广西膨胀土地区室外工程结构设计要点

广西膨胀土地区室外工程结构设计要点

周德勋

广西城乡规划设计院广西南宁530000

摘要：世界各国某些地区都有膨胀土，而膨胀土给工程带来了不小的麻烦。我国就是世界上膨胀土分布最广、面积最大的国家，大约膨胀土分布在我国3亿多人口生活的地区。广西地区的膨胀土占有量是各省中比较多的一个省市，而国家以及省市不可能不发展，所以某些地区包括广西地区在内的一些工程，必须要在膨胀土上施工，而在膨胀土地区施工，给施工带来一些安全隐患和未知的难度，所以本文就是介绍广西膨胀土地区室外工程的一些结构设计要点。

关键词：膨胀土；广西地区；室外工程

引言

膨胀土是一种具有特殊性质的土种，膨胀土通产给予极强的强度和压缩性比较低，在初期，往往勘测人员会把膨胀土认为是一种优质的土，可以作为地基来使用，但是由于膨胀土的特殊性，无法作为地基的地区。而我国膨胀土的分布比较广泛，许多建筑物不得不建造在膨胀土上，所以现如今，膨胀土问题的施工讨论一直没有停息，并且在工程上对于膨胀土施工技术的改良也从未停止过，而且我国已经得到了很多膨胀土施工工程的措施和工程的结构要点。下文就是对这些结构要点介绍。

1、膨胀土的定义、特性以及危害

1.1膨胀土的定义

膨胀土指的就是土中富有亲水性矿物具有吸水能力，而在吸水后慢慢膨胀和水消失后逐渐收缩的一种粘土。膨胀土在没有水的情况下会呈现出强度很大或者坚硬的土质，一般都是黄色、红色或者灰白色的土质颜色，常见光滑面，如果有裂隙的话，慢慢裂隙将越来越大。

1.2膨胀土的特性

1.2.1岩性特性

天然状态下，膨胀土表面十分坚硬，而且没有裂隙，土的含量比较致密，孔隙比一般小于0.8，是一种可以作为地基的土质。膨胀土成分在水平方向比较均匀，一致，但是如有裂隙部位却在发育中。通常来看，膨胀土的三大指数都比较大，液限为百分之40到百分之60，塑限为百分之17到百分之35，塑性为18到33，天然饱和度比较大，但含水量极少，一般在百分之20，所以土质一般都是坚硬状态的，内聚力较大，内摩擦因素较高，压缩性都是中等偏低，所以会让勘测或者工程人员误以为是很好的地基，具有较强的地基承载力。但对于建设在其上的建筑物来讲，会有长期的安全隐患存在。就是在膨胀土被水浸湿，哪怕在一定的荷载作用下，土仍会膨胀，并慢慢崩解成一个个土粒存在，导致地基承载力的下降，造成建筑物的倾斜。

1.2.2胀缩特性

膨胀土中具有较大的黏粒存在，而一般膨胀土黏粒存在量高达百分之35以上。由于存在这种黏粒，膨胀土和水相结合时，在颗粒的周围就会形成水膜，将周围的颗粒推开，矿大颗粒间的距离从而使土的体积膨胀。

1.3膨胀土的危害

1.3.1对于建筑物的破坏

前面已经说到天然状态下膨胀土通常是强度较高、压缩性较低的土质，有利于作为地基的土质要求。但是土质含水率发生改变时，很快就会出现裂隙，土体结构也会崩解，土体间的过水量随之增大，强度将会慢慢减小。从而使地基出现不均匀的沉降，使建筑物的室内地板慢慢拱起，也会使建筑物产生一定的倾斜。严重的破坏了建筑物的地基情况，使建筑物无法正常使用甚至会出现工程事故的发生。

1.3.2对于道路的破坏

膨胀土的分布极为广泛，所以膨胀土地区修筑高速公路或者省级公路这样巨大的工程时，无法躲避一些膨胀土地区，必须要在膨胀土地区修筑公路。在修路过程中，膨胀土有很强的粘性，含水量一旦过大时，将土质粘结成一个巨大团块，难以在短时间内晾干。而且在含水量慢慢减小时，土块的强度将随之上升，从而使土块坚硬无比，难以压实。这样的土质情况使施工难度增大，延长工期，而且无法保证质量的要求。

