【正文】 黃 土 黃土的特征及其分布 一 黃土的工程性質(zhì) 二 黃土病害的處治措施 三 黃土病害處治案例 四 一、黃土的特征及其分布 黃土的概念： 黃土是以粉粒為主，含碳酸鹽，具大孔隙，質(zhì)地均一，無明顯層理而有顯著垂直節(jié)理的黃色陸相沉積物，在干旱氣候條件下形成，一般分布在沙漠下風(fēng)處。主要分布地帶位于中亞至我國西北、華北和東北一帶，其中黃河中上游地區(qū)的 黃土高原 是世界上最大的 黃土分布區(qū) ，它的范圍大致北起陰山，南至秦嶺，西抵日月山，東到太行山，橫跨青海、寧夏、甘肅、陜西、山西、河南 6省，面積 64萬平方公里，約占我國陸地面積的 %，比法國和瑞士的面積總和還要大。 第二節(jié) 黃 土 一、黃土的特征及其分布 1）顏色為淡黃 、褐色或灰黃色（有時老黃土可能呈褐紅色）； 2）粒度成分以 粉土（ ～ ）顆粒為主，含量約占60～ 70%，一般不含粒徑＞ ； 3）含各種可溶 鹽，尤其富含碳酸鹽主要為 CaCO3，一般含量為 10～ 30%，可形成鈣質(zhì)結(jié)核（姜結(jié)石）； 4）孔隙多且大 ，結(jié)構(gòu)疏松，孔隙度多為 33～ 64%，有肉眼可見的大孔隙或蟲孔、植物根孔等； 5）無層理 ，但有垂直節(jié)理和柱狀節(jié)理。 由于黃土的柱狀節(jié)理發(fā)育，并且垂直方向的滲透系數(shù)大于水平方向的滲透系數(shù)，因此在黃土中鉆探時，泥漿易沿節(jié)理流失。 的邊坡 有垂直節(jié)理但 延伸小 ， 垂直陡壁不穩(wěn)定 ， 常成緩坡 物質(zhì)成分 粒度成分 粉土粒為主 (00075~)， 含量一般大于 60％ ；大于 。 階地越高 ， 黃土厚度越大有明顯層理 ， 常夾有粉砂 、 粘土 、 砂卵石等 ， 大河階地下部常有厚數(shù)米及數(shù)十米的砂卵石層 一、黃土的特征及其分布 第二節(jié) 黃 土 黃土的分類（見下表） 一、黃土的特征及其分布 第二節(jié) 黃 土 黃土的分類（見下表） 1）按生成年代分類 2）按成因分類 （兩種分類方法見上表） 3）按塑性指數(shù)（ Ip）分類 Ip ＞ 17 黃土質(zhì)黏土 7＜ Ip ≤17 黃土質(zhì)砂黏土 1＜ Ip ≤7 黃土質(zhì)黏砂土 Ip ≤1 黃土質(zhì)砂土 4）按濕陷性分類： 可分為濕陷性黃土和非濕陷性黃土兩類。 二、黃土的工程性質(zhì) 第二節(jié) 黃 土 黃土的壓縮性： 黃土的壓縮性中等，壓縮系數(shù)一般在～ 。 黃土的抗剪強度： 一般黃土的內(nèi)摩擦角 ? =15～ 25176。 ，黃土的抗剪強度中等。黃土的濕陷性是黃土地區(qū)工程建筑破壞的重要原因，但并非所有的黃土都具有濕陷性。排除地表水主要采用疏 導(dǎo)，以防止地表水下滲；排除地下水主要是防止地下水位升高。 ? 水的滲入是黃土地質(zhì)病害的根本原因，只要能做到嚴(yán)格防水， 各種事故是可以避免或減少的。 第二節(jié) 黃 土 ? 1）捶面護坡 ： 在西北黃土地區(qū)，為防治坡面剝落和沖刷，可用石灰爐渣灰漿、石灰爐渣三合土、四合土等復(fù)合材料在黃土路塹邊坡上捶面防護。防護厚度為10~15cm，一般采用等厚截面；只有當(dāng)邊坡較高時，才采用上薄下厚截面，基礎(chǔ)設(shè)有漿砌片石墻腳。這種防護的效果較好，常被廣泛采用，可用于路塹的任何較陡的邊坡。 此外，在黃土地 區(qū)公路邊坡還可以 采用植物防護、噴 漿防護等邊坡防護 方式。在濕陷性黃土地區(qū)，國內(nèi)外采用的地基處理方法有重錘表層夯實、強夯、換填土墊層、土樁擠密、化學(xué)加固等方法。 適用于 2m以內(nèi)厚度的黃土地基 強夯 一般采用 8～ 40t的重錘 （ 最重達 200t） ， 落距 10～ 20的高度自由下落 ， 擊實土層 。 適用于地表下 1～ 3m的黃土層的濕陷性 土樁擠密 先在土內(nèi)成孔 ， 然后在孔中分層填入素土或灰土并夯實 。 適用于 5~15m厚的黃土地基 化學(xué)灌漿加固 通過注漿管 ， 將化學(xué)漿液注入土層中 ，使溶液本身起化學(xué)反應(yīng) ， 或溶液與土體起化學(xué)反 應(yīng) ， 生成凝膠物質(zhì)或結(jié)晶物質(zhì) ， 將土膠結(jié)成整體 ，從而消除濕陷性 。