湿陷性黄土的地基处理（共12篇）
湿陷性黄土的地基处理 篇1
黄土是一种特殊的粘性土,粉粒含量高,孔隙多,透水性差,填筑路基的时候,一般不选用黄土作为填筑材料。但是,湿陷性黄土是一种常见的工程地基,它是在一定的压力的作用下,受水侵湿后土地结构迅速被破坏而产生的显著下沉的具有湿陷性的黄土,这种黄土直接影响着黄土地区建筑物的使用功能和安全性,关系着工程的经济效益和社会的发展,因此,合理的制定湿陷性黄土地基的处理方法、掌握黄土填筑路基的施工要点非常有必要。
1 湿陷性黄土地基的处理方法
1.1 换土垫层法
换土垫层法是湿陷性黄土地基常用的处理方法,包括灰土垫层法和素土垫层法,这种处理方法是将处理范围内的湿陷性黄土挖出来并进行筛选,之后按照一定的比例将筛选出的黄土与石灰或素土混合起来,对地基进行分层的铺设夯实。换土垫层法的施工比较简便,回填土的孔隙率小,密实度大,产生的压缩变形小,灰土和素土的加入能使垫层的湿度、强度和隔水性大大提高;这种方法的处理范围较小,只能消除小范围内黄土的湿陷性。
1.2 灰土挤密桩法
挤密桩法与夯实、碾压法不同,夯实、碾压法是竖向加密方法,而挤密桩法是横向加密土层,它主要是利用打桩机将钢管套打入地基土层中,然后将钢管套拔出,土层中就会形成打桩孔,最后,在桩孔中分层填入石灰土并将其夯实。这种方法能使地基土体更加密实,改善桩周围基土的工程物理性质,能够大范围的全部或部分消除黄土的湿陷性;但是灰土挤密桩法的工艺比较复杂,如果地基土的含水量较小,还要做浸水处理,成本比换土垫层法高。
1.3 重锤夯实法
重锤夯实法主要适用于处理深度在1.5 m左右、饱和度在60%范围内的湿陷性黄土地基,是表层夯实的处理方法。重锤夯实法是采用2.5～3.5 t左右的重锤,重复的夯打地基,在夯实范围内,土的力学性质、物理性质都得到了改善,密实性增加、压缩性降低,能减少甚至是消除地基的变形,还能形成一层弱透水层,降低地表水下地下的渗入量,优越性非常明显。
1.4 强夯法
强夯法适用于工程场地的整片处理,其夯实范围、夯实点的布置要合理,加固地基的原理同重锤夯实法是相同的,是将一定重量的重锤以一定的落距对地基进行夯实,压实能更大,击实的深度更深;夯实法要注意在含水量条件下进行。这种处理方法能提高地基的承载力,降低土层的压缩性,施工方法非常简便,且效果更明显。相对于其他处理方法而言,这种方法能节约大量的成本投资,是非常经济的深地基处理方法,在我国黄土地区工程建设中的应用很普遍。
2 黄土填筑路基的施工要点
2.1 施工准备
在黄土路基填筑的施工前,要做好施工方案的设计,做好设计图纸的审核;明确各部门、各人员的责任,从优选择施工队伍,确保每个人员都能持证上岗;做好材料、机械设备的准备,并保证材料的质量和机械设备的安全性、可操作性、高技术性,做好材料和设备的配置、运输、贮存、安装等;做好道路、供水、供电、临时生活房的准备和建设。
2.2 路基排水
进行路基排水的主要目的是使路基经常处于干燥、坚固和稳定状态,把含水量、气温变化等对路基引起的破坏性应力减小至小于交通荷载所造成的破坏,从而提高路面的耐久性能。对于黄土地区工程正在建设的工程和投入使用的工程来说,路基只有具有良好的排水系统,才能保证工程的安全和使用功能,才能减少夏天因积水、冬天因冻胀引起的工程病害。
路基填筑每层表面应有2%～4%的坡度以利于排水;排水系统要具有综合性,以便将水引离路基,同时,在路基填、挖的交界处还要引出边沟,并做好边沟口的加固处理,避免水冲刷出水口;挡墙、护面墙应有良好的渗水和排除降水的功能;在雨季施工的时候,要严防堵塞水路;高路堤路基的施工应在高段设置临时的阻水设施,避免雨水冲刷边坡。在路基的排水可采用渗透方式排水即地下排水,地下排水设施可采用渗井、暗沟、渗沟等,也可设置地下管道,应对排水量大的情况;地面排水可采用边沟排水、截水沟排水、跌水排水、排水管排水的方法。
2.3 路基压实
在黄土填筑路基的施工中,填土层太厚或太薄都不能使压实度达到要求,因此,要严格控制填土层的厚度,最大松铺厚度不应超过30cm。松铺的路基填料必须经过充分的压实才能获得足够的强度。如果路基土层的压实不充分,路基产生变形的可能性将会大大增加,最终会导致路面的破坏,只有经过充分的压实,在长期的行车负载积累和自然因素的作用下,产生的塑性变形才较小,能有效的防止路面病害,提高路面的使用寿命和使用功能。
应时刻注意路基土质的变化,并及时对施工方案做出合理的调整;压实机具的选择要合理,并根据机具的类型确定压实的厚度和次数;待压的填土要具有良好的平整度,从而保证路基的均匀压实;严格控制含水量。
2.4 地表处理
黄土填筑地基的施工要特别注意基底土的类型和地下水位的情况。如果基底土为软土,地基的承载能力将会严重不足,可根据软土的深度、埋层、路堤的高度、填筑材料等因素采取加固处理,加固处理方法包括换土垫层、设砂砾层、换砂砾等;地下水位过高,会影响基底的强度,当潜水层较浅的时候,可采用地表排水的方法降低地下水水位,同时设置合理的断面和尺寸将路基内的渗出水引离路基。
3 结语
湿陷性黄土在我国的分布范围很广,黄土区的工程建设也比较多,由于湿陷性黄土对工程的安全性、经济性有着较大的影响,所以,选择合理的湿陷性黄土地基的处理方法、把握黄土填筑路基的施工要点对于建筑工程来说非常重要。在进行黄土地区工程建设的时候,必须对湿陷性黄土的厚度、类别、湿陷程度等进行深入的调研,结合施工环境、施工工期等多个因素,选择最为合适的地基处理方法和施工方案,确保满足地基的承载力和变形条件的要求,满足工程安全、经济的要求。
摘要：湿陷性黄土颗粒表面含有可溶盐,在雨水或地表水的作用下,可溶盐溶解,从而使小土颗粒向大孔隙中滑移,最终导致地面的沉陷,所以,湿陷性黄土地基的处理和黄土填筑路基的施工对于在黄土地区展开的工程建设具有非常重要的影响。文章主要对湿陷性黄土地基处理的方法和黄土填筑路基的施工要点进行了探讨。
关键词：湿陷性黄土,地基处理,路基填筑,施工
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湿陷性黄土的地基处理 篇2
摘要：近年来,灰土挤密桩在处理软弱地基方面,因其施工速度快,造价低廉,施工设备简单,技术可靠,大量使用工业废料,社会效益好和承载能力提高较快等特点,已日益成为经济有效的地基处理方法之一。
关键词：湿陷性黄土灰土挤密桩，地基
在我国,湿陷性黄土广泛分布于华北、西北等地区,由于该类土具有较大的孔隙率和较小的干密度,受水浸湿后在自重压力或基底附加压力作用下会产生湿陷变形,对建筑物的危害相当大。近年来,灰土挤密桩在处理软弱地基方面,因其施工速度快,造价低廉,施工设备简单,技术可靠,大量使用工业废料,社会效益好和承载能力提高较快等特点,已日益成为经济有效的地基处理方法之一。而对于湿陷性黄土来说,除了消除其湿陷性外,灰土桩还与挤密土一起构成复合地基,提高地基强度,减小地基变形,改善黄土地基的工程特性。
灰土桩的材料主要是白灰和土,取材方便，适应范围广，可用于深层加密处理地基。常见的碾压或夯实方法,对土体沿竖向压实加密,一般适用于1m~3m浅层地基的处理。论文检测。灰土挤密桩法则是对土体横向挤密,并向桩孔内填2∶8或3∶7灰土,地基一般无需开挖大量土方,适用于处理厚度较大的自重或非自重湿陷性黄土地基。民用建筑一般在6层以上宜采用灰土挤密桩法处理地基，尤其是对于施工场地狭窄、土方堆放困难的工程,灰土挤密桩法具有更大的优势。
1灰土桩的加固效果分析
成桩后龄期达两年的灰土桩直径比设计值增大1.5cm左右，这主要是由于在冲击成桩过程中，桩孔周围的土体提供的侧向应力不能抵抗冲击荷载作用下灰土料发生侧向变形而产生侧向挤压和桩体后期吸水膨胀引起的。灰土桩的侧向膨胀量小于石灰桩的侧向膨胀量，这是由于石灰桩中的生石灰遇水发生膨胀:而灰土桩中的生石早已基本熟化，膨胀量可以忽咯不计。灰土桩与桩周土紧密地胶结在一起，在灰土桩周围形成一层坚硬致密的胶结层。石灰颗粒均匀的分布在灰土桩中的黄土颗粒中，部分石灰颗粒己与周围的土颗粒发生反应而生成坚硬的碳酸钙等胶结物质，并且与周围的土赖粒紧密地胶结成一体。
2灰土桩桩周土的挤密效果分析
人工成孔挤挤密灰土桩由于成孔方便、使用机械简单、噪音小等特点而比较经济，在工程中应用越来越广泛。灰土桩对桩周土的挤密效果不明显，离灰土桩不同距离处其干密度差距不大，灰土的压缩性改善不太明显，桩间土的压缩系数要比天然土的小，压缩模量比天然土的大。桩间土的湿陷系数均小于0.015，灰土桩周围的桩间土的湿陷性都己完全消除，另外，桩间土的抗剪性比较大，具有良好的抗剪性。距离桩越近，桩间土的硬化现象越明显，相同周围压力下桩间土的抗剪强度越高。这是由于离桩越近，黄土被灰土桩挤密效果越好，经过挤密后土的原始结构被破坏，大孔隙缩小，土体变密，湿陷性消除，在剪切过程中发生剪缩，挤密强度增加，从而使地基承载力提高。
