湿陷性黄土类地区基础

湿陷性黄土类地区基础（精选8篇）

湿陷性黄土类地区基础 篇1

1. 引言

湿陷性黄土在覆盖土层的自重应力或自重应力和建筑的附加应力的综合作用下受水侵蚀, 土的结构迅速降低, 对其上建筑物危害极大[1,2,3]。湿陷性黄土地区的黄土层一般都较厚, 且其下常为坚实地层, 在这种软弱地基区, 配合混凝土施工的桩基础已成为修建建筑物所广泛采用的基础形式。桩基础可穿越软弱黄土层, 直接置于卵石层或基岩等坚实地层上。鉴于湿陷性黄土的特殊性质, 在该地区研究砖混住宅楼建筑上部结构—基础—地基的共同作用是很有现实意义的。

2. 湿陷性黄土地质条件分析

湿陷性黄土的形成条件是由于半干旱或干旱的气候, 一般来说长时间的干旱使土中的水分不断蒸发, 剩余的少量水分连同溶于其中的盐类都集中在粗粉粒的接触点处, 可溶盐逐渐浓缩沉淀而成薄膜胶结物, 颗粒间的分子引力以及结合水和毛细水的联结力也逐渐增大, 从而增强了土粒间抵抗滑移的能力, 阻止了土体的自重压密, 形成了粗粉粒为主体骨架的多孔隙、大孔隙结构[1]。湿陷性黄土受水浸湿, 盐类薄膜胶结物溶于水中, 结合水联结消失, 粗粉粒骨架强度随之降低、瓦解, 土体在上覆土层的自重应力或在附加应力与自重应力综合作用下其结构迅速破坏, 土粒滑向大孔, 粒间孔隙减小, 发生湿陷。

湿陷性黄土所具有的特征为压密性差、孔隙大, 遇水后颗粒及团粒间的天然粘结强度急剧降低, 引起原状结构破坏, 土粒相互错位并重新排列, 从而引起湿陷;在动荷下也能产生振陷。

黄土的基本性质一般的物理, 力学等性质外, 还包括水理性质。黄土的水理性质主要由垂直和水平方向相差悬殊的渗透性、遇水有时反映出膨胀性及受水浸湿在一定压力作用下的湿陷性三个方面。湿陷性黄土所具有的湿陷性是它的主要水理性质。湿陷性黄土的基本性质如表1所示。

譬如西安地区的湿陷性黄土所具有的物理性质为:含水量19%, 容重1.61g/cm3, 干容重1.35 g/cm3, 8比重2.72, 孔隙比1.10, 塑性指数13%。西安地区湿陷性黄土抗剪强度指标为:承载力0.27g/cm3, 内摩擦角21.5 (度) 。

根据湿陷性黄土的以上特点, 国外常用的方法有灰土垫层、混凝土挤密短桩, 前苏联还采用预浸水与水下爆破、微波干燥和激光熔化等技术;目前的发展有强夯法、载体桩等。

3. 湿陷性黄土基础处理施工技术的应用分析

就湿陷性黄土的本身所具有的特点, 目前针对湿陷性黄土地区建筑常用地基处理方案有:化学加固法、挖除换填法、机械加密法。由于化学加固法工程施工成本费用较高, 但机械设备比较轻便, 施工文明, 其主要用于事后加固处理;挖除换填法土方量较大, 且基坑稍深又需要支护, 一般应用于地基处理深度1.0～3.0m的湿陷性黄土;机械加密法是利用机械的手段增加上的密实度, 减少土中孔隙的体积, 机械手段一般采用压、夯、挤、振、沉等几种方法, 其中以原位夯、挤密机械法最为有效, 即为强夯法和挤密桩法[4,5]。挤密桩法一般处理深度为5～20m (包括夯扩挤密桩) , 强夯法一般处理深度为3～6m更能发挥其经济、快捷的特点 (相比挤密桩法可节约造价30%以上) 。

