[心得]浅谈对南京地区膨胀土的一些认识和体会 [复制链接]

浅谈岩土工程勘察工作中遇到的膨胀土张 磊2009年8月摘要：膨胀土是指土中的粘粒成份主要由亲水性矿物质组成，并且具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性粘性土。关键词：不良地质现象   膨胀土    自由膨胀率一、概述随着城市建设规模的不断扩大，城建项目越来越多，岩土工程勘察作为城市基本建设程序中“先头部队”的作用愈加凸显，特别是近年来一些大型城市建设项目在基础施工中由于勘察、设计、施工等原因造成重大人员、经济损失的情况时有发生，从岩土工程勘察专业的角度来看，地基岩土体的物理力学性质未能查明是导致地基设计、施工中存在事故隐患的主要因素，其中特殊性岩土体的存在又是该主要因素中最危险的，下面主要浅述一下本人2006年在南京市孝陵卫街双拜岗140号遇到的膨胀土。二、膨胀土的定义和特性膨胀土是指土中的粘粒成份主要由亲水性矿物质组成，并且具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性粘性土。其主要特征包括：（1）粒度组成中粘粒含量大于30%；（2）粘土矿物成分中，伊利石、蒙脱石等强亲水性矿物占主导地位；（3）土体湿度增高时，体积膨并形成膨胀压力；土体干燥失水时，体积收缩并形成收缩裂缝；（4）膨胀、收缩变形可随环境变化往复发生，导致土的强度衰减；（5）属于液限大于40%的高塑性土。三、工程实例及说明 u
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拟建项目为2栋5层综合楼，拟采用框架结构，天然地基浅基础，本工程设计室内±0.000相当于绝对标高16.650米，基底设计标高15.15米，无地下室。勘探深度范围内所揭露的地基岩土按成因年代、工程性质自上而下分为5层,9个亚层，具体分述如下： pkT a^I  
1-2层,素填土:灰黄～褐黄色, 粉质粘土为主,软～可塑，含少量砖瓦碎屑及植物根系, 填龄大于10年；该层场地内普遍分布。厚度:0.40-4.00m,平均1.55m;层底标高:11.60-16.26m,平均14.59m;层底埋深:0.40-4.00m,平均1.66m。 wj?fr?  
2A层,粘土（膨胀土）：黄褐色，硬塑，含较多灰白色~灰绿色高岭土团块，局部少了铁锰结核，切面光滑，干强度高、韧性高；该层主要分布于场地东部局部地段。厚度:1.00-2.40m,平均1.53m;层底标高:13.80-15.12m,平均14.41m;层底埋深:1.50-2.80m,平均2.18m。 '}
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2层,粉质粘土：黄褐色，可塑，含少量铁锰质锈斑，稍有光泽，中等干强度，中等韧性，无摇震反应；主要分布于场地西部，但在场地西北角（J8孔处）缺失。厚度:0.80-2.20m,平均1.41m;层底标高:10.03-14.62m,平均12.74m;层底埋深:1.80-5.80m,平均3.36m。 y.~5n[W  
3层,粉质粘土：黄褐色，硬塑，局部可塑，该层土局部夹团块状灰白色粘土，含少量铁锰质结核，稍有光泽，中等干强度，中等韧性，无摇震反应；该土层分布于场地大部地段，东部厚度较小，西南角厚度较大，在场地西北部（BJ2和J9孔之间）缺失。厚度:0.50-6.70m,平均2.14m;层底标高:3.33-13.52m,平均11.32m;层底埋深:2.80-12.50m,平均4.97m。 H,?MG  
4-1层，卵石：杂色，中密～密实，由可塑状粉质粘土充填，卵石含量占50～70%左右，其直径为20～80mm,局部直径大于100mm，磨圆度较差，分选性一般，成分为石英砂岩；该层分布于场地大部地段，在西北角J8孔及西南角J2孔处缺失。厚度:0.70-2.10m,平均1.29m;层底标高:2.63-12.50m,平均10.60m;层底埋深:3.80-13.20m,平均5.71m。 &{ f5F7E@  
4-2层,残积土:棕褐色,呈可塑～硬塑粘性土状,含少量铁锰结核及高岭土团块；分布于整个场地，仅在西南角J1孔处缺失。厚度:0.50-2.00m,平均0.97m;层底标高:7.30-11.30m,平均9.84m;层底埋深:5.00-8.50m,平均6.44m。 <iMkHch  
5-1层,强风化粉砂质泥岩:棕褐色,岩芯呈碎块状，手捻易碎呈粘性土状 ,遇水软化强烈,属极软岩；岩体基本质量等级Ⅴ级；场地普遍分布。厚度:0.60-3.30m,平均1.72m;层底标高:2.03-9.22m,平均7.67m;层底埋深:7.00-13.80m,平均8.62m。 7O{\^Jz1  
5-2层,中风化粉砂质泥岩：棕褐色，块状结构，结构部分破坏，岩芯呈中～短柱状，岩体较完整，锤击声较哑，属极软岩。岩体基本质量等级为Ⅴ级；该层未揭穿。上述岩土层中2A层粘土层物理力学性质较为特殊，野外鉴别该层土的状态为硬塑粘土，切面光滑，按以往经验，该层土的工程性质应该很好，但是该层土的实测标准贯入击数仅为8-10击，杆长修正后的标准贯入击数标准值为6.5击，经过仔细鉴别，在确定不是老填土后，唯一的可能就是膨胀土，后来的土工试验结果也证实了我的判断是正确的，该层土的土试指标如下：