3灰土挤密桩设计
3.1施工工艺流程
开挖基坑→基底平整→定桩位放线→桩机就位→振动套管至略深于设计标高→(经试验桩施工、确定施工参数)提升内管露出投料口→经计量拌和后一次投料→下内管至灰土顶面→提套管使灰土推入土中→振动锤压实→达到设计强度→素土压顶。
3.2桩孔直径
桩孔直径主要取决于施工机械的能力和地基土层的原始密实度。桩径过小,桩数增多,增加了打桩和回填工作量;桩径过大,桩间土挤密效果差,均匀性也差,不能完全消除黄土地基的`湿陷性,同时要求成孔机械的能量也太大,振动过程对周围建筑物的影响也大。总之,选择桩径应对以上因素进行综合考虑,当前一般选用300~600mm的桩径。兖州一6层居民楼工程选用桩径600mm。论文检测。
3.3桩距估算
桩距设计的目的是为了使桩间土挤密后达到一定的密实度,从而消除黄土湿陷性满足承载力要求。如果桩距设计偏小,易造成缩颈,成孔困难等施工问题,使桩间土发生拱起,应力释放,还会提高工程造价。若桩距设计偏大,则对桩间土的挤密效果不明显,达不到规范的要求,使工程中存在隐患,甚至使整个工程失败。目前国内灰土挤密桩的桩距一般为1.75~3.00d(d为桩径),现行规范为
式中s为桩距;d为桩孔直径;ρd为地基挤密前各层土平均干密度,g/cm3;λc为地基土挤密系数;ρdmax为桩间土的最大干密度,g/cm3,由击实试验确定;η0为形状系数,等边三角形布桩时为0・952,正方形布桩时为0・886。桩距不同,灰土挤密桩的挤密效果也不同。设计时应充分考虑环境与施工等因素,估计桩距,并对其进行试验,以取得最佳桩距,得到最好的挤密效果。论文检测。
3.4桩孔深度
桩孔深度应根据工程结构物对地基的要求、地基的湿陷类型、湿陷等级、湿陷性黄土层厚度及打桩机械的条件综合考虑决定。对非自重湿陷性黄土地基,其处治厚度应为基础下土的湿陷起始压力小于附加压力和上覆土的饱和自重压力之和的所有黄土层,或为附加压力等于土自重压力25%的深度处,桩长从基础算起一般不宜小于3m。当处治深度过小时,采用土桩挤密是不经济的,桩孔深度目前施工可达12~15m。
4灰土挤密桩施工注意事项
在挤密桩施工中由于机械振动危及周围建筑物的现象是很有限的,对一般砖混结构几乎没有影响,但对部分旧土坯建筑和简易房屋有时会出现掉皮或墙体开裂现象,影响的因素不单纯与距离有关。另外在挤密成孔施工时应防止漏孔或错孔,在成孔后及时进行其施工质量检查,认真做好记录,当沉管成孔和拔管有困难时,在桩尖与桩管连接处可加设宽5cm,厚1.2cm左右环箍,能减轻沉管和拔管的困难。第三还要严格灰土的配合比,配合比应符合设计要求,成熟的石灰粉、土都应过筛,灰土应拌和均匀至颜色一致后,及时回填夯实,不宜隔日使用。最后桩孔填料的夯实,一定要认真负责,施工时可通过夯填试验,确定合理的分次填料数量和夯击次数,确保夯填质量。
参考文献
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湿陷性黄土的地基处理 篇3
关键词：湿陷性；黄土地基；DDC灰土桩
1 工程概述
某住宅小区，建筑面积22万m2，位于关中平原中部，属二级阶地，地基土属于湿陷性黄土，湿陷等级较为严重，湿陷性土层的平均厚度在15m左右。为使住宅楼地基设计要求得到满足，就需要加固处理场地地基，将地基湿陷性消除掉，促使地基土的承载力得到有效提高。
2 地基处理方案选择
（1）工程对地基的要求：消除湿陷性，挤密土体，使地基的承载力达到设计要求。
（2）方案选择：结合本工程的具体情况，我们设计了多种地基处理方案，从技术性、经济性等方面进行了综合考虑和对比，决定在地基处理中，采用DDC灰土桩。
（3）合理确定设计参数：将机械成孔的方式应用过来，控制成孔直径和夯扩后桩径分别为550mm，桩距为900mm，在布置时，按照等边三角形来进行，设计桩长度为17m，桩身采用3比7灰土分层夯实。
3 地基处理
（1）DDC法工艺原理：具体来讲，DDC法指的是通过孔道，向地基深处引入强夯，利用异型重锤来自下而上分层高动能、强挤密的孔内深层强夯孔内填料，保证孔内填料能够沿着竖向深层压密固结，同时，要横向强力挤密加固桩间土；在高压夯击的作用下，在加上强力压实的影响，桩体密实度就可以达到相关要求，会慢慢释放桩体的较大夯击能，将侧向挤压力不断的施加给桩间土；随之慢慢释放桩间土的侧向强力挤密压力，这样就会有侧向约束力作用于桩体上。如果土层的硬度不够均匀，或者是分层地基，在挤密的作用下，桩体就会形成串球状态，促使桩能够更加紧密的贴合到桩侧土，促侧壁的摩擦阻力会得到较大程度的提高，这样桩和桩间土经过加固，会形成一个整体，之间的摩擦力得到增加，进而促使地基承载力提高的目的得到有效实现。
（2）成桩工艺试验：结合相关的规范，成桩试验需要严格进行，对预定的施工参数和施工方法进行验证，保证与承载力以及其他相关设计要求相满足。在试桩的过程中，要依据设计要求，保证每栋楼试桩数量在3组以上，一共有21根。在试桩的过程中，要将施工周边的桩位作为开始，之后在进行施工中间桩位的试桩工序。完成了试桩之后，要结合相关要求，进行科学的监测分析，对施工参数和施工方法进行合理的确定，并且对工程认可报告进行合理编制。
（3）施工顺序：首先是确定总体施工顺序，将DDC灰土桩应用到湿陷性黄土地基处理中，需要将从边开始、分批推进、均匀分布以及逐步加密的原则，要将边缘作为开始，然后分批进行，均匀分布于整个处理场地平面范围内，在施工过程中，逐步加密。其次是对成孔成桩顺序进行确定，要隔行隔排来进行成孔成桩，成孔成桩需要分为四遍实现，对相邻连续施工两孔中心间距严格控制，避免其小于桩间距的二倍，在夯击的过程中，因为相邻孔会互相挤压，避免有振动坍塌或者缩孔问题的出现。
（4）操作要点：首先是成孔，采用螺旋钻机或者洛阳铲；其次是孔内填料成桩，就位DDC专用夯实机，对机身进行调整，与孔中对中，做好准备工作；空夯击孔底3次到6次之间，控制落距为6m，仔细检查，没有问题之后，可以分层填料。结合试验，对每层填料进行确定，要连续进行夯填，对于所有的桩孔，分层回填夯实工序都需要一次性完成，要避免有隔天施工问题出现，否则桩体的承载力就会受到影响。在夯击次数方面，上部和下部分别控制在10击左右和8击左右，上下部的划分，一般是依据二分之一的设计桩长来进行的。在夯填桩孔的过程中，需要保证夯填高度达到了设计标高，利用灰土来夯封上部桩孔。完成一根桩孔施工之后，就需要移動施工机具，然后将上述步骤重复进行。
4 DDC灰土桩试验结果分析与评价
完成了DDC灰土桩整段施工之后，就可以利用探井方式来检测桩间土的挤密效果和桩身夯填质量，因为探井具有一定的破坏性，为了促使这种影响得到减少，通常将取样探井位置布设于三个桩孔组成的挤密单元中。按照成桩深度来控制它的深度，每一个探井取出来26组原状土。完成取样工序之后，进行密封，并且及时向实验室递送，通过试验检测，得到桩间土湿陷性、密实性、桩长以及桩径等数据。一般按照百分之一的总桩数标准来控制取样探井数。
（1）桩间土挤密效果检测：通过桩间土湿陷性试验我们可以得知，湿陷系数和自重湿陷系数都比0.015要小，那么就说明经过挤密工序，消除掉了桩间土自重湿陷性和非自重湿陷性。其次是桩间土平均挤密系数检测：结合桩间土平均挤密系数测定结果，应用相应的统计方法，结果显示，桩间土平均挤密系数符合相关的规定和要求。
（2）桩身夯填质量：根据相关调查检测表明，桩长与相关的设计要求相符合，桩身得到了连续完整的夯填，灰土得到了均匀的拌合。
5 结 语
通过上文的叙述分析我们可以得知，湿陷性黄土因为其自身的特殊性，在施工过程中，需要对其进行地基处理；实践研究表明，传统的地基处理方法逐渐暴露出来了一系列的问题和弊端，不利于施工质量的保证；应用DDC灰土桩，能很好地消除黄土的湿陷性、挤密桩间土，从而有效提高地基承载力，工程造价成本也可以得到有效降低，在施工过程中，周围环境也不会遭到严重的影响，因此，具有较大的推广价值。
参考文献
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浅析湿陷性黄土地基处理的方法 篇4
1 垫层法