本文分析两种湿陷性黄土地基处理方法: (1) 强夯法的改进技术——载体桩, 即利用重锤做自由落体运动产生的冲击力反复对桩孔内填充的建筑垃圾、碎石等进行冲扩, 形成自上而下重叠的多个挤密层, 从而在地基中形成挤密桩, 完成对地基的加固处理。载体桩是一种新型复合材料桩, 施工时采用细长锤夯击成孔, 将护筒沉到设计标高后, 分批装入填充料, 用细长锤反复夯实、挤密, 在桩端形成密实夯扩体 (即复合载体) , 最后沉下钢筋笼, 灌注桩身混凝土而形成的桩, 它是一种新型混凝土施工处理软地基的施工技术; (2) 灰土垫层施工。灰土垫层的主要质量控制指标为施工压实系数和含水率。施工压实系数指现场实测干质量密度与试验室最大干质量密度的比值 (本文所述的工程要求不小于0.95) 。每压完一步灰土后现场采用密度仪做干质量密度试验, 分别测出干质量密度、湿质量密度、含水率等数据, 与试验室最大干质量密度、最优含水率换算比较后确定该层灰土是否满足要求。

4. 湿陷性黄土地基基础施工过程分析

4.1 载体桩的施工过程分析

载体桩的复合载体由四部分组成:干硬性混凝土 (低坍落度混凝土) 、填充料、挤密土体和影响土体。施工时采用细长锤夯击, 护筒跟进成孔, 达到设计标高后, 细长锤击出护筒底一定深度, 再分批向孔内投入填充料和混凝土, 用细长锤反复夯实、达到设计要求后再填入混凝土夯击形成复合载体, 最后再浇筑混凝土桩身。根据桩身施工工艺不同和桩顶桩土受力的不同, 分为现浇钢筋混凝土载体桩、预制桩身载体桩和采用载体桩作为增强体的复合地基。

载体桩既具有混凝土桩身, 同时又有复合载体, 桩身将部分荷载通过侧摩阻力传递到桩侧土体, 复合载体将上部荷载传递到桩端以下深层土体。由于载体桩桩长较短, 一般情况下桩身周围土体的侧摩阻力都较低, 故大部分荷载都传递到桩端下深层土体。作用在复合载体顶上的荷载通过混凝土、填充料、挤密土体和影响土体逐级传递到载体下的深层土体, 力传递形式类似一个多级的扩展基础的力传递形式。

根据桩间土的土性, 当桩身范围内存在软土或可液化土时, 为避免桩身混凝土出现缩径、断桩等缺陷, 采用预制混凝土的载体桩;当基础底面标高处土体承载力较高时, 为充分利用桩间土, 可以将载体桩施工成复合地基中的增强体, 这样既可利用了载体桩承载力高的特点, 又合理利用了桩间土的承载力, 大大提高了复合地基的承载力。该工艺通过填料、夯击、对深层土体挤密形成载体, 其核心为深层土体的密实理论, 改变了土体的应力扩散。从混凝土、填料、挤密土体到影响土体, 其压缩模量逐渐降低, 压力逐渐扩散, 附加应力降低, 因此作用在复合载体顶上的荷载通过混凝土、填充料、挤密土体和影响土体逐级传递到载体下的深层土体, 类似一多级的扩展基础的受力, 当力传递到地基土时已经小于地基土的承载力, 这也是载体桩承载力高的主要原因。

4.2 灰土垫层施工过程

灰土垫层施工过程是先将基础下的湿陷性黄土部分或全部挖除, 然后用灰土或素土分层夯实做成垫层, 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。根据垫层范围大小可将其分为局部垫层和整片垫层。当仅要求消除基底下1～3m湿陷性黄土的湿陷量时, 采用局部或整片灰土垫层进行处理;当同时要求提高垫层土的承载力或增强水稳性时, 拟采用局部或整片灰土垫层进行处理。在湿陷性黄土地基上设置局部或整片垫层的功能及作用机理:

(1) 处理基底下部分或全部湿陷性土层, 消除地基的部分或全部湿陷量。

(2) 降低地基的压缩性和透水性。

(3) 减小垫层下卧层顶面的附加应力。

(4) 设置整片土垫层, 使其具有隔水、防水作用, 保护下部未处理的湿陷性土层不受浸湿, 从而不致引起湿陷。

实际的施工过程中, 灰土垫层的施工设计主要包括垫层的宽度、厚度、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, 此外以下几个方面的因素也需要考虑:

(1) 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, 并不应小于2m。

(2) 设置局部垫层不考虑其防水、隔水作用, 地基受水浸湿的可能性大及有防渗要求的建筑物, 不宜采用局部土垫层处理地基。

(3) 本文工程施工中为了最大程度地消除地基的全部湿陷量时, 对地基受水浸湿可能性大和有严格防水要求的砖混住宅楼, 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。

参考文献

[1]王银梅.湿陷性黄土地基处理新途径的探讨[J].中国地质灾害与防治学报, 2008, 19 (4) :106-109, 124.

