依據(jù)為土的現(xiàn)場宏觀地質(zhì)特征、自由膨脹率、液限。⒈原國家建委標準[3]該規(guī)范以自由膨脹率為判據(jù)，特殊情況下可以根據(jù)蒙脫石含量來確定自由膨脹率大于40%，或蒙脫石含量大于7%時，可判定為膨脹土。已有的工程教訓(xùn)證明，許多膨脹土的工程危害是由工程人員對膨脹土誤判造成。若將膨脹土漏判或?qū)娕蛎浲僚袨槿跖蛎浲?，會給工程埋下隱患；若將普通土誤判為膨脹土或?qū)⑷跖蛎浲翞閺娕蛎浲?，會造成?jīng)濟的巨大浪費。第4類為本設(shè)計建議使用的判別標準。初判適用于踏勘與初測階段，詳判適用于定測與施工圖設(shè)計階段。詳判時，使用自由膨脹率、蒙脫石含量與陽離子交換量3項指標。其膨脹土工程地質(zhì)分類見表33。事實上，設(shè)計與施工單位很少采用。所謂標準吸濕含水率指，在標準條件下(溫度25℃177。塑性指數(shù)很好地反映了粒度組成、分散特性及陽離子與黏土礦物之間的相互作用。中交二院研究提出的膨脹勢分級判別指標反應(yīng)了膨脹上的本質(zhì)，并具有測定簡單、便捷，所獲數(shù)據(jù)可靠、重現(xiàn)性好的優(yōu)點，便于設(shè)計與施工單位廣泛應(yīng)用。但換填方量過大時，廢土可能占用大量土地，并引發(fā)生態(tài)環(huán)境問題；某些地區(qū)可能還存在借土困難或借土成本過大的問題。石灰樁或灰土樁加固法對于斜面地基(塹坡)和平面地基(路基基底)均適用。采用隔水封閉措施，必須同時使用排水滲溝或其他排水措施，兩者缺一不可。而支撐滲溝不僅可以排水，并且具有阻止膨脹土邊坡變形破壞的功能。 原理和適用范圍換填摻灰改性法適用于公路的所有平面地基，既適用于填方路堤基底的處理，也適于挖方路面下的地基處理。小于1m填方路堤基底