垫层法是先将基础下的湿陷性黄土一部分或全部挖除, 甲类建筑在自重湿陷性土场地应全部消除湿陷性黄土层;乙类建筑在自重湿陷性黄土场地不应小于湿陷性土层深度的2/3;丙类建筑在自重湿陷性黄土场地, 地基处理厚度不应小于2.5 m。垫层的设计主要包括垫层的厚度、宽度、夯实后的压实系数和承载力设计值的确定等方面。垫层设计的原则是既要满足建筑物对地基变形及稳定的要求, 又要符合经济合理的要求下处理1 m～3 m湿陷性黄土的湿陷量, 宜采用局部或整片土垫层进行处理;当同时要求提高垫层土的承载力或增强水稳性时, 宜采用局部或整片灰土垫层进行处理。经这种方法处理的灰土垫层的地基承载力250 kPa (素土垫层可达180 kPa) 且有良好的均匀性。
垫层的设计主要包括垫层的厚度、宽度、夯实后的压实系数和承载力设计值的确定等方面。垫层设计的原则是既要满足建筑物对地基变形及稳定的要求, 又要符合经济合理的要求。同时, 还要考虑以下几方面的问题:
1) 局部土垫层的处理宽度超出基础底边的宽度较小, 地基处理后, 地面水及管道漏水仍可能从垫层侧向渗入下部未处理的湿陷性土层而引起湿陷, 因此, 设置局部垫层不考虑起防水、隔水作用, 地基受水浸湿可能性大及有防渗要求的建筑物, 不得采用局部土垫层处理地基。
2) 整片垫层的平面处理范围, 每边超出建筑物外墙基础外缘的宽度, 不应小于垫层的厚度, 且不应小于2 m。
3) 在地下水位不可能上升的自重湿陷性黄土场地, 当未消除地基的全部湿陷量时, 对地基受水浸湿可能性大或有严格防水要求的建筑物, 采用整片土垫层处理地基较为适宜。但地下水位有可能上升的自重湿陷性黄土场地, 应考虑水位上升后, 对下部未处理的湿陷性土层引起湿陷的可能性。
2 重锤表层夯实及强夯
重锤表层夯实适用于处理饱和度不大于60%的湿陷性黄土地基。一般采用2.5 t～3.0 t的重锤, 落距4.0 m～4.5 m, 对表面松土满夯2击～3击, 可消除基底以下1.2 m～1.8 m黄土层的湿陷性。在夯实层的范围内, 土的物理、力学性质获得显著改善, 平均干密度明显增大, 压缩性降低, 湿陷性消除, 透水性减弱, 承载力提高。设备简单, 原理直观, 适用广泛, 特别是对非饱和土加固效果显著。这种方法加固地基速度快, 效果好, 投资省, 是当前最经济简便的一种方法, 非自重湿陷性黄土地基, 其湿陷起始压力较大, 当用重锤处理部分湿陷性黄土层后, 可减少甚至消除黄土地基的湿陷变形。因此在非自重湿陷性黄土场地采用重锤夯实的优越性较明显。强夯土的承载力宜在地基强夯结束30 d左右采用静载荷试验测定。
3 挤密桩法
桩基础既不是天然地基, 也不是人工地基, 属于基础范畴, 是将上部荷载传递给桩侧和桩底端以下的土 (或岩) 层, 采用挖、钻孔等非挤土方法而成的桩, 在成孔过程中将土排出孔外, 桩孔周围土的性质并无改善。但设置在湿陷性黄土场地上的桩基础, 桩周土受水浸湿后, 桩侧阻力大幅度减小, 甚至消失, 当桩周土产生自重湿陷时, 桩侧的正摩阻力迅速转化为负摩阻力。因此, 在湿陷性黄土场地上, 不允许采用摩擦型桩, 设计桩基础除桩身强度必须满足要求外, 还应根据场地工程地质条件, 采用穿透湿陷性黄土层的端承型桩 (包括端承桩和摩擦端承桩) , 其桩底端以下的受力层:在非自重湿陷性黄土场地, 必须是压缩性较低的非湿陷性土 (岩) 层;在自重湿陷性黄土场地, 必须是可靠的持力层。这样, 当桩周的土受水浸湿, 桩侧的正摩阻力一旦转化为负摩阻力时, 便可由端承型桩的下部非湿陷性土 (岩) 层所承受, 并可满足设计要求, 以保证建筑物的安全与正常使用。
桩挤密地基的加固作用主要是增加土的密实度, 降低土中孔隙率, 从而达到消除地基湿陷性和提高水稳性的工程效果。挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土地基, 常用的布桩方式有两种:1) 按三角形布桩;2) 将桩布置成正方形。在实际施工中, 也有按梅花形布桩的。梅花形布桩, 实质上是沿45°斜线布置的方形桩, 所以与正方形布桩并无本质上的差别。在设计中先确定出桩孔深度, 再根据施工设备及施工工艺拟定桩径, 然后依据挤密效果确定出桩距。孔底在填料前必须夯实, 孔内填料宜采用素土或灰土, 必要时可用强度高的填料如水泥土等。不得用粗颗粒的砂、石或其他透水性材料填入桩孔内, 桩与其周围被挤后的土体共同形成了复合地基, 一起承受上部荷载。填料时必须分层回填夯实, 其压实系数不宜小于0.97。
深层搅拌桩是复合地基的一种, 近几年在黄土地区应用比较广泛, 可用于处理含水量较高、湿陷性弱的黄土。它具有施工简便、快捷、无振动, 基本不挤土, 低噪声等特点。
深层搅拌桩的固化材料有石灰、水泥等, 一般都采用后者作固化材料。其加固机理是将水泥掺入粘土后, 与粘土中的水分发生水解和水化反应, 进而与具有一定活性的粘土颗粒反应生成不溶于水的稳定的结晶化合物, 这些新生成的化合物在水中或空气中发生凝硬反应, 使水泥有一定的强度, 从而使地基土达到承载的要求。
在湿陷性黄土地基处理中, 灰土桩法能有效地消除大厚度黄土的湿陷性, 灰土桩与挤密土一起构成灰土桩复合地基, 提高了地基强度, 减少了地基变形, 改善了黄土地基的工程特性。
4 化学加固法
在我国湿陷性黄土地区地基处理应用很多, 并取得实践经验的化学加固法包括硅化加固法和碱液加固法, 其适用于加固地下水位以上, 渗透系数为0.5 m/d～2.0 m/d的湿陷性黄土地基。对酸性土和渗入沥青油脂及石油化合物的地基土不宜采用。
硅化加固湿陷性黄土的物理化学过程, 一方面基于浓度不大的、粘滞度很小的硅酸钠溶液顺利地渗入黄土孔隙中, 另一方面溶液与土的相互凝结, 土起着凝结剂的作用。在灌注硅酸钠溶液过程中, 应进行沉降观测。
碱液加固:利用氢氧化钠溶液加固湿陷性黄土地基, 其加固原则为:氢氧化钠溶液注入黄土后, 首先与土中可溶性和交换性碱土金属阳离子发生置换反应, 反应结果使土颗粒表面生成碱土金属氢氧化物。加固深度应根据湿陷性黄土层深度, 基础宽度, 基底压力与湿陷事故的严重程度等综合因素确定。
5 结语
本文论证了湿陷性黄土地基常用处理方法的选用原则、适用范围、可能处理深度及效果, 同时对各处理方法应注意事项和可能带来的负面作用等也进行了概述, 这为工程场地地基处理方案的选型论证及实施提供了技术支持。随着科学技术的迅速发展, 对湿陷性黄土地基的处理方法越来越多, 但不管是采用哪种方法, 只要有严密的质量控制手段, 都可能经济而有效地获得期望的效果。
摘要：根据建筑的类别、湿陷性黄土的厚度等级, 提出了湿陷性黄土地基的几种处理方法, 并论述了各种处理方法的选用原则、适用范围及处理效果等, 从而为地基处理方案的选型论证及实施提供了技术支持。
关键词：湿陷性黄土,地基处理,地基变形
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湿陷性黄土的地基处理 篇5
湿陷性黄土钻孔夯扩挤密桩复合地基设计
介绍钻孔夯扩挤密桩复合地基设计原则,桩的布置及桩间距计算,复合地基承载力及变形验算.
作 者：穆兰 胡宇庭 王书鹏 MU Lan HU Yu-ting WANG Shu-peng 作者单位：石家庄铁路职业技术学院,河北石家庄,050041刊 名：石家庄铁路职业技术学院学报英文刊名：JOURNAL OF SHIJIAZHUANG INSTITUTE OF RAILWAY TECHNOLOGY年，卷(期)：20098(3)分类号：U415.6关键词：钻孔夯扩挤密桩 设计 桩间距 承载力 变形
浅谈湿陷性黄土公路路基处理 篇6
【关键词】湿陷性黄土；路基处理 垫层法；冲积碾压法；强夯法；挤密法 お
On the collapsible loess highway roadbed treatment
Liu Ya—ping
（Yuanzhou District Highway Management segmentGuyuanNingxia756000）
【Abstract】According to the nature of the works of collapsible loess in engineering practice appropriate to take the cushion method， the impact rolling method， ground treatment approach of dynamic compaction method and compaction method roadbed.