[2]宋昊.湿陷性黄土地基处理浅谈[J].山西建筑, 2008, 34 (33) :112-113.

[3]孙建龙.灰土挤密桩加固湿陷性黄土地基机理与施工[J].山西建筑, 2008, 34 (29) :145-147.

[4]朱明, 范建华.浅谈软土地基处理方法及施工工艺[J].西部探矿工程, 2009, 21 (1) :26-28.

[5]王雪琴, 吴昌荣, 喻伟.深层搅拌桩在某软土地基中的应用[J].山西建筑, 2009, 35 (1) :139-140.

湿陷性黄土类地区基础 篇2

【关键词】定向钻；湿陷性黄土；存在问题；优化对策

0.引言

湿陷性黄土由于土壤结构以及水分含量等问题造成显著地地质性塌陷。在施工的过程中如果不进行必要的施工处理以及合理的施工方案进行规避，不仅对施工的质量造成一定的影响与危害，而且在工程的质量验收以及使用寿命等方面存在一定的问题与安全隐患。因此，在施工的过程中队湿陷性黄土的识别以及处理成为了施工的关键。我国在针对湿陷性黄土的施工过程中主要采用强夯、化学固定、冲击碾压等方式进行施工，在实际的使用以及定向钻施工过程中还存在一定的缺点与问题。本文基于湿陷性黄土地区的特征以及施工过程中必须注意的施工难点为突破口，结合施工过程中遇到的实际问题分别从导向控制、泥浆配比以及成孔保护等方面讨论施工技术的优化措施，为今后的同类施工以及研究提供理论依据以及实践指导。

1.湿陷性黄土黄土地区特征及其施工难点

所谓湿陷性黄土是指在黄土区域具备湿陷特征的土壤环境，一般用土壤的湿陷系数进行表征。从地质学角度出发湿陷性黄土产生的原因主要有两个方面：一方面来源于湿陷性黄土的土壤组成及其性质，由于沙粒结构以及粒径量级的分布而造成的土壤流动性的加强。另一方面是由于当地的气候环境所操作的土壤总体水压过大而造成的。

1.1湿陷性黄土地区特征

湿陷性黄土地区由于湿陷性黄土的特征而表现出不同的地质特征，主要可以概括为压缩性、湿陷性、抗剪强度以及透水性。按照对定向钻施工的危害程度，本文主要关注湿陷性黄土地区的湿陷性以及透水性等特征。

黄土湿陷性是湿陷性黄土地区的主要特征之一，同时也是造成工程危害的主要原因之一。在工程施工的过程中必须针对这一特性进行事宜的施工方式的选择。所谓的湿陷性是指湿陷性黄土在浸水或者自身重量的作用下而导致的上层土壤向下挤压沉降的特性。在施工过程中将黄土的湿陷性按照动力的来源分为自重湿陷以及非自重湿陷。其主要区别的根据判断土壤湿陷的动力来源于土壤本身的重量还是来源于土壤的附加压力。这种湿陷特征对于施工的影响较大。主要表现为施工过程中的土壤湿陷容易造成定向钻孔的坍塌以及堵塞。在施工后期容易由于这种湿陷而造成孔道内部设备的变形与损坏，严重的影响了施工质量以及使用的寿命。

湿陷性黄土的透水性主要是由于湿陷性土壤孔隙过大而造成的纵向与横向透水率的增加。在实际的工程施工过程中由于钻孔的空洞效应以及减压效应等因素，容易造成孔道的积水，并由于土壤水分内流等缘故带来大量的不可清理泥沙。一方面影响定向钻施工效率，另一方面由于水还原等因素降低孔道内部设备的使用寿命。