在道理使用过程中，下雨过程中，土体随之膨胀，使土体从深度慢慢膨胀，从而失去承载作用。膨胀力超过了上部荷载或临界荷载时，路基会随之出现大大小小不同的坑或者道路拱起，影响道路的正常使用和车辆通过的安全。

2、膨胀土地区的结构设计要点

广西地区室外工程的结构设计要点如下：

2.1场地选择

首先应选择地形较为平缓、地势角度的场地，其次要选用一些坡脚和坡顶宽较大的场地，不能选择一些冲沟的场地。也不能选择一些稳定性差的场地，地基承载力较小的场地不宜选用，也要避免选择一些离地下溶沟、地下水变化较强的地段或者是已经出现过严重地裂的地段。

2.2场地的整理

一旦无法避开坡脊或者冲沟的场地，那就必须通过平整土方或者砌挡土墙，砌护坡的方法来使场地变成一面临坡的场地，才能使用。在砌挡土墙时应注意最低挡土墙应砌于在胀缩性较弱或者没有胀缩性的土层上，才能使挡土墙建的有意义。挡土墙背必须填有松散砂砾层，砂层上部需有粘土封顶，这样才能起到防止渗水的作用。挡土墙面上必须要有泄水孔，使水从其通过，不能破坏的土体性质。

膨胀土地区容易出现滑坡或者崩塌现象，在平整场地使，必须卸掉坡上的土，若平整场地造成膨胀土外露，宜采用非膨胀土“包盖”。

2.3结构设计

2.3.1结构类型

尽量规整平面，建筑的竖向规整均匀；相同结构单元尽量使其高矮一致，同一结构单元不能太长。单层平房要合并成多层楼房，不许采用对地基承载力发生变化的拱形或者壳形结构。

2.3.2结构构造

不能采用空斗墙、无砂大孔混凝土墙等对地基变形敏感的结构方式。

砌筑砂浆要使用水泥砂浆使其提高强度。

同一建筑下地基的胀缩性偏差较大时，应该使其变为两个独立的结构单元。

2.4地基基础设计

2.4.1换土：在膨胀土强度满足不了对上建筑物的承载力要求时，可以进行换土，使其土质强度上升，进行分层逐步碾压过程，然后进行载荷试验，以达到对上部结构荷载满则的要求。

2.4.2砂垫层：在条形基础或者是独立基础的基底垫砂；在挡土墙、地下室、地沟、地坑等的侧壁填砂；坡地上的基础底下不能垫砂。

2.4.3防水保湿：在生产、生活建筑的室外搞小区覆盖，减小地面水向地基渗透或者地基水分向大气中蒸发，使其土质强度减弱的现象；建筑四周设有散水，不要设有明沟，设散水要注意其宽度与地基存在的胀缩等级有关。

2.5基础设计

基础埋深和基础类型要结合实际情况与当地地基胀缩等级来确定。

2.6建筑结构设防原则

膨胀土地区地基上的建筑物，必须要选用延性好、对地基变形适应能力强、材料强度高的钢结构、钢筋混凝土结构、其次才是木结构、砌体结构，不能使用砖木结构。

维护结构时应该采用砖、砌块充填墙时，充填墙与框架柱间作柔性拉结。钢筋混凝土单层厂房维护结构采用外贴式，并与柱有可靠拉结；厂房端部应设屋架，不得采用山墙称重。不同地基胀缩等级、不同结构形式的建筑物应该采用不同的设防结构措施。

参考文献：

[1]李峰.浅谈膨胀土地区路基施工技术[J].科技信息，2010，

[2]王武涛，李建斌.浅析膨胀土地区岩土工程勘察及处理措施[J].城市建设理论研究：电子版，2015，

[3]李为，邹立，李远富.膨胀力地区路基设计浅谈[J].四川建筑，2007，

[4]杨标，石东伟.浅谈膨胀土地区岩土工程勘察方法[J].城市建设理论研究：电子版，2015，