天然含水量w（%）	重度γ(kN/m3)	孔隙比e	液限wl（%）	塑性指数Ip（%）	液性指数Il	自由膨胀率δep（%）
22.6	21.0	0.63	45.2	22.3	0.06	62

拟建场地地下水类型主要为潜水和弱承压水，由于拟建场地与周边地段比较地势相对较高，勘察期间，场地浅部土层内未量测到潜水水位；雨季时场地浅部地下水主要赋存于填土和2层土中，以蒸发为主要排泄方式；弱承压水主要赋存于4层卵石中，呈带状分布，含水量不丰富。根据拟建场地岩土层的工程性质和场地地下水情况，结合拟建建筑物综合设计特征，考虑到拟建建筑物建成后的厂区、生活用水会增加2A层粘土层（膨胀土）的含水量，其产生的膨胀将导致建筑物基础变形、房屋开裂，故在详勘报告中建议对拟建场地东侧的进行全部挖除，以2层可塑状粉质粘土作为天然地基浅基础持力层。现该建筑建成已有6年，使用正常。四、结语    近年来随着勘察经验的不断积累，本人发现膨胀土作为一种不良地质现象在南京的存在范围不仅局限于卫岗地区，很多其他地区的粘性土都存在弱膨胀性，根据我个人的一点工作经验，建议同行对工程中遇到的粘土，应有意识的进行膨胀性土工试验，以防止人为的漏掉“膨胀土”这一不良地质现象，杜绝此类工程建设事故的发生。本人因工作能力有限，对膨胀土的研究还很肤浅，希望勘察同行在实际勘察作业中重视这一不良地质现象，继续对其进行深入研究。 G>!"XK:fB  
主要参考文献：[1]工程地质手册(第四版)； [2]南京市孝卫街双拜岗140号综合楼岩土工程勘察报告。 B]hZ4.B1  

没在卫岗做过设计，也未在南京碰到过膨胀土，布置是勘探的漏了还是这不是个普遍现象。

南京地区存在沿江“红层”，故存在所谓“下蜀土”，老百姓俗称“老黄土”。该图层多具有一定膨胀性，尤其是分布在高岗地区的此类土层。此类图对砖混结构的房屋和路堑边坡工程有不利影响，应该给与高度重视。有时是边坡工程，多年累加效应明显，有的工程使用五年--十年后才发生破坏。