1.2湿陷性土壤的施工难点

湿陷性土壤施工的难点主要在于对土壤湿陷性以及透湿性的规避与预防。主要采用的方式包括了土壤的预处理以及排水措施。具体如下：

为保障工程质量以及施工效果，在针对湿陷性土壤的定向转施工过程前需要对施工地点进行预处理，具体的预处理方式可以根据定向钻深度进行灵活的选择，一般对于管道要求3-10m的可以采用强夯方法对定向钻的预设轨道进行加固处理，伺候进行定向钻开挖施工，能够在一定程度上保障了通道的畅通以及施工的质量。对于施工以及后期使用过程中的深水处理可以通过磨浆护孔作业过程中泥浆比例的调控以及防水剂的添加使用达到相应的目的。

2.传统定向钻施工缺点

定向钻具有施工周期短、投入少、精度高以及不损伤主体建筑等特点在穿越施工中被广泛的应用。在湿陷性黄土环境下传统定向钻施工具有一定的缺点，具体如下：

2.1定向钻施工前准备不足

此方面问题主要表现为在定向钻施工之前对湿陷性黄土的判断不足，导致没有进行必要的夯实处理便进行定向钻的工程施工。这种问题在施工过程中容易造成扩孔过程中的坑道沉陷变形，影响施工质量以及后期管线铺设。严重者容易造成穿越孔道的坍塌。此外，在定向钻施工过程中由于需要开挖施工以及压力管道施工的配合，在施工过程中由于前期规划的不到位常常造成施工连接错位等问题，造成一定施工材料与资源的浪费。

2.2定向钻导向错位

湿陷性黄土湿陷常常表现为垂直层面的位移，进而造成定向钻竖直方向的错位，以及定向管道的非计划曲折，对后期扩孔以及管道的铺设造成一定的影响。在垂直方向错位的影响下容易造成穿越通道的垂直弯曲，对后期的扩孔操作造成一定的影响，同时这种垂直方向的位移与穿越距离呈现出一种显著关系。

2.3泥浆配比无法符合施工要求

在泥浆的配比过程中主要考虑的因素为如下三个：一个为泥浆的密度，泥浆密度直接决定了泥浆的附着力以及在定向钻扩孔回拉过程中的回拉力度。一个为泥浆添加剂的使用根据不同地质环境需要在泥浆配比过程中加入不同添加剂来对泥浆整体性能以及适宜性进行有效的提高。在湿陷性黄土土壤上的施工对泥浆的要求较为严格。与前面相同由于对土壤类型与质地的预判等因素常常导致泥浆配比与传统定向钻泥浆配比相同，无法符合特殊地质的施工要求。

2.4后期成孔保护不利

在定向钻施工的过程中主要采用护筒和泥浆进行成孔保护。而在水平定向钻的施工过程中则主要通过泥浆来进行保护。泥浆的灌注不仅仅能通过其填充作用防止钻孔的坍塌，同时还利用其冲刷作用，带出大量的泥沙，保障了定向钻施工的顺畅。在传统的定向钻施工过程中需要注意成孔保护阶段与导向孔施工阶段的泥浆要求具有很大差异。这往往是实际施工过程中所不注意的。

3.施工技术优化措施

3.1建立完善的施工准备体系

建立完善的施工准备体系主要从两个方面入手。一方加强在施工前对土壤性质的判断与调查。在充分调查当地土壤类型的宏观资料的基础之上，对施工路段进行实际的调查，并借助穿越主体的施工条件作为辅助判断依据。另一方面，在确定了土壤类型具有湿陷性的基础之上需要对施工位点进行充分的初期准备。

3.2采用多元协调的导向控制

在施工前对施工部分进行垂直定向孔的施工。同时重点关注垂直方向的湿陷性惟一。同时改变传统2D定位技术仅能够对二维坐标进行定位的确定，采用更为先进的声波或红外线定位系统对定向钻走向进行3维的定向，以便对湿陷性位移更准确的把握。