【Key words】The collapsible loess；Roadbed treatment Cushioning；Alluvial RCC；Dynamic compaction method；Compaction methodお
1. 湿陷性黄土的性质
湿陷性黄土泛指饱和的结构不稳定的黄色土，在自重压力与附加压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著附加下沉的现象。
2. 湿陷性黄土路基的处理
宁夏固原市地处陇东陕北湿陷性黄土地区。地基土除表层30～50cm的耕土外，其下均系第四纪黄土类地层。由黄土状轻亚粘土、黄土状亚粘土、黄土状粘土组成。黄土类土层中，具有大孔性，含明显白色钙盐结晶，居中等至高压缩性，具有强烈的中等湿陷性。在湿陷性黄土地区进行公路建设，应根据湿陷性黄土的特点和工程要求，因地制宜，采取以地基处理为主的综合措施，防止路基湿陷，保证公路的安全与正常使用，做到技术先进，经济合理。
2.1垫层法。
将基底以下湿陷性土层全部挖除或挖至预计的深度，然后以灰土或素土分层回填夯实。垫层厚度一般为1.0～3.0m。它消除了垫层范围内的湿陷性，减轻或避免了地基因附加压力产生的湿陷，可以使地基的自重湿陷表现不出来。这种方法施工简易，效果显著，是一种常用的地基浅层处理或部分湿陷性处理方法，同时，还要考虑以下几方面的问题：
（1）局部土垫层的处理宽度超出基础底边的宽度较小，地基处理后，地面水及管道漏水仍可能从垫层侧向渗入下部未处理的湿陷性土层而引起湿陷，因此，设置局部垫层不考虑起防水、隔水作用，地基受水浸湿可能性大及有防渗要求的建筑物，不得采用局部土垫层处理地基。
（2）整片垫层的平面处理范围每边超出建筑物外墙基础外缘的宽度，不应小于垫层的厚度，即并不应小于2m。
（3）在地下水位不可能上升的自重湿陷性黄土场地，当未消除地基的全部湿陷量时，对地基受水浸湿可能性大或有严格防水要求的建筑物，采用整片土垫层处理地基较为适宜。但地下水位有可能上升的自重湿陷性黄土场地，应考虑水位上升后，对下部未处理的湿陷性土层引起湿陷的可能性。
2.2冲击碾压法。
（1）冲击碾压是压实技术的新发展，冲击压路机由牵引车带动非园形轮滚动，多边形滚轮产生的势能与行驶的动能相结合，沿地面进行静压、搓揉、冲击的连续冲击碾压作业，形成高振幅、低频率的冲击压实作用。高能量冲击力周期性连续冲击地面，产生强烈的冲击波，向下具有地震波的传播特性，产生的冲击碾压功能，可使地下土层的密实度增大，达到压实的目的。
（2）冲击压路机对于土基表面进行冲击作用，冲击滚轮运转一周共有三次压实、三次冲击作用，一周内对任一点冲击次数的概率为1/6，采用冲击压路机碾压6遍为一作业循环。碾压时冲击压路机从坡脚外1m处向中心逐步推进碾压，轮迹横向重迭1/2，纵向错1/6轮周长，碾压时保证冲击压路机时速10～12Km/h，以保证冲击力，保证每一点均能够被冲击到。
（3）每冲击12遍，需分层检测（20cm、50cm、80cm、120cm）压实度、含水量、最大干密度、孔隙比、湿陷系数、自重湿陷系数等指标。冲击碾压完成后，检测总的沉降量、湿陷系数、压实度等数据，判断是否已经达到设计要求。
（4）该方法施工方便，造价低，已在公路工程建设中得到了广泛应用 ，并取得良好的效果。
2.3强夯法。
（1）强夯法的原理，是利用起吊设备将一定质量的夯锤提升到额定高度，夯锤自由落下对地基土产生夯击作用，使起夯面下一定深度内的土层达到密实状态，以消除湿陷性、降低压缩性、提高地基承载力。
夯击时最好锤重和落距大，则单击能量大，夯击击数少，夯击遍数也相应减少，加固效果和技术经济好。目前国内夯锤重可取10～40t，落距为10～20m。对相同的夯击能量，增大落距可获得较大的接地速度，得到更好的加固效果，但是落距加大，吊机的稳定性就差，加大锤重比加大落距容易解决。
（2）夯击遍数根据地基土的性质确定，土体压缩层越厚，土质颗粒越细，同时含水量较高，需要的夯击遍数越多。对于细粒土地层，一般分3遍进行。第1、2遍为点夯，夯点布置成正方形。夯点间距一般根据压缩层厚度和土质条件确定，夯点间距为6m，为了使深层土得以加固，第一遍夯击点的间距要大，这样才能使夯击能量传递到深处。第二遍夯点往往布置在上一遍夯点的中间。第三遍为满夯，是以较低的夯击能进行夯击，彼此重叠搭接，以确保获得土层的均匀性和较高的密实度。
（3）两遍夯击之间，应有一定的时间间隔，以利于土中超静水压力的消散，一般间歇时间为1～3周，在大面积强夯施工前，应先选择代表性路段（夯区）进行试夯，以确定合理的强夯参数和施工工艺。试夯区的夯点布置不宜小于5×5个夯点，试夯区宽度不小于2倍的预期加固深度，且长度不小于60m，宽度以路基基底处理宽度为宜。
湿陷性黄土地基的常用处理方法 篇7
我国中西部地区由于特殊的地质结构,大面积分布着湿陷性黄土,这种湿陷性黄土一般呈黄色或黄褐色,粉土粒含量常占土重的60%以上,含有大量的碳酸盐、硫酸盐和氯化物等可溶盐类,天然孔隙比在1.0左右,竖直节理发育,具有一定的抵抗移动和压密的能力,是一种非饱和的欠压密土。在天然湿度下,其压缩性较低,强度较高,但遇水浸湿时,土的强度显著降低;在附加压力或在土的自重压力下引起的湿陷性变形是一种下沉量大、下沉速度快的失稳性变形,对建筑物的危害性极大。所以对湿陷性黄土地基要做一定的处理,降低湿陷性程度,提高地基的强度和整体稳定性尤为必要。
1 工程和地质概况
国电河北龙山发电有限公司下属某石灰石制粉工程,位于河北涉县井店镇,地貌单元属于太行山东麓,山前丘陵地带,主要建筑物均位于一条东南向西北渐低的山脊上,东南端基岩直接裸露,西北段为缓丘,两侧为多级黄土陡坎。场地内最高处地面标高622.04m,最低处标高为604.75m。钻探深度范围内,主要为第四纪中晚更新世(Q3、Q2)的黄土,下卧层为奥陶系灰岩。自上而下土层主要为:(1)第一层耕土【Q42pd】;(2)第二层黄土【Q3】;(3)第三层黄土【Q2】;(4)第四层黄土【Q2】;(5)第五层黄土【Q2】;(6)第六层石灰岩【Q2】;所有钻孔均未揭穿本层。
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)该场地抗震设防烈度为7度、第一组,设计基本地震加速度值为0.10g。本场地等效剪切波速估算值为260m/s,场地土类型为中硬土,本区覆盖层厚度大于5m,综合判定场地类别为Ⅱ类。本场地勘探深度范围内未见地下水。
2 地基处理方法
本场地广泛分布有湿陷性黄土,第二层黄土具有Ⅰ~Ⅱ级湿陷性,其下的Q2黄土顶部局部具有湿陷性,均匀性较差,因此,天然地基方案不可行,必须进行地基处理。
2.1 垫层法。
垫层法包括土垫层和灰土垫层,是一种浅层处理湿陷性黄土地基的传统方法。处理厚度一般为1~3m,通过处理基底下部分湿陷性黄土层,可以减少地基的湿陷量。当仅要求消除基底下1~3m湿陷性黄土的湿陷量时,宜采用局部土垫层进行处理,当要求提高垫层土的承载力及增强水稳性时,宜采用整片灰土垫层进行处理。具体做法是先将基础下的湿陷性黄土部分或者全部挖除,再将灰土或素土在最优或接近最优含水量下分层回填夯实,以便消除地基的部分或全部湿陷量,并可减小地基的压缩变形,提高地基承载力。这种方法施工简易,效果显著,经过处理,地基承载力可达到250k Pa,土垫层可达到180k Pa。
2.2 挤密桩法。
挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土地基,施工时,先按设计方案在基础平面位置布置桩孔并成孔,然后将备好的素土(粉质粘土或粉土)、灰土或水泥土在最优含水量下分层填入桩孔内,并分层捣实至设计标高止。通过成孔或桩体夯实过程中的横向挤压作用,使桩间土得以挤密,从而形成复合地基。值得注意的是,不得用粗颗粒的砂、石或其它透水性材料填入桩孔内。
本项目的石灰石堆棚,面积大,为了达到工艺提出的堆放高度,在场地平整后,宜采用挤密桩法进行处理。挤密孔的孔位按正三角形布置,孔心距按下式计算:
