浅论膨胀土勘察中膨胀土地基的评价要点

浅论膨胀土勘察中膨胀土地基的评价要点

郎学君  

云南省有色地质局勘测设计院

摘  要：论文概述了某膨胀土地区的岩土工程勘察概况及膨胀土地基分析要点，研究内容主要围绕场地条件、膨胀土的判别与分类、膨胀土工程特性指标的统计利用、膨胀土地基胀缩变形量的计算及膨胀土地基的评价方法展开。通过系统分析，得出了一套科学、全面的评价要点，为膨胀土地基的评价提供了参考与借鉴。

关键词：膨胀土；岩土工程勘察；膨胀土地基评价

前言：在膨胀土地区进行工程勘察时，膨胀土地基的评价是至关重要的一环。这一过程主要涉及对膨胀土的物理力学性质进行详尽分析，包括其膨胀潜势、工程特性指标以及在不同条件下的稳定性评价。通过综合考虑场地条件、岩土体工程地质特性及环境因素，能够准确判断地基的承载力和变形特性，为工程设计和施工提供科学依据。这一评价过程不仅关乎工程安全，也对提升工程质量和经济效益具有重要意义。

1.某膨胀土地区岩土工程勘察概况

拟建红河东风韵小镇—双创园建设项目位于弥勒市南部新哨镇东风韵风景区内（见图1），项目由多个地块组成，占地面积广，以低层建筑为主。为确保项目的顺利设计与施工，本次勘察旨在提供详细的岩土工程资料和设计参数。勘察任务包括查明地形地貌、地层结构、地下水情况、场地稳定性及抗震设防参数等。勘察工作遵循《岩土工程勘察规范》、《膨胀土地区建筑技术规程》、《云南省膨胀土地区建筑技术规程》等相关标准，并注重对基坑开挖、边坡支护和降水设计的考虑。通过细致全面的勘察，为项目的地基基础设计提供科学依据，确保项目的安全性和经济性。

图1 项目区地理位置图

经过勘察，项目拟建场地地基土（岩）层主要由第四系人工填土（Q4ml）、第四系坡积（Q4dl）粘土层、上第三系河头组（N1-2h）湖积粘性土及坡洪积砾砂、下伏中生界三迭系中统个旧组（T2ge）强风化白云质灰岩组成。再根据地层时代、成因、结构类型、物理力学性质特征的差异，场地内地基土层细分为7个主层和4个亚层共11个层位。其中：

③层浅黄色硬塑状粘土、④层褐红色硬塑状粘土以中等膨胀潜势为主，少量高膨胀潜势，为场地内典型膨胀土；②层褐红色硬塑状粘土、⑤蓝灰、深灰色硬塑状粘土，⑥褐黄色硬塑状粘土以弱膨胀潜势为主。

2.场地膨胀土地基分析评价要点

2.1场地条件

根据《膨胀土地区建筑技术规程》及云南省地方技术规程，本场地因多处地段位于缓坡及斜坡地带，地形坡度大于5°，拟建场地被归类为坡地（不利）场地。此类场地在工程建设中面临地基稳定性、排水及施工难度等挑战，尤其在膨胀土地区，其湿胀干缩特性进一步加剧工程难度。因此，在设计和施工中需特别关注这些不利因素，确保工程质量和安全。

2.2膨胀土的判别与分类

根据《云南省膨胀土地区建筑技术规程》（DBJ 53/T-83-2017）要求，膨胀土的判别应在工程地质调查的基础上，根据膨胀土的野外鉴别方法进行初步判定，当初步判定可能是膨胀土的土层，应结合自由膨胀率指标按下表1进行综合判定和膨胀潜势分类。