3.3 优化泥浆配比方案

增加泥浆粘度的方法来维护钻孔的稳定。具体为：回扩孔时泥浆的马氏粘度值必须保证在45~55秒之间，泥浆比重应大于1.03，泥浆注入土中与粘土混合后产生的泥浆比重应大于1.10；具体可以分为三个阶段：首先，钻导向孔阶段要求尽可能将孔内的泥沙携带出孔外，同时维持孔壁的稳定；其基本配方是：7-8%预水化钠基膨润土+0.2-0.4%增粘剂+0.3%降滤失剂。其次，预扩孔阶段要求泥浆具有很好的护壁效果，防止地层坍塌，提高泥浆携带能力；其基本配方为：7-8%预水化钠基膨润土+0.3%-0.5%提粘剂+0.4%降滤失剂。最后，扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的护壁、携砂能力，同时还有很好的润滑能力，减少阻摩力和扭矩；其基本配方如下：7-8%预水化钠基膨润土+0.3-0.5%提粘剂+0.4%降滤失剂+2%-3%的润滑剂。

3.4完善施工后期的成孔保护

对施工后期的成孔保护泥浆配置进行严格的把关与调配实验。以导向孔施工泥浆为蓝本降低固液混合比以及钙质的含量，同时增加润滑作用。使得定向钻扩孔过程能够顺利的进行。[科]

【参考文献】

［１］李俊.水平定向钻铺管工程潜在安全隐患及对策研究[D].中国地质大学（北京）,2011.

［２］张森安,曹程明.大厚度湿陷性黄土场地湿陷性评价与地基处理[J].山西建筑,2012,08:60-62.

湿陷性黄土类地区基础 篇3

玉树结古镇扎村托弋北 ( 004, 005 地块) 统规自建区项目位于青海省玉树藏族自治州玉树县结古镇。整个场地的现状南低北高, 是比较典型的山地地貌, 震后场地自然坡度约15° ~ 25°, 局部为台地, 北靠自然山体, 南临规划道路北环路。

根据地勘资料拟建场地自上而下依次由①素填土、②黄土状土、③碎石组成。第③层碎石承载力较高, 但埋深较大, 如作基础持力层, 基础费用大, 第②层黄土状土, 不宜直接作天然持力层, 应按GB 50025—2004 湿陷性黄土地区建筑规范采用三七灰土进行地基基础换填处理后, 可作该场地基础持力层。

该项目设计为南北向的独幢院落式住宅, 建筑层数分为单层和二层两种, 单层房屋层高3. 0 m, 户型面积约为80, 项目总户数108 户。受湿陷性黄土影响基础设计采用三七灰土进行基础处理。其中涉及基础换填情况统计见表1。

2 工艺流程

湿陷性黄土地区房屋基础换填施工工艺流程图见图1。

3 基础换填施工方法

3. 1 施工准备

1) 确定换填的深度及宽度具体范围。施工准备阶段技术人员熟悉设计图纸, 掌握每户需换填的深度及宽度要求, 换算成每个基槽需开挖的平面尺寸、深度要求及放坡要求。

2) 换填施工机械及仪器准备 ( 见表2) 。本工程地基基础开挖及换填工期紧, 且湿陷性黄土换填三七灰土工程量较大, 为不影响原施工计划, 需施工机械设备、机具、测量试验仪器, 确保施工正常开展。

3. 2 定位放线

在现场准备工作期间, 技术人员会同业主代表、监理工程师及有关人员共同核对建筑总平面图、定位基准点、水准基点及高程, 并逐项交接。由测量工程师根据总平面图和基准点坐标定出建筑物控制轴线, 并绘制单位工程现场轴线控制图及测量定位成果图。用水准仪测出需换填部位的深度数据, 用全站仪测出换填范围边线坐标, 用白灰做标记。

3. 3 基槽开挖验收

场地岩土工程条件根据探井及钻孔揭露证实, 拟建场地自上而下依次由①素填土、②黄土状土、③碎石组成。勘察控制深度范围内未遇见地下水, 可不考虑地下水对基础施工的影响。场地范围无建筑物, 不需考虑深基坑开挖对邻近建筑物影响。根据地勘报告基坑开挖边坡坡度允许值 ( 高宽比) 为1∶ 1. 25。开挖深度超过5 m ( 含5 m) 的基坑 ( 槽) 的土方开挖, 属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程, 应当在工程施工前编制专项方案;由施工单位组织专家对专项方案进行论证。基槽开挖至设计标高后, 施工方及时会同业主、设计、勘察、监理人员进行现场验槽。