設(shè)計規(guī)定 ,填土大于 4 m的濕陷黃土路堤及 Ⅲ 級自重濕陷地段 ,大中橋橋頭 50 m、小橋橋頭 30 m范圍內(nèi)的路堤 ,原地基采用強夯處理 。夯實寬度為路基坡角外 2 m范圍。部分結(jié)構(gòu)物基底存在軟弱下臥層 ,重錘夯實后無法滿足承載力要求 ,采用高壓旋噴樁或粉噴樁處理。經(jīng)與設(shè)計方協(xié)商后 ,改用灰土換填法處治濕陷黃土 ,換填厚度一般為 2 m左右 ,寬度超過路基坡角外 2 m。本項目濕陷黃土處治主要采用此方法 ,施工中按夯擊能量分重夯與強夯。樁體 28天立方體設(shè)計抗壓強度 ≥ 5 MPa,每延米水泥用量不小于 200 kg。復(fù)合地基承載力要求達到 350 kPa。要求復(fù)合地基承載力特征值達到 250kPa以上 ,樁長分 6 m、 9 m、 10 m、 12 m四種 ,樁距 m、 m、 m,梅花形布臵。其余段落樁徑均為 m,碎石填量為 m3/m。 主要處治方法 四、黃土病害處治案例 第二節(jié) 黃 土 第三節(jié) 膨脹土 膨脹土的特征及其分布 一 膨脹土的工程性質(zhì) 二 膨脹土對公路工程的危害 三 膨脹土地質(zhì)病害的處治方法 四 膨脹土病害處治案例 五 第三節(jié) 膨脹土 一、膨脹土的特征及其分布 概念 ： 膨脹土 是指具有較大的吸水后顯著膨脹、失水后顯著收縮特性的高液限粘土。在歐洲的俄羅斯、羅馬尼亞，東歐的其他地區(qū)，以及南非等也有分布。從目前的統(tǒng)計來看，它大致分布在從東北到西南一個寬闊的地帶內(nèi)，起自東北的吉林沿遼河向東南延伸至華北廣大地區(qū)，貫穿黃、淮、漢水流域，經(jīng)過兩湖和廣西到達云貴川地區(qū)，具有明顯的地理和地質(zhì)特征。 第三節(jié) 膨脹土 一、膨脹土的特征及其分布 膨脹土的特征 1）顏色有灰白、棕、紅、黃、褐、及黑色； 2）粒度成分中以黏土顆粒為主，一般在 50%以上，最低也要大于 30%，粉粒次之，砂粒最少； 3）礦物成分中黏土礦物占優(yōu)勢， 多為伊利石、蒙脫石，高嶺石含量很少； 4）脹縮強烈，膨脹時產(chǎn)生膨脹壓力，收縮時形成收縮裂隙。 第三節(jié) 膨脹土 二、膨脹土的工程性質(zhì) 強親水性 膨脹土的粒度成分以黏粒含量為主，高達 50％以上，黏粒粒徑（小于）非常小，接近膠體顆粒，為準(zhǔn)膠體顆粒，比表面積大，顆粒表面由游離價的原子或離子組成，即具有較大的表面能，在水溶液中吸引極性水分子和水中離子，呈現(xiàn)強親水性。膨脹土的裂隙按成因有原生次生之別。 膨脹土的裂隙 第三節(jié) 膨脹土 二、膨脹土的工程性質(zhì) 強度衰減性 天然狀態(tài)下，膨脹土結(jié)構(gòu)緊密，孔隙比小，干密度達 ～ ，塑性指數(shù)為 18～ 23，天然含水量與塑限接近，一般為 18％～ 26％，這時膨脹土的剪切強度、彈性模量都比較高，土體處于堅硬或硬塑狀態(tài)，常被誤認為是良好的天然地基。 ，有的甚至降低到接近飽和淤泥的強度。 超固結(jié)性： 膨脹土的超固結(jié)性是指在膨脹土受到的應(yīng)力歷史中，曾受到比現(xiàn)在土的上覆自重壓力更大的壓力，因而土的孔隙比小，壓縮性低。 弱抗風(fēng)化性、快速崩解性 一、膨脹土的特征及分布 概念： 膨脹土是一種富含親水性粘土礦物，并且隨含水量增減，體積發(fā)生顯著脹縮變形的高塑性粘土。 2） 使用膨脹土作填料時 ，為增加其穩(wěn)定性，采用石灰處治，石灰劑量范圍 10%∽ 12%，要求摻灰處理后的膨脹土，其脹縮總率接近零為佳。（如下圖所示） 第三節(jié) 膨脹土 采用土工織物處理路基 四、膨脹土病害的處治措施 膨脹土路基處理 4）路塹邊坡不要一次挖到設(shè)計線 ，沿邊坡予留厚度30∽ 50cm一層，待路塹挖完后，再削去予留部分，并以漿砌花格網(wǎng)護坡封閉。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，同時采用適宜的壓實機具，將其壓實到規(guī)定的壓實度。