表1 云南省膨胀土判别指标及膨胀潜势分类

注：当土的δef低于各类土的弱膨胀潜势下限值5%以内，但野处调查具有膨胀土显著特征者，仍应判为膨胀土。

根据以上判别标准，结合本次勘察各土层自由膨胀率（δef）试验统计结果，各土层膨胀潜势判别如下表2。

表2 各土层自由膨胀率统计表

具体来说，②层粘土位于地基土浅部，显示弱膨胀潜势；而③层粘土广泛分布于整个场地，具有中等膨胀潜势，是本场地主要的膨胀土层；④层和⑤层粘土主要分布在大气影响深度以下，同样表现出中等和弱膨胀潜势；⑥层粘土位于地基土深部，具有弱膨胀潜势。这些膨胀土层的存在对弥勒地区的建筑工程设计、施工及地基处理提出了特殊的要求。为确保建筑物的稳定性和安全性，必须采取相应的工程技术措施，如设置膨胀土隔层、加强排水设施等，以减轻膨胀土对建筑物的影响

[2]。

2.3膨胀土工程特性指标

弥勒市是典型的膨胀土分布区，大气影响深度4.5m内。拟建场地浅表部膨胀土主要集中分布在②层、③层和④层粘土中，对场地的基础稳定性有重要影响。意味着在浅基础设计和施工中需要特别考虑各浅表层土体的膨胀性。在勘察过程中浅表层土体各项胀缩指标统计于下表3，用于膨胀地基评价中的定量计算。

表3 膨胀土工程特性指标统计表（部分）

2.4膨胀土地基胀缩变形量的计算

为了准确判定场地膨胀土地基等级，在场地内采取5组原状土样进行胀缩试验，即分别进行地基土50Kpa压力下的膨胀率（δef50）、收缩系数（λs）、膨胀力（Pe）试验，试验数据用于计算大气影响深度范围内地基土胀缩变形量，胀缩变形量按《云南省膨胀土地区建筑技术规程》（DBJ 53/T-83-2017）第4.2.10条如下公式进行计算：

Ses=ψes（δepi +λsi·Δwi）hi；式中δepi由土的试验获得。

式中符号含义请见《云南省膨胀土地区建筑技术规程》（DBJ 53/T-83-2017）中第4.2.7~4.2.10条。

计算结果列于表4。

表4  地基土胀缩变形量计算结果统计表

2.5膨胀土地基评价

计算结果显示，场地内地基土胀缩变形量在22.8mm至52.7mm之间，其中60%的钻孔属于Ⅰ级膨胀土地基，而剩下的40%则属于Ⅱ级膨胀土地基。

计算结果也表明，在同一场地内出现地基胀缩等级不同的情况，鉴于这种差异，结合近期雨季项目开挖边坡的浸水膨胀情况，建议双创园建设项目的地基土按Ⅱ级膨胀土地基进行考虑。这样的评估有助于更准确地把握地基的特性，为项目的设计和施工提供有力的依据[3]。

根据《云南省膨胀土地区建筑技术规程》的要求，对于Ⅰ、Ⅱ级膨胀土地基，若采用浅基础，应采取换填处理措施，如使用灰土、碎石土或砂土垫层，以确保地基的稳定性和安全性。换填垫层的厚度、宽度和深度均需满足规范要求。若采用桩基础，桩基设计也应遵循相关规程，并特别注意桩基连系梁下应留有空隙，以适应地基的胀缩变化。

结语：

综上所述，膨胀土地区的勘察过程中，对膨胀土地基的评价至关重要。需深入了解其可能造成的危害，特别是其胀缩变形导致低建筑破坏。在评价要点上，需综合考虑场地条件、膨胀土的判别与分类、工程特性指标的统计利用、膨胀土地基胀缩变形量的计算等方面。科学的评价不仅有助于预防地质灾害，还能为工程设计和施工提供可靠依据，确保项目的安全稳定。

参考文献：

[1]张海珍.公路工程膨胀土路基填筑施工技术[J].交通世界,2023,(11): 95-97.

[2]刘玉.某膨胀土地基基础设计与施工分析[J].工程技术研究,2023,(24): 201-203.

[3]邓志宏.膨胀土地基隆起变形特征及其对铁路路基的影响研究[D].中南大学,2023.