紅粘土的成因及其對(duì)工程性質(zhì)的影響分析

　　自改革開(kāi)放后，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到了空前發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，建筑工程項(xiàng)目數(shù)量越來(lái)越多，投資規(guī)模越來(lái)越大。建筑工程性質(zhì)易受地質(zhì)條件影響，紅粘土就是一種成因復(fù)雜的土，對(duì)工程性質(zhì)有較為復(fù)雜的影響。它具有特殊的工程力學(xué)性質(zhì)，因此受到了廣泛關(guān)注，我國(guó)對(duì)紅粘土的研究已經(jīng)超過(guò)五十年歷史，是一種特殊的土體存在，其特殊的地質(zhì)性質(zhì)影響著工程建設(shè)。在工程設(shè)計(jì)與施工中，必須要對(duì)紅粘土進(jìn)行考慮，確定它對(duì)地基承載力及基礎(chǔ)穩(wěn)定性的影響。文章將針對(duì)紅粘土的成因及其對(duì)工程性質(zhì)的影響展開(kāi)分析和研究。

　　《建筑材料學(xué)報(bào)》(雙月刊)創(chuàng)刊于1998年，由國(guó)家教育部主管，同濟(jì)大學(xué)主辦。收錄本刊的數(shù)據(jù)庫(kù)有：中文核心期刊要目總覽(2008年版)、美國(guó)《工程索引》(Ei Compendex)、美國(guó)《化學(xué)文摘》(CA)、中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊文摘(中、英文版)等，并被國(guó)家科技部、中國(guó)科學(xué)文獻(xiàn)計(jì)量評(píng)價(jià)研究中心等認(rèn)定為“中國(guó)科技論文統(tǒng)計(jì)源期刊(中國(guó)科技核心期刊)”;在《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊評(píng)價(jià)研究報(bào)告》(2009-2010)中，被評(píng)為“RCCSE中國(guó)核心學(xué)術(shù)期刊”。

　　紅粘土是于一九五八年，我國(guó)云貴高原上發(fā)現(xiàn)并命名的一種特殊土體。紅粘土被發(fā)現(xiàn)后，許多地質(zhì)學(xué)家對(duì)其進(jìn)行了研究，隨后不久紅粘土的高塑性、高孔隙比、高含水量等特征被發(fā)現(xiàn)。它對(duì)工程性質(zhì)的影響已被納入我國(guó)《工業(yè)與民用建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》當(dāng)中，成為我國(guó)特殊土中的一種。不同性質(zhì)的紅粘土對(duì)不同工程性質(zhì)的影響具有明顯差異，具有較強(qiáng)脹縮性的紅粘土?xí)��?duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生影響，甚至導(dǎo)致工程事故的發(fā)生。我國(guó)紅粘土分布廣泛十分容易出現(xiàn)在工業(yè)、民間建筑的土壤上。研究紅粘土的成因及其對(duì)工程性質(zhì)的影響具有重要意義。

　　1 紅粘土的成因

　　紅粘土為碳酸鹽巖系出露的巖石經(jīng)紅土化作用后形成的棕紅、褐黃等色的高塑性粘土。這種土地液限大于百分之五十，具有明顯收縮性，高壓縮性較低，含水率較大，孔隙比高。我國(guó)早在第四紀(jì)地質(zhì)研究中就對(duì)紅粘土展開(kāi)了研究，建在紅粘土地基上的建筑房屋易出現(xiàn)房裂現(xiàn)象[1]。濕熱氣候的變遷，影響著紅粘土分布范圍，碳酸鹽巖系與濕熱氣候的分布影響著紅粘土分布面積。從氣候條件來(lái)看，更新世早期我國(guó)北方季候具備濕熱氣候條件，更新世后期濕熱氣候向南變遷，北方地區(qū)早期形成的紅粘土便被覆蓋或侵蝕，所以分布面積大大減少，只見(jiàn)零星分布，已不多見(jiàn)。由于濕熱氣候向南遷徙，南方才開(kāi)始大面積出現(xiàn)紅粘土。相關(guān)調(diào)查研究表明，南方紅粘土分布面積約達(dá)200萬(wàn)KM2，其物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為游離氧化物含量高。游離氧化物含量高對(duì)土的染色有明顯增強(qiáng)作用，所以紅粘土顏色比較突出。關(guān)于紅粘土的成因，一直都是國(guó)內(nèi)學(xué)者研究的重點(diǎn)內(nèi)容。李月香教授認(rèn)為，紅粘土的成因受喀斯特成土作用影響，認(rèn)為碳酸鹽巖系風(fēng)化后形成紅粘土。而李大偉則提出了“巖溶堆積”觀點(diǎn)，他認(rèn)為紅粘土的成土與巖溶堆積有關(guān)[2]。侯寶興通過(guò)物理分析研究，得出結(jié)論碳酸鹽巖中酸不溶物質(zhì)是紅粘土的主要物質(zhì)來(lái)源，紅粘土由這些物質(zhì)堆積風(fēng)化成土。但通過(guò)對(duì)各類研究的歸納，不難看出不論是那種成因研究中，碳酸鹽巖系巖石在成土中的特征作用毋庸置疑。紅粘土的成因十分復(fù)雜，受溫度影響，受母巖形成影響，其成因中重要的地質(zhì)作用是：巖溶作用階段與紅土化作用階段。紅粘土與一般土質(zhì)相比具有一定特殊性，對(duì)工程性質(zhì)影響較大，建筑工程中必須引起重視。