路基開挖后各道工序要緊密銜接，連續(xù)施工，時間不宜間隔太久。 7）膨脹土地區(qū)路床 的強度及壓實標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)嚴(yán)格遵守國家有關(guān)規(guī)定、規(guī)范。然后根據(jù)這些資料進行正確的路基設(shè)計，確定其邊坡形式，高度及坡度，并采取必要的防護措施。一般情況下，膨脹土邊坡要求一坡到頂，坡腳設(shè)置側(cè)溝平臺； 2) 采取一定的排水措施 ，防止地表水滲入坡體； 3) 采取支擋措施 ，設(shè)抗滑擋墻、抗滑樁、片石垛、填土反壓等； 4) 采取坡面防護措施 ，常用的有植物防護和骨架防護（如下圖所示）。然后在土工膜上鋪一層 10 cm厚的砂保護層 ,如下圖所示 ,經(jīng)人工整平碾壓后即可進行下一步路基填筑工序。 五、膨脹土病害處治案例（一） 第三節(jié) 膨脹土 常張路路基處治方案設(shè)計 3）加筋處治膨脹土 土 K86+020~K86+080為膨脹土加筋處理路段 ,設(shè)計長度 60 基 90區(qū)采用膨脹土作路堤填料 ,同時采用土工格柵分層加固處理 .土工格柵采用 TDGD/SDL35,主要技術(shù)指標(biāo)有 :幅寬 m,其最小抗拉強度為 35 kN/m,最大延伸率為 8%.鋪設(shè)方法見下圖為防止暴雨天水流對坡面形成沖刷 ,同時形成對膨脹土有效保護 ,采用格柵外加 20 cm耕作土層 ,植草綠化 ,既減少了大氣對土工格柵和膨脹土的作用 ,又美化了道路景觀 。鋪土工格柵時 ,用一排帶鉤的鋼筋拉住格柵端部 ,沿路中線方向人工拉緊至網(wǎng)格產(chǎn)生 1%~2%的伸長 ,立即用 Φ6 鋼筋制成的“ U” 型釘將格柵固定在路基上 ,“U” 型釘間距為 1 m,呈梅花形布臵 。 五、膨脹土病害處治案例（一） 第三節(jié) 膨脹土 常張路路基處治方案設(shè)計 3）加筋處治膨脹土 五、膨脹土病害處治案例（一） 第三節(jié) 膨脹土 處理效果：通過對常張高速公路一年多的現(xiàn)場實際觀測 (經(jīng)過雨季和旱季的干濕循環(huán) ),三個試驗路段沒有發(fā)生滑坡、坍塌、溜塌、沖溝、縱裂等破壞形式 ,說明試驗路段膨脹土的處理措施(鋪設(shè)土工膜、摻生石灰、加筋 )方法得當(dāng) ,效果良好。荊宜高速公路的建設(shè)對完善國家重點干線公路網(wǎng)和湖北省公路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，促進湖北經(jīng)濟發(fā)展，服務(wù)西部大開發(fā)和旅游經(jīng)濟的發(fā)展都具有重要意義。境內(nèi)主要控制點為雙蓮鎮(zhèn)，路線途徑白河水庫，上跨焦柳鐵路，所經(jīng)區(qū)域處于鄂西山區(qū)與江漢平原的過度地帶，處中亞熱帶與北熱帶融匯地區(qū)，氣候溫暖濕潤，四季分明，雨熱同期。 工程概況 五、膨脹土病害處治案例（二） 第三節(jié) 膨脹土 里程樁號 K67+800～ K68+350山頭處土質(zhì)各項指標(biāo)見下表。根據(jù) 《 公路路基施工技術(shù)規(guī)范 》 JTJ03395規(guī)定， Wl＞45%；自由膨脹率 FS＞ 90%屬于強膨脹土； 65%＜ FS＜ 90%屬于中等膨脹土； 45%＜ FS＜ 65%屬于弱膨脹土。 荊宜高速公路第六合同段 K67+800～ K68+350土場情況表 土場位置 取土深度 m 試驗單位 液限 % W1 塑性指數(shù) IP 自由膨脹率 % K67+800~K68+350 — 項目部工地試驗室 72 監(jiān)理中心實驗室 71 — 項目部工地試驗室 28 68 監(jiān)理中心實驗室 66 2 、處理方案 五、膨脹土病害處治案例（二） 第三節(jié) 膨脹土 1）降低邊坡應(yīng)力： 為了降低邊坡的側(cè)向應(yīng)力，首先就要采取削低邊坡高度和減緩邊坡坡度。邊坡不要一次挖到位，可采取分段施工，以控制土體開挖面暴露時間，當(dāng)確