其中,S为桩孔之间中心距离(m);d为桩孔直径(m);D为挤密填料孔直径(m);ρdmax为击实试验确定的最大干密度(g/cm3);ρdo为地基挤密前压缩层范围内各层土的平均干密度(g/cm3);ηc为挤密填孔(达到D)后,3个孔之间土的平均挤密系数,不宜小于0.93。
当挤密处理深度不超过12m时,不宜预钻孔,挤密孔直径宜为0.35m~0.45m;当挤密处理深度超过12m时,可以预钻孔,直径d宜为0.25~0.30m,挤密填料孔D宜为0.5m~0.6m。孔底在填料前必须夯实。孔内填料用水泥土等强度高的填料。填料时,宜分层回填夯实,其压实系数不宜小于0.97,成孔挤密应间隔分批进行,成孔后应及时夯填。
2.3 桩基础法。
桩基础法适用于消除湿陷性黄土层的湿陷性,可使用各种类型的桩穿透湿陷性土层,把上部结构的荷载通过桩尖(扩大头)传到非湿陷性的土层(岩层)上。桩基础起向深处传递荷载的作用,本身并不消除湿陷性黄土本身的湿陷性。湿陷性黄土浸水后桩身与土之间的摩擦力大大降低,在自重湿陷性黄土中还会产生负摩擦力。其中爆扩桩一般适用于穿透不大于8m厚的湿陷性黄土层。在非自重湿陷性黄土场地,应支承在压缩性较低的非湿陷性土层上;在自重湿陷性黄土场地,应支承在密实的非湿陷性土层上。机械或人孔的灌注桩可用于穿透厚度较大的湿陷性黄土层。扩底灌注桩的支承条件,应与爆扩桩的要求相同;不扩底灌注桩应支承在密实的非湿陷性黄土层。预制桩可用于穿透厚度较大的湿陷性黄土层,并应打入密实的非湿陷性黄土层中。
本工程的主厂房等重要和重型建筑,包括:破碎料斗、破碎系统及提升机楼、碎石库、粉磨车间、空压机房及提升机楼、石粉库储存及发放等,荷载大,要求高,采用人工挖孔灌注桩进行处理,桩端宜进入强风化石灰岩2~3m,单桩承载力通过现场试桩确定。桩设计参数见表1。
3 结语
在湿陷性黄土地区,地基处理方法有很多种,如重锤表层夯实、置换垫层、强夯、挤密桩、热处理、预浸法、水下爆破、化学加固和桩基础等。本工程中使用的几种湿陷性黄土地基的处理方法,近年来已被广泛使用。随着科学技术的迅速发展,对新型材料和新型施工方法的研究使用,对湿陷性黄土地基的处理方法也越来越多。近十几年来开始使用的CFG(水泥粉煤灰碎石桩)法、强夯置换法、压力灌浆法等均效果良好。
摘要：文章介绍了湿陷性黄土常用的几种地基处理方法,适用范围及处理要点,并结合工程实例,指出应根据建筑物类别、黄土特征、施工条件等方面的综合因素确定具体处理方法。
关键词：湿陷性黄土,地基处理,垫层法,挤密法
参考文献
[1]建筑地基基础设计规范(GB 5007-2002)[S].中国建筑工业出版社.,2002
湿陷性黄土的地基处理 篇8
关键词：湿陷性黄土地基,处理方法,换土法,灰土挤密桩
1 黄土分布及概述
黄土作为一种常见的工程地基,在世界各地分布很广,中国黄土主要分布于北纬33°～47°之间,尤以34°～45°之间最为发育。总面积约为63.5万km2,占世界黄土分布的4.9%左右。黄土的堆积厚度为世界之最,其厚度中心在洛河和泾河流域的中下游地区,最大厚度达180 m～200 m。由此向东西两边逐渐减薄。其分布南始于甘肃南部的岷山、陕西的秦岭、河南的熊耳山、伏牛山,北以陕西白于山、河北燕山为界,西起祁连山,东至太行山。湿陷性黄土约占中国黄土分布面积的60%,主要分布于黄河中、下游地区,厚度最大达30 m左右,并具有自东向西、自南向北其湿陷性逐渐加剧的规律。中国黄土按地质形成年代和工程特性基本划分为下列4个地层:
①早更新世黄土。简称为Q1黄土,形成于距今70万年～120万年之间。粉粒和粘粒含量比后期黄土要高,质地均匀,致密坚硬,低压缩,无湿陷性;
②中更新世黄土。简称Q2黄土,形成于距今10万年～70万年之间。同样具有粉粒和粘粒含量比后期黄土要高,质地均匀,致密坚硬,低压缩性的特点。但其最上部已表现出轻微湿陷性,是西北地区黄土地层的主体;
③晚更新世黄土。简称Q3黄土,形成于距今0.5万年～10万年之间。质地均匀,但较疏松,肉眼可见大孔,具湿陷性或强烈湿陷性;
④全新世黄土。简称Q4黄土,形成于距今5千年内。一般土质疏松,肉眼可见大孔,具湿陷性或强烈湿陷性。
通常将早期和中期形成的Q1和Q2黄土统称为老黄土,将其后形成的Q3和Q4黄土称为新黄土,可以看出通常所说的湿陷性黄土指的就是新黄土。因此,如何进行湿陷性黄土地基处理也成为设计人员较难选择的问题。
2 湿陷性黄土地基处理的方法探讨
在GB 50025-2004湿陷性黄土地区建筑规范中对于湿陷性黄土地基处理有几种具体方法,但在具体工程中根据地质报告怎样选择,下面就提供几种方法。
2.1 实例一:侯马褚村220 kV变电站工程
工程概况:侯马褚村220 kV变电站位于山西省侯马市西北3.5 km的褚村以南600 m,处汾河Ⅱ级阶地上,占地面积(75×135)m2。侯马褚村220 kV变电站工程是国家发改委要求关闭侯马电厂后接替侯马地区供电负荷的工程,要求2007年开工建设,2008年8月投运。2007年10月由太原通源电力勘测队出具《岩土工程勘测报告》得出如下结论:站址地基土在本次勘测深度内可分为三个大层,其中,①层黄土状粉土厚度平均7.5 m,承载力标准值fk=130 kPa,具湿陷性,应进行处理;②层黄土状粉土厚度平均7 m,可作为本场地的地基持力层,承载力标准值fk=170 kPa;③层粉质黏土,承载力标准值fk=180 kPa。建议:本场地为Ⅱ级自重湿陷性黄土场地。为消除场地地基土的湿陷性,宜采用强夯法或换土法进行地基处理。方案一强夯法经济适用,但施工周期长,处理深度7.5 m。方案二换土或灰土桩人工处理方法成本大,施工周期短,但开挖基坑较深,基坑开挖7 m～8 m,坡高在5 m～10 m之间。
根据DBJ 04-251-2007 110 kV～1 000 kV变电站地基处理技术规程本站主控楼及主变基础属于乙类建筑。在自重湿陷性场地处理最小厚度不应小于6 m,因此,我们选择强夯处理。
但是,在2007年11月开工时,侯马市连下小雨达20 d,下层2 m深范围内含水量达到饱和状态。强夯根本无法进行,最后同建设单位、施工单位、勘察单位等现场踏勘,决定采用换土法。通过综合经济比较费用不超9万元,工期可以缩短两个月,同时能按时完工。满足国家在奥运期间小电厂关停的要求,社会效益远远大于经济效益。
2.2 实例二:浮山上东110 kV变电站工程
浮山上东110 kV变电站工程位于山西省浮山县响水河镇境内敦曹村北约100 m,站址面积(61×50)m2。2008年2月由太原通源电力勘测队出具《岩土工程勘测报告》得出如下结论:站址地基土在本次勘测深度内可分为两个大层:①黄土(粉土)(Q
根据现场的探井描述记录和土工试验结果看湿陷性指标,判定站址场地为Ⅲ级自重湿陷性黄土场地。勘测场地内岩土层分为两大层三个亚层:其中①,②-2为黄土(粉土)(Q
根据DBJ 04-251-2007 110 kV～1 000 kV变电站地基处理技术规程,本站主控楼及主变基础属于小乙类建筑。在GB 50025-2004湿陷性黄土地区建筑规范中在自重湿陷性场地处理最小厚度不应小于6 m,对Ⅲ级自重湿陷性黄土场地的乙类建筑地基处理后,下部未处理湿陷性黄土的剩余湿陷量不宜大于150 mm。
根据周边情况,我们选择灰土挤密桩进行地基处理。虽然施工招标后,施工单位对强夯是强项,综合考虑到与敦曹村距离太近,没有同意采用强夯。
对于湿陷性黄土采用何种方法消除其湿陷性,笔者认为这个问题很值得研究,尤其在山西地区差别较大,对这一问题的深入研究具有直接的经济效益,又应对建筑物使用条件和所处的周边环境作适当调查,具体问题具体分析,进行综合比较,选用最适用和最可行的方法。
3 结语
湿陷性黄土在山西地区分布较广,积累的工程经验也比较丰富,以上仅是个人的一点体会和看法,提出来和大家探讨。
参考文献
[1]DBJ 04-251-2007,110 kV~1000 kV变电站地基处理技术规程[S].
[2]GB 50025-2004,湿陷性黄土地区建筑规范[S].
