特殊岩土工程地质条件特性分析

刘凤祥 徐 伟 曲福民

山东宏光岩土工程有限公司

特殊岩土工程地质条件特性分析

刘凤祥 徐 伟 曲福民

山东宏光岩土工程有限公司

在我国乃至世界范围内，建筑工程经常会遇到特殊岩土工程的地质问题，为工程的开发和建设带来麻烦和隐患。特殊岩土的不良特性是导致工程发生变形状况和各种地质灾害的直接原因。特殊岩土工程地质条件的特性成为全球岩土力学和工程地质学科普遍关注的问题。我国地大物博，特殊岩土种类呈多个类型，主要有膨胀土、软土、湿陷性黄土、盐渍土等等。本文主要针对典型的湿陷性黄土、膨胀土以及软土的工程地质条件特性进行分析，讨论工程建设中针对此三种特殊岩土地质条件的勘察和施工技术措施。

特殊岩土工程；地质条件；特性

特殊岩土工程是指在一些特殊的地质环境中进行工程建设，其难度性较高且具有一定风险，在实际施工情况中若为采取正确的施工措施，很容易因地质构造的特殊性而影响到施工进程甚至发生意外事故。因此做好对特殊岩土工程地质的性质调查以及相对的工程设计对整个项目来说有着重要作用。本文就湿陷性黄土、膨胀土以及软土这三大类特殊地质进行工程地质条件特性分析。

1 特殊岩土工程地质概述

在我国全球范围内甚至是世界各个地中都或多或少会面临特殊岩土工程地质问题，需要建设的地方很难保证土质完全符合要求，因此给工程施工埋下了一定的安全隐患，也给实际项目进程带来了麻烦。这要求相关工程建筑工作人员调查清楚实际施工周围环境中的土质性质与土层情况，要熟透这些特殊岩土的工程地质条件，以便设计出合适合理的施工技术。我国地大物博，地质种类繁多。

2 特殊岩土工程的地质条件特性

2.1 湿陷性黄土工程的地质条件特性

湿陷性黄土主要讲的是在外界的压力下岩土结构受到了水的浸湿，出现了破坏性的影响，使得岩土的结构发生了明显的变化，而呈现大幅下沉，进而出现了湿陷现象，受到水浸泡的黄土在发生湿陷现象后就成为了湿陷性的黄土。湿陷性的黄土由于上覆土自重的压力作用，遭到了水的浸湿进而形成湿陷黄土，这就是自重湿陷性的黄土。不是因为上覆土自重的压力作用，遭到了水浸湿而形成湿陷黄土，就是非自重湿陷性的黄土。在全球的范围内，湿陷性黄土的分布都比较广泛。在我国，湿陷性黄土一般主要分布在干旱与半干旱气候地带。一般来说，湿陷性黄土岩土工程的地质条件主要特征有以下几个方面：(1)湿陷性黄土的颗粒成分一般为50～70%之间的粉粒组成，各个成分之间天然的缝隙通常在1.0～1.1范围之间，其自然空隙比较大，压实的程度也比较差，岩土结构一般呈现大垂直的节理。(2)一般来说，湿陷性黄土压缩性比较差，抗剪性比较强，其主要原因是因为存在可溶性岩胶结物，并且还有着负空隙压力而导致的。然而在水浸湿的作用下湿陷性黄土所具备的这些特征会被逐渐瓦解，使得压缩性慢慢增强，其表面粘聚力逐渐消失，使得岩土抗剪性能逐渐降低，进而发生湿陷现象。(3)由于湿陷性黄土大部分呈现垂直的节理，在垂直方向上的渗透系数一般来说要远远大于水平方向的渗透系数。

2.2 膨胀土工程的地质条件特性

膨胀土是指由水性矿物岩土组成的主要岩土颗粒成分，在亲水时能吸水膨胀，在脱水会收缩很多，其伸缩性很强，膨胀则表现出极强的粘土特性，压缩有会显得很干枯。这类土质在实际施工时比较不容易被控制，容易受到外界影响，若碰到阴雨天气或干旱气温，则会给整个工程建设带来很大弊处，因此需要注意对此类土层的防护，尽量隔绝这类土层与外界的联系。膨胀土的工程地质条件特性还有相比于其他普通土层，对水的敏感程度会很强，地基的含水量只要发生1% 的微量变化，土层都会产生较大形变，其膨胀土的形变具有双向可逆性，能膨胀到多大就能反而收缩多少，其灵活性很强，有一定的弹性。其次膨胀土层这一特性除了因为水分这类外界因素所造成的问题外，还有外界挤压，由于土层结构中分子之间的空隙较大，因此抗压性较低，力学特性也是导致其膨胀率高的主要原因。针对膨胀土膨胀率高且膨胀是双向可逆的这一特性，在实际的施工工程设计中可以采取桩基或者深埋的办法，或者化学处理以降低其膨胀率，主要还是要尽量避免膨胀土直接参与进主要的施工部位建设中，以免影响到工程整体结构。在进行实际施工范围环境土质勘查时，一般采用物理力学测试，给采集样本土层施加一定外部力，观察其形变，另外在周围加水，观察土质的膨胀程度，若土质塑限在 13% 以下，即可判断为特殊土层。另外膨胀土层的特殊性质还可以利用在其他方面的建筑施工中，将其特点发挥出来，例如一些需要土质变化的建设结构中。在判断出土层的实际膨胀力后便可结合实际的施工要求进行土层排放，结合实际的施工环境选择合适的施工地点，设计合理的施工方案。

2.3 软土的程地质条件特性

软土指的是在自然状态下，空隙大于等于1.0，含水量超过液限的细粒土。多为灰黑色的淤泥质土和泥炭质土。在我国，软土主要分布在东南沿海地带，在我国中西部的沼湖地区也有分布。软土在自然状态下含水量超过液限，其天然孔隙较大，通常大于等于1.0，具有很强的压缩性；软土强度较低，渗透系数小，其灵敏度较高，高者甚至可达到8-9。软土在较大的地震力的作用之下很容易发生震陷地基勘察还应该着重对于软土的详细情况的勘察。包括：软土的成因、类型的判定、分布的区域、层理结构的特点。另外对表面硬壳层的厚度、下伏硬土层的深度和范围以及对暗埋的沟坑的深度和填充状况进行了解结合工程需要和地基对软土的影响进行施工前合理的施工方案的设计。如果建筑物相邻高矮层具有较大差异的荷载，要对其在变形上的差异和影响作用进行分析；如果地面堆载存在大面积的情况，要对邻近的工程建筑的影响加以考虑。可采用分层总和法进行地价沉降的计算，对于上层为硬质涂层下层为软土层的地基需验算下卧层。

总而言之，在我国的建筑工程中，那些特殊地质条件下的岩土工程，施工现场的地质条件一定进行深入的了解分析，尤其是那些特殊地质条件，一定要针对不同的地质情况，制定出不同的施工方案，确保建筑工程的施工建设顺利进行，进而保证建筑工程的施工质量。

[1]杨昌义.北疆盆地地质环境与铁路选线工程地质对策研究[D].西南交通大学，2014.

[2]郭永春.红层岩土中水的物理化学效应及其工程应用研究[D].西南交通大学，2007.