　　2 紅粘土對(duì)工程性質(zhì)的影響

　　紅粘土分布區(qū)主要可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害有：石漠化造成的巖石崩滑、脹縮性紅粘土引起的房裂，紅粘土滑坡引起的邊坡失穩(wěn)、人工降水引起的紅粘土塌陷等。這四大方面都會(huì)對(duì)建筑工程造成影響，十分容易引起工程事故。如脹縮性紅粘土脹縮性極強(qiáng)，縮量大，脹量小，一旦發(fā)生收縮，就會(huì)導(dǎo)致房裂現(xiàn)象的發(fā)生，造成輕型、磚混結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，影響建筑房屋使用壽命。在特定氣候條件下甚至?xí)�造成四層以上建筑發(fā)生開(kāi)裂，曾在貴州地區(qū)就曾經(jīng)發(fā)生過(guò)類似案例。并且脹縮性粘土?xí)�引起建筑變形，使基礎(chǔ)、基坑受到破壞。一些工程中基坑、基土，變形、坍塌的主要原因就是由于地基土脹縮性過(guò)大導(dǎo)致。脹縮性較高的紅粘土，嚴(yán)重破壞了土體的完整性。另外，下浮碳酸鹽巖發(fā)育有巖溶空隙，上部覆蓋有裂隙性紅粘土，所以容易受地下水位影響。在建筑工程中人工升降水，都可能引起吸蝕作用和侵蝕作用，導(dǎo)致松散土顆粒被水流帶走，造成土洞頂板剪力強(qiáng)度下降，洞璧支撐強(qiáng)度小于土體強(qiáng)度，造成大面積地面塌陷、土體下陷，這將嚴(yán)重影響建筑工程順利施工，甚至誘發(fā)安全事故，導(dǎo)致人員傷亡。一旦發(fā)生事故后果不堪設(shè)想，將直接給建筑企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，做好紅粘土處理至關(guān)重要。

　　3 紅粘土危害的防治

　　通過(guò)前文分析不難看出紅粘土對(duì)建筑工程的影響及危害，只有做好防治工作，才能降低紅粘土危害帶來(lái)的影響，保障工程質(zhì)量，降低工程事故發(fā)生可能性。上部硬塑性較強(qiáng)的紅粘土在施工中，建筑地基持力層應(yīng)盡量選擇硬塑粘土地基。若是紅粘土不均勻地基施工，則需要對(duì)地基結(jié)構(gòu)采取加固處理措施，如果無(wú)法通過(guò)加固措施來(lái)解決，那么就需進(jìn)行地基換土[3]。此外，具體施工中必須考慮到紅粘土脹縮性對(duì)建筑物穩(wěn)定性、可靠性、安全性的影響，如果地基收縮量超過(guò)允許值，要在房屋轉(zhuǎn)角處采取相應(yīng)處理措施，防止房裂�？赏ㄟ^(guò)設(shè)置隔熱層的方式，來(lái)防止地基劇烈干縮，同時(shí)要加寬加厚建筑四周的散水坡，以保障地基土層的濕度不會(huì)發(fā)生較大變化，而引起收縮，導(dǎo)致房裂。在人工邊坡工程中，為了避免紅粘土引起滑坡，要采取相應(yīng)邊坡支護(hù)措施，防止發(fā)生邊坡土地散落、滑動(dòng)、崩塌等現(xiàn)象。除采取必要支護(hù)技術(shù)手段外，還可采取分級(jí)放坡方式來(lái)減輕紅粘土對(duì)工程的影響。另外，壓縮性較小，含水量高的問(wèn)題土，必須要進(jìn)行處理，可采用的常見(jiàn)方法有墊層置換法、土性改良法等等。在處理紅粘土?xí)r，要緊密結(jié)合工程特點(diǎn)，不同處理技術(shù)有著不同適用范圍和處理效果，具體選用中要尋找科學(xué)合理的處理方式，以保障處理效果，提高工程質(zhì)量。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　通過(guò)正文分析可以知道，紅粘土的成因與碳酸鹽巖的特殊作用密不可分，且受濕熱氣候條件影響，成土過(guò)程大致可分為兩個(gè)階段，分別是：巖溶作用階段與紅土化作用階段。紅粘土對(duì)建筑工程性質(zhì)的影響十分明顯，在建筑工程中必須要做好紅粘土處理工作。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[2] 李珍玉.武廣客運(yùn)專線紅粘土地基沉降數(shù)值分析及試驗(yàn)研究[D].中南大學(xué)，2011，11(14)：132-135.

　　[3] 萬(wàn)智.細(xì)粒土的壓實(shí)特性與潮濕地區(qū)公路路基填筑控制技術(shù)研究[D].中南大學(xué)，2012，13(08)：129-136.