湿陷性黄土的地基处理 篇9
1湿陷性黄土的定论与分类
湿陷性黄土与非湿陷性黄土的区别是以湿陷系数δs的大小来区分, 湿陷系数δs是厚度土层由于浸水在规定压力下产生的湿陷量, 它定量地表示了土样所代表黄土层的湿陷程度, 根据规范规定, 在一定压力作用下, δs≥0.015时应定为湿陷性黄土, 否则应定为非湿陷性黄土。湿陷性黄土根据湿陷起始压力Ps的不同可分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。自重湿陷性黄土是指Ps小于上覆土的饱和自重时, 该土层在上覆土层自重压力的作用下受水即刻发生湿陷, 称为自重湿陷性黄土。非自重湿陷性黄土Ps大于上覆土的饱和自重, 则土层在上覆土自重压力作用下, 并不发生湿陷, 称为非自重湿陷性黄土。
2湿陷性黄土的湿陷机理及颗粒组成
2.1湿陷机理
湿陷机理可分为高可溶盐的湿陷性黄土和高空隙率的湿陷性黄土, 由于这两类湿陷性黄土的湿陷性机理不同, 因此应对湿陷性黄土地基有可靠的鉴定和正确的认识, 并采取必要的工程措施防止或消除它的湿陷性。
2.2颗粒组成
湿陷性黄土的颗粒主要为粉土颗粒, 占总重量约50%～70%, 而粉土颗粒中又以0.05mm～0.01mm的粗粉土颗粒为多, 占总重约40.60%, 小于0.005mm的粘土颗粒较少, 占总重约14.28%, 大于0.1mm的细砂颗粒占总重在5%以内, 基本上无大于0.25mm的中砂颗粒。从表1可见, 湿陷性黄土的颗粒从西北向东南有逐渐变细的规律。
湿陷性黄土在天然状态下保持低湿和高孔隙率是其产生湿陷的充分条件。我国湿陷性黄土分布地区大部分年平均降雨量约在250mm～500mm, 而蒸发量却远远超过降雨量, 因而湿陷性黄土的天然湿度一般在塑限含水量左右, 或更低一些。我国常见地区湿陷性黄土的孔隙比见表2。
3湿陷性黄土的区域分布表2常见地区湿陷性黄土孔隙比
根据1991年中国科学院黄土高原综合科学考察队对全国黄土地区的考察、实验, 并从黄土的颗粒组成、易溶盐特征、湿陷性以及地貌类型、气候条件等方面, 将黄土高原划分为六个区:Ⅰ———湟水区, Ⅱ———陇西区, Ⅲ———宁南陕北区, Ⅳ———陇东陕中区, Ⅴ———晋中区, Ⅵ———豫西区。
4湿陷性黄土地基的处理
4.1湿陷性黄土地基的湿陷等级
湿陷性黄土地基的湿陷等级可依据地基的计算湿陷量Δs来确定。Ⅰ级:0.05<Δs≤0.15;Ⅱ级:0.15<Δs≤0.35;Ⅲ级:Δs>0.35。
Δs只是湿陷性黄土地基的定性指标, 它并不代表地基的真实湿陷量。由于我国黄土上部土层的湿陷性比下部土层大, 而地基上部土层受水浸湿的可能性又较大, 因此在计算地基的湿陷土层厚度一般定为从基底算起至其下5m为止。由于被地下水浸泡的那部分黄土层一般不具有湿陷性, 当5m内时已见地下水, 则算至平均年地下水位为止。在5m深度内如有非湿陷性黄土层, 则不将此层土的湿陷量累计在内。湿陷性黄土地基的湿陷等级越高, 浸水后可能产生的湿陷量就越大, 对结构物的危害也越大, 因此设计措施要求也越高。另外, 我国建筑规范还规定当基底下面土层包含有自重湿陷性黄土, 可按下式判别是否属自重湿陷性地基:根据大量的室内外试验对比确定, 当Δzs≤0.07m时可定为非自重湿陷性黄土地基;Δzs>0.11m时为自重湿陷性黄土地基;Δzs为0.07m～0.11m时, 可结合当地实践经验确定。
自重湿陷性黄土受水浸湿后, 湿陷现象比较明显且严重, 这种地基处理相对较难, 而且工程量大, 费用高, 路基长期稳定效果较差, 对结构破坏现象较多。因此, 路线布设时尽量能避让自重湿陷性黄土地段, 当无法避让时, 应当考虑架设桥梁通过。
4.2湿陷性黄土地基的处理方法
根据不同的地基土质和不同的结构物, 地基处理应选用不同的处理方法。在勘察阶段, 经过现场取样, 以试验数据进行分析, 判定属于自重湿陷性黄土还是非自重湿陷性黄土, 以及湿陷性黄土层的厚度、湿陷等级、类别后, 通过经济分析比较, 综合考虑工艺环境、工期等诸多方面的因素。最后选择一个最合适的地基处理方法, 经过优化设计后, 确保满足处理后的地基具有足够的承载力和变形条件的要求。主要采用的方法有:垫层法、强夯法、灰土桩挤密法、深层搅拌桩法、振冲碎石桩法等。
4.2.1灰土和素土垫层法
将基底以下湿陷性土层全部挖除或挖至预计的深度, 然后以灰土或素土分层回填夯实。垫层厚度一般为1.0m～3.0m。它消除了垫层范围内的湿陷性, 减轻或避免了地基因附加压力产生的湿陷, 可以使地基的自重湿陷表现不出来。这种方法施工简易, 效果显著, 是一种常用的地基浅层处理或部分湿陷性处理方法, 经这种方法处理的灰土垫层的地基承载力可达到300kPa (素土垫层可达200kPa) , 且有良好的均匀性。
4.2.2强夯法
强夯法亦称动力固结法, 通过重锤的自由落下, 对土体进行强力夯实, 以提高其强度, 降低其压缩性。该法设备简单, 原理直观, 适用广泛, 特别是对非饱和土加固效果显著。这种方法加固地基速度快, 效果好, 投资省, 是当前最经济简便的地基加固方法之一。
4.2.3灰土挤密桩法
灰土挤密桩的施工方法是利用沉管、冲击或爆扩等方法在基础底面形成若干个桩孔, 再向孔内夯填灰土成桩。然后将灰土填入并分层夯实, 以提高地基的承载力或水稳性, 处理深度宜为5m～15m。成桩后, 应及时抽样检验灰土挤密桩或灰土挤密桩处地基的质量。对一般工程, 主要应检查施工记录、检测全部处理深度内桩体和桩间土的干密度, 并将其分别换算为平均压实系数和平均挤密系数。对重要工程, 除检测上述内容外, 还应测定全部处理深度内桩间土的压缩性和湿陷性。
4.2.4深层搅拌桩法
深层搅拌桩的施工方法有干法施工和湿法施工两种, 干法施工就是“粉喷桩”, 其工艺是用压缩空气将固化材料通过深层搅拌机械喷入土中并搅拌而成。因为输入的是水泥干粉, 因此必然对土的天然含水量有一定的要求, 如果土的含水量较低时, 很容易出现桩体中心固化不充分、强度低的现象, 严重的甚至根本没有强度。在某些含水量较高的土层中也会出现类似的情况。因此, 应用粉喷桩的土层中含水量应超过30%, 在饱和土层或地下水位以下的土层中应用更好。
湿法施工是将水泥搅拌成浆后注入土中的方法。水泥浆通过柱塞式泥浆泵强制注入, 除非特殊情况很少断浆, 施工中一般采用预搅下沉时就喷浆的工艺, 因此桩体的均匀性比干法施工好。但喷浆增加了水泥土的含水量, 强度会受到一定影响, 实际应用时需根据土的工程性质, 尤其是含水量情况作出适当的选择。
4.2.5振冲碎石桩法
首先清淤、清理场地, 平整场地至桩顶设计标高;然后布置桩位, 根据试桩结果, 确定施工技术参数。桩体采用间隔方式 (即跳打) 制桩。开动振动机把套管沉入土中, 如遇到坚硬难沉的土层, 可辅以喷水或射水沉入。把套管沉到设计深度, 套管入土后, 挤密了套管周围土体, 然后将料斗插入桩管, 向管内灌一定量的碎石。再将套管提升到规定的高度, 套管内的碎石被压缩空气从套管内压出。然后又将套管沉入规定的深度, 并加以振动, 使排出的碎石振密, 于是碎石再一次挤压周围的土体。再一次灌碎石于套管内, 把套管提升到规定的高度。重复多次, 一直打到地面就成为碎石挤密桩。振冲碎石桩处理完成后, 在桩顶上铺填50cm厚砂砾垫层, 全部处理范围均采用20t振动压路机重叠轮迹碾压至少两遍。振冲碎石桩法处理软土地基不仅效果好、速度快, 而且节省工程造价、适用性广。
5结语
以上几种湿陷性黄土地基的处理方法, 近几年来在公路建设中被广泛使用, 都取得了较好的效果。随着科学技术的迅速发展, 对新型材料的研究使用, 对湿陷性黄土地基的处理方法越来越多, 也有了一定的施工经验。在近十几年开始采用的有孔内深层强夯法CFG (水泥粉煤灰碎石桩) 法、夯坑置换法、压力灌浆法等, 都不失为好方法。但不管是采用哪种方法, 只要有严密的质量控制手段, 都可能经济而有效地获得期望的效果。以上看法是基于几年公路建设中的见闻积累, 文中有不妥之处, 望能指正。参考文献:
摘要：针对湿陷性黄土的危害性进行了分析, 简要介绍了湿陷性黄土的分类、湿陷机理及区域分布等内容, 着重阐述了湿陷性黄土地基的处理方法, 包括强夯法, 灰土挤密桩法, 深层搅拌桩法等, 以指导实践。
关键词：湿陷性黄土,区域分布,湿陷等级,处理方法
参考文献
湿陷性黄土的地基处理 篇10
第1层黄土状粉质粘土:黄褐-褐黄色, 土质松散, 可见零星砾石, 具大孔, 垂直节理发育, 块状结构, 含少量云母, 干强度中等, 无摇震反应。厚度为0.60-5.70m, 平均3.79m;层底标高:989.00-1004.88m, 平均995.13m, 层地埋深:0.60-5.70m, 平均3.95m;该层具湿陷性, 局部含1-1碎石夹层。
第1-1碎石夹层:杂色, 该层以夹层形式存在于 (1) 层中, 骨料成分以安山岩、玄武岩为主, 粒径变化较大, 一般2-6cm, 最大粒径25cm, 碎石含量约占50%, 充填物为粗、砾砂和粘性土, 厚度:0.50-2.50m, 平均1.35m。
第2层黄土状粉质粘土:褐黄色-黄褐色, 含少量钙质条纹, 孔隙发育, 无摇震反应, 稍有光滑, 中等干强度, 中韧性。厚度:1.20-6.90m, 平均4.55m;层底标高:983.29-998.68m, 平均989.25m, 层底埋深:3.80-12.00m, 平均9.69m;该层具湿陷性, 局部含2-1碎石夹层。
第2-1碎石夹层:杂色, 该层以夹层形式存在于 (2) 层中, 骨料成分以安山岩、玄武岩为主, 粒径变化较大, 一般3-8cm, 最大粒径45cm, 碎石含量约占50%-60%, 充填物为粗、砾砂和粉质粘土。厚度:0.50-5.50m, 平均1.96m。
第3层黄土状粉质粘土:褐黄色-黄褐色, 土质较均匀, 含云母、铁猛结核, 局部可见钙质结核, 稍有光滑, 无摇震反应, 中等干强度, 中韧性。坚硬-可塑状态。厚度:2.50-7.30m, 平均5.23m;层底标高:977.86-991.09m, 平均981.83m, 层底埋深:10.20-17.20m, 平均15.29m;该层不具湿陷性, 局部含3-1碎石夹层。
第3-1碎石夹层:杂色, 该层以夹层形式存在于 (3) 层中, 骨料成分以安山岩、玄武岩为主, 粒径变化较大, 一般3-8cm, 最大粒径50cm, 碎石含量约占50%-65%, 充填物为粗、砾砂和粉土, 厚度:0.90-4.10m, 平均1.96m。
第4层黄土状粉质粘土:黄褐色, 土质均匀, 含黑色铁猛结核。饱和度 (Sr) 多数为100%。属饱和黄土状土, 无摇震反应, 中等干强度, 中韧性。硬塑-可塑状态。局部含4-1碎石夹层。钻孔所揭露最大厚度为13.70m。本次勘察未穿透该层。
第4-1碎石夹层:杂色, 该层以夹层形式存在于 (4) 层中, 骨料成分以安山岩、玄武岩为主, 粒径变化较大, 一般3-8cm, 最大粒径50cm, 碎石含量约占50%-65%, 充填物为粗、砾砂和粉土, 厚度:1.50-1.50m, 平均1.50m。
根据土的分析结果, 第1、2层黄土状土具有湿陷性。湿陷深度自天然地面算起约3.8-11.0m, 一般为天然地面下10m左右。按《湿陷性黄土地区建筑规范》 (GB50025-2004) 表4.4.7, 判定场地为Ⅲ级自重湿陷性场地, 部分地段为Ⅱ级非自重湿陷性。根据北阳庄矿井地质勘查报告、国家相关规范和工程特征、工业场地实际工程地质条件, 我们用北阳庄矿井办公楼工程为例来说明如何选择最优的地基处理方案。办公楼地基土为湿陷等级为Ⅲ级自重湿陷性黄土, 黄土深度近8m, 建筑物按丙类考虑。处理方法有:
1换土垫层法
换土垫层法是用非湿陷性黄土代替湿陷性黄土, 从而达到消除或减小湿陷性黄土的湿陷量。具体可用素土或者3:7灰土垫层等来代替湿陷性黄土。
2强夯法
强夯法是用起重机械将大吨位夯锤 (一般在10t左右) 起吊到一定高度 (8m以上) , 自由落下, 对土体进行夯击, 通过强大的夯击能, 迫使土中孔隙压缩, 孔隙率降低, 土体迅速固结, 从而提高地基土的承载力, 消除黄土的湿陷性。
3夯扩挤密水泥土桩
夯扩挤密水泥土桩属于半刚性桩, 其成孔及夯实设备均采用柱锤夯扩机, 采用导管进入土层后, 孔内重锤 (锤重1.5t~5t) 对地层进行夯击, 穿透湿陷性土层后, 开始进行填料 (桩体材料采用干粉水泥和土搅拌, 形成水泥土桩) , 用细长锤反复进行夯击, 使孔底形成扩大头, 桩端位于非湿陷性土层之中。达到上部对湿陷性黄土进行挤密, 消除湿陷性黄土层的湿陷性, 下部进入好的持力层, 提高承载力, 并能有效减小地基土的变形。
下面分析一下各种处理方案。换土垫层法适用于次要建筑物, 且湿陷等级为Ⅱ级非自重湿陷性土, 根据《建筑地基处理规范》JGJ79-2002规定换土处理厚度不宜大于3m。因此对于Ⅲ级自重湿陷性土不宜采用本办法, Ⅱ级非自重湿陷性土可采用本办法。对于办公楼来说, 湿陷性黄土厚度近8m, 要全部消除黄土的湿陷性对强夯能击要求很高, 要夯锤在20t以上、起吊高度在25m以上才能达到消除湿陷性的目的。强夯法虽然施工工艺简单, 但是由于要消除湿陷性黄土的厚度大, 需要的强夯能击高, 震动会非常大, 对周围的建筑和管网都有影响, 还要受天气的制约, 施工过程中雨水较多会造成强夯坑内积水导致地基翻浆, 严重影响工程质量, 工期也没有保障。而夯扩桩承载力高, 内夯锤能量较大, 抗拔性能好, 地质适应面广, 布桩灵活, 场地不用清障, 环境污染小, 噪音小, 振动小, 成桩率高, 施工工艺简单, 施工质量容易控制。
通过比较, 最后我们选择了夯扩挤密水泥土桩作为北阳庄矿井办公楼工程的地基处理方案。
通过检测, 地基承载力符合要求, 湿陷性已基本消除, 达到了预期目的, 目前办公楼已投入使用5年, 无沉降现象。
从北阳庄矿井地基处理工程我们可以总结出, 对于每一个不同的建筑物, 我们都要通过地基土的特性、建筑物等级、施工周边环境、施工进度要求、施工队伍的经验等内容进行方案比选, 从社会、经济等方面综合比较, 选出一个经济、合理的方案来。
摘要：湿陷性黄土泛指饱和的结构不稳定的黄色土, 在上覆土层自重应力作用下, 或者在自重应力和附加应力共同作用下, 因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土, 属于特殊土。土的这种特性, 会对结构物带来不同程度的危害, 使路基及结构物大幅度沉降、折裂、倾斜, 严重影响安全和使用。本文通过工程实例剖析了如何选择地基处理方法, 为工程实践提供了经验。
关键词：湿陷,地基,处理,方法,选择
参考文献
湿陷性黄土的地基处理 篇11
关键词：強夯法；新疆干旱地区；湿陷性黄土；基础处理；特殊地质 文献标识码：A
中图分类号：TU475 文章编号：1009-2374（2016）13-0114-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.13.055
湿陷性黄土地基的处理主要与黄土的性质相关，在处理的过程当中通常包括压缩以及湿陷性等两种类型，这样的土质类型大部分分布于我国的西北地区，在新疆地区尤为显著。新疆地区作为我国经济发展较为落后的区域，由于区域内广布湿陷性黄土，使得经济基础设施的建设尤为困难，而强夯法的出现有效的解决了这一难题。通过强夯法的使用，能够有效地对新疆干旱地区湿陷性黄土进行处理，使其逐渐满足工程项目建设的
需要。
1 湿陷性黄土地基的处理方法
在对新疆干旱地区湿陷性黄土进行处理之时，往往存在着处理深度以及范围等方面的区分，其中主要包括浅处理以及深基础处理等。所谓的浅处理主要指的是在处理的过程当中只是把工程建筑项目地基中的部分湿陷量清除掉。而深基础处理与浅处理相反，深基础处理要把工程建筑项目地基的全部湿陷量清除掉，这样的方式往往需要使用桩基础以及深基础穿透到全部的湿陷性黄土层当中。在对湿陷性黄土进行地基处理的过程当中常常会使用到垫层、强夯以及土桩挤密等多种方法，而相对来说，强夯法以其经济性以及有效性的特征，在湿陷性黄土地基处理之时被广泛采用。
2 强夯法在湿陷性黄土地基处理中的内容设计及方法
2.1 强夯法的内容设计
强夯法在湿陷性黄土地基处理中使用之时，需要做好内容的设计工作，其主要包括设计好强夯地基的夯实程度、强夯的能级以及处理好现场表面夯点的排布状况等。其中，设计夯实程度指的是，根据工程项目建设之前所勘察到现场的地质状况以及工程项目对于地基密度等相关要求，确定好强夯的程度，也就是基础底面向下到达处理深度底面之间所夯实的土层的厚度，确保这一厚度能够到达工程项目对于地基处理的相关要求；强夯的能级指的是，在使用强夯法之时施工点夯的过程当中最大单击夯击的能量，其数值的形成是夯锤重量与下落之间距离的乘积；夯点的排布指的是，在对湿陷性黄土使用强夯法进行处理之时，需要处理好夯点的分布形式，主要包括夯点分布的方式、之间的距离以及夯击之时的顺序等。
2.2 能级的选取及夯点的分布
当湿陷性黄土地基中的含水率能够满足使用强夯法的条件时，强夯能级的选取需要与强夯处理深度相适应，确保强夯法的使用能够达到预定的目标。在选择强夯法能级的过程当中，需要与地基处理程度以及加固的深度相适应，确保湿陷性黄土地基强夯技术的顺利使用。而夯点进行分布的过程当中，需要提高对夯点平面布置方式以及夯点中心距的重视，在进行分布之时，需要确保夯点夯实效益的发挥，又要确保在强夯的过程当中，对湿陷性黄土地基的夯实质量，保证地基处理工作的均匀性。其中按照以往的施工经验来看，在进行夯点分布的过程当中，采用三角形分布的形式最为合理，不过在实际的施工过程当中，需要根据工程项目的情况，因地制宜地进行夯点的分布。
3 强夯法在应用过程中应当注意的安全问题
由于在湿陷性黄土地基强夯的过程当中，通常采用的是重型的强夯设备，夯锤往往是钢或者混凝土制造而成的重锤，而在强夯施工的过程当中又需要有人进行机械设备的操作，因此，施工中的安全问题显得尤为重要，其中在进行实际的施工过程当中，需要注意以下的安全问题。
首先，在进行施工建设之前，相关的建设施工企业需要对相关的施工技术人员进行安全教育培训，提高施工技术人员的安全意识，确保其能够严格按照相关的工序进行操作，避免出现安全问题；其次，在对湿陷性黄土进行地基处理之前，相关的建设施工企业需要做好施工现场的勘察工作，了解并掌握好施工现场周边地区地下工程以及管道线路的埋设情况，防止因强夯法的使用对周边环境造成不必要的破坏，有条件的施工企业可以在施工现场挖掘减震沟，降低强夯法施工中对周边环境的影响；最后，在施工之前，相关的建设施工企业需要安排组织相应的人员对施工现场进行仔细的清理，清除影响施工建设的障碍物，确保施工现场强夯机械设备2倍吊臂高度的范围之内没有空中线路的影响。此外，在进行强夯施工的过程当中，相关的施工建设企业每天都需要对所用的重型机械设备进行检查维修，做好定期的保养工作，避免因机械设备的故障而诱发一系列的安全事故，影响工程项目建设的进度以及施工企业的经济
效益。
4 工程实例分析
以新疆干旱地区蒸发塘坝体工程的建设为例，探究强夯法在湿陷性黄土地基处理作业当中的应用。
4.1 工程概况
该蒸发塘场区地质主要为自重～非自重湿陷性黄土，需要进行地基强夯处理消除局部湿陷性满足库内存水要求。根据现场的实际勘察结果显示，黄土区中有6m左右的深度属于湿陷性黄土，而6m以下的区域属于非湿陷黄土，本工程地基强夯处理范围约为25.18万m2，其中库区域内约16.58万m2，坝基约8.6万m2。在使用强夯法进行施工的过程当中，需要制定合理的处理方案，掌握好工程项目的资金状况，确保湿陷性黄土地基处理的顺利进行。
4.2 试夯试验
为了能够为湿陷性黄土地基处理提供准确的数据，便于工程项目的决策，需要对施工现场进行试夯试验，其中内容主要包括试夯施工、强夯法施工前后的对比以及振动的检测等环节。首先，在进行试夯施工的过程当中，为了能够为湿陷性地基的处理设计反馈得到更为有效的数据信息，需要在现场划分出2个按设计代表建议范围30m×30m（普通为10m×10m）的强夯法试验区域，在进行试验的过程中需要采用不同类型的夯击能量对湿陷性黄土进行夯击，并做好试验的对比性工作，收集好真实有效的数据信息；其次，通过对比可以发现，夯击能量不同，使得场地平均的下沉量也不同，其中夯击能量越大，场地的平均下沉量越大，同等夯击能量之下，不同试验区域场地的平均下沉量也存在着不同；最后，振动检测主要是为了清楚地掌握好使用强夯法对湿陷性黄土层进行地基处理时对周边环境的影响。其中，同一区域不同测点之间在强夯的过程中，所产生的水平最大震速以及垂直最大震速之间存在着明显的差异。根据有关的技术规范要求和强夯试验检测报告，确定强夯能级、锤重、落距、锤径、点距、点夯击遍数、点夯及满夯遍数、最终沉陷量等技术指标，作为强夯施工技术标准。最终确定振动主频在10～50Hz之间时，安全范围内所允许的最大振速为每秒1cm，安全的强夯距离为10～20m。
5 结语
综上所述，随着我国社会经济的快速发展，国家加大了对大型工程项目的建设工作，提高了资金的投入，使得工程项目的建设范围更加广阔，遇到的地质类型越来越多。在新疆干旱地区湿陷性黄土施工的过程中，强夯法的施工方式得到了广泛的应用，并取得了较好的成绩，使得黄土地基能够与工程项目对于地基的要求相符合，从而提高了工程项目的建设质量，为区域经济的发展提供了必要的支持。
参考文献
[1] 夏世龙，李利侠，陈惠芳，等.强夯法在湿陷性黄土
地基中的应用[J].施工技术，2011，40（2）.
[2] 杨光.强夯法在湿陷性黄土地基处理中的应用[J].地
球，2013，（1）.
作者简介：钟晓（1984-），女，广东汕头人，广东省水利水电建设有限公司工程师，研究方向：水利工程。
湿陷性黄土地区地基处理 篇12
黄土是一种以粉粒为主, 具有大孔隙、天然含水量小、呈黄红色, 富含碳酸钙成分的粘质土, 我国黄土地区的总面积占国土面积的6%以上, 广泛分布于北纬34O~45O之间的大陆内部干旱和半干旱地区。黄土的湿陷性是指黄土浸水后在外荷载或土自重的作用下发生的下沉现象。湿陷性黄土又可分为自重湿陷和非自重湿陷两类, 自重湿陷是指土层浸水后仅仅由于土的自重发生的湿陷;非自重湿陷是指土层浸水后, 由于自重及附加压力的共同作用而发生的湿陷。因此, 对于此项工程而言, 湿陷性黄土地基处理尤为重要。
黄土的湿陷性可根据在室内由一定压力下的压缩试验所测定的湿陷系数δs值判定。当湿陷系数δs小于0.015时, 定为非湿陷性黄土;否则, 定为湿陷性黄土。湿陷性黄土的湿陷程度, 可根据湿陷系数值的大小分为三种:
当0.015≤δs≤0.03时, 湿陷性较微;
当0.03<δs≤0.07时, 湿陷性中等;
当δs>0.07时, 湿陷性强烈。
2 湿陷性黄土地基的处理方法
对于湿陷性黄土的地基处理, 工程中可用的方法很多, 通常有:垫层法、强夯法、CFG桩复合地基法或挤密桩法等方法。一般情况下, 对湿陷等级为Ⅱ级及以上且湿陷厚度小于3m的自重湿陷性黄土地基, 可采用垫层法处理;对于湿陷厚度大于3m的Ⅱ级自重湿陷黄土地基, 可采用强夯法或挤密桩法处理;对于湿陷厚度大于3m的Ⅲ级、Ⅳ级自重湿陷性黄土地基, 可采用强夯法或灰土桩、碎石桩、CFG桩复合地基法等处理。
2.1 垫层法
垫层法是将建筑物基底下一定深度的不良土层挖除, 然后回填强度较大、压缩性较小、料源较丰富、价格较便宜且无腐蚀性的砂土、碎石、石渣、素土、煤灰、矿渣、二灰 (石灰、粉煤灰) 以及其他性能稳定的材料, 分层夯实至要求的干密度, 作为持力层, 达到增强承载力、减小地基沉降的地基处理目的。
2.2 强夯法
强夯法就是通过一般8~20t的重锤 (最重可达200t) 和8~20m的落距 (最高可达40m) , 对地基土施加很大的冲击能, 一般能量为500~8000k N·m。在地基土中所出现的冲击波和动应力, 可提高地基土的强度、降低土的压缩性、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时, 夯击能还可提高土层的均匀程度, 减少将来可能出现的不均匀沉降。强夯法适用于处理地下水位以下, 饱和度小于60%的湿陷性黄土。对湿陷性黄土地基进行强夯施工时, 宜在强夯土表面以上设置300~500mm厚的灰土垫层。
强夯法夯实的效果与锤重、锤底面积、夯锤的落距和夯击次数有关外, 另一个重要的因素是土的水含量。夯击时, 只有当土的水含量在最优含水量范围时, 才能取得最有效的夯实效果, 获得较大的加固深度和密实度, 否则可能出现“橡皮土”等不良现象。土的最优含水量是随压实能量的大小而变化的, 它可通过试验确定, 也可按当地经验或按0.6ωL选用 (ωL为液限) 选用。当夯实土的含水量发生变化, 则应调节夯击能量的大小, 使这一夯击功适应实际土的含水量, 以达到最佳的夯击效果。
2.3 CFG桩复合地基法
水泥粉煤灰桩, 简称CFG桩 (C指Cement, F指Flyash, G指Gravel) , 由碎石、石屑、粉煤灰, 掺适量水泥加水拌合, 用各种成桩机制成的具有可变粘结强度的桩型。通过调整水泥掺量及配比, 可使桩体强度等级在C5~C20之间变化。桩体中的粗骨料为碎石;石屑为中等粒径骨料, 可使级配良好;粉煤灰具有细骨料及低强度水泥作用。
CFG桩和桩间土一起, 通过褥垫层形成CFG桩复合地基, 一般适合于处理湿陷厚度深, 湿陷等级强的自重湿陷性黄土地基。
采用CFG桩处理湿陷性黄土, 有以下优点:
2.3.1 承载力提高幅度大, 可调性强。
根据具体地段地基湿陷厚度的不同, CFG桩的桩长可以从几米到二十多米, 并可全桩长发挥桩的侧阻力。当地基承载力较好时, 荷载又不大, 可将桩长设计的短一些, 荷载大时桩长可以长一些, 尤其适用于天然地基承载力较低而设计要求承载力较高的情况。
2.3.2 时间效应。
利用振动成桩工艺施工, 将会对桩间土产生扰动, 特别是对高灵敏度土, 结构强度丧失、强度降低。施工结束后, 随着恢复期的增长, 结构强度的恢复, 桩间土承载力会有所增加。
根据相关实验资料显示, CFG桩施工后14天, 桩间土承载力比天然地基承载力低约43.8%;恢复期超过32天后, 桩间土承载力大于天然地基承载力;恢复期53天后, 桩间土承载力为天然地基的1.2倍, 所以采用CFG桩, 可以有效制止被处理土层的湿陷量, 同时提高桩间土的强度、减少其湿陷量。
CFG桩复合地基, 通过改变桩长、桩距、褥垫厚度和桩体配比, 可使复合地基承载力提高幅度有很大的可调性。沉降变形小、施工简单、造价低, 具有明显的社会和经济效益。
2.4 挤密桩法
挤密桩根据选材不同, 常用的有土 (灰土) 挤密桩、碎石挤密桩。土 (灰土) 桩挤密法适用于处理加固地下水位以上饱和度小于65%的湿陷性黄土, 可处理的湿陷性黄土层厚度为5~
1 5 m左右, 灰土挤密桩通常通过灰土中生石灰
吸水消解体积膨胀大约为原来的2倍, 从而使桩周围黄土的含水量降低, 体积受到挤密, 使土壤密实度增大提高桩间土强度。
挤密桩一般采用三角形布孔, 孔底在填料前必须夯实, 孔内填料宜用灰土或素土, 必要时可用强度高的填料如水泥土等, 一般防 (隔) 水时, 宜填素土, 当提高承载力或减少处理宽度时, 宜填灰土、水泥土等。填料宜分层回填夯实, 压实系数不宜小于0.97。
结束语
以上介绍的处理方法在已建成的诸多铁路干线如神 (木) 延 (安) 铁路、兰 (州) 武 (威) 增建二线等铁路中应用, 运营后效果良好;在刚刚建成的郑西客运专线铁路项目中, 应用这些方法来消除黄土湿陷性, 减少地基沉降量, 提高地基承载能力。
工程中处理湿陷性黄土的方法很多, 除上述介绍的几种常用方法外, 还有预浸水法等, 各种方法除了单独运用外还可以多种方法结合使用。各种处理方法原则上处理机理基本相同, 都是降低湿陷性黄土的含水量、提高其密实度、最终达到提高黄土承载力、减小沉降、以便于满足现代化交通土木工程的设计使用要求。
参考文献
[1]湿陷性黄土地区建筑规范 (GB50025-2004) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2004.Code for building construction in collapsible loess regions (GB50025-2004) .Beijing:China Cosnstrution Industry Press, 2004.
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黄土湿陷性的影响因素06-12
湿陷性黄土类地区基础06-30
湿陷性黄土灰土挤密桩10-05
黄土湿陷试验05-09
湿陷性处理07-12
黄土地基07-07
湿陷性评价07-01
湿陷原因07-13