3. 4 土方施工技术要求

1) 土方开挖顺序从上往下分层分段依次进行, 随时按要求放坡。

2) 做好雨季期间开挖范围周围地表和基坑内排水, 坑内周边设排水沟和积水井, 配备相应的抽水机或潜水泵, 确保坑内的雨水能及时排走。

3) 土方开挖工程质量验收标准: 标高应控制在50 mm以内, 基坑槽的长度偏差应不大于200 mm, 宽度偏差不小于50 mm, 表面平整度偏差不大于20 mm, 基底土质符合设计要求。

4) 土方开挖在接近设计坑底标高时预留200 mm ~ 300 mm厚的土层, 用人工开挖, 保证标高符合设计要求。凡基坑挖土标高超深时, 不准用松土回填到设计标高, 应用砂、碎石或低强度混凝土填实至设计标高。

5) 在基坑开挖过程中应定人定期进行观测, 有异常情况应进行连续观测, 并及时通知有关单位, 以便及时处理。

6) 当挖至设计标高并清理后, 应会同相关单位共同进行验槽, 合格后方可进行基础换填施工。

3. 5 分层灰土换填压实

换填采用灰土作为回填料, 灰土比3∶ 7。换填的回填土 ( 三七灰土) 的最大干密度和最优含水率, 应在工程现场采用轻型标准击实实验确定。根据现场确定的最优含水率配土, 分层回填夯实, 每层0. 3 m, 设计房屋基础换填土层压实系数不应小于0. 97, 地基承载力特征值为120 k Pa。

1) 备料。土料宜用粉质粘土, 土料不宜使用块状粘土, 不得含有松软杂质, 土的有机含量不大于5% , 其颗粒不得大于15 mm, 不符合时应过筛, 筛孔选用16 mm ~ 20 mm。石灰宜用新鲜的消石灰, 颗粒不得大于5 mm, 不符合时应过筛, 筛孔选用6 mm ~ 10 mm, 过筛后不得夹有生石灰块或含有过多的水分, 受雨淋成团的石灰粉干后会影响灰的强度不得使用应报废。

2) 土料和石灰的拌合。拌合采用灰土拌合机进行。3∶ 7 灰土为体积比, 要拌合均匀, 颜色一致, 如土料水分过多应翻松晒干, 水分不足时应洒水湿润。保证灰土的质量要掌握准确的配合比, 拌合均匀是提高灰土强度的关键。灰土的含水量宜控制在最优含水量的 ± 2% 的范围内, 最优含水量可用轻型标准击实试验确定。达到用手紧握成团、用指轻捏即碎为最佳。

3) 分层铺填碾压。分层铺填厚度应符合设计要求取300 mm一层, 铺填厚度误差 ± 50 mm以内控制。灰土应随拌合随铺填碾压, 灰土碾压密实后, 3 d内不得受水浸泡, 因灰土碾实后, 在短时间内水稳性及硬化均较差, 易受水浸而膨胀疏松, 影响灰土的压实质量。机械宜选用20 t振动碾。换填碾压时, 遵循先两侧后中间、先静压后振动再静压的操作程序, 压路机行驶速度控制在2 km / h以内, 碾压分初压、复压和终压。初压 ( 即静压) 采用20 t中型压路机, 关闭振动装置, 先静压2 遍, 起整平和稳定混合料的作用。复压时打开振动装置, 弱振2 遍, 强振2 遍, 当压实密度达到设计和规范要求时复压停止。终压时压路机静压1 遍~ 2 遍。灰土碾压临基坑边要加强保证碾压到位, 当振动碾无法碾压时, 要用人工打夯配合必须保证灰土与坑槽原状土挤压密实。当气候干燥, 第一遍碾压后要适当洒水湿润, 防止碾压松动现象, 当铺下一层灰土时, 上一层碾压好的表面也要适当洒水湿润, 以保证灰土层间的结构整体性。

3. 6 分层取样试验

质量检验按照JGJ 79—2002 建筑地基处理技术规范进行试验。三七灰土换填施工质量检验必须分层进行, 应在每层的压实系数符合设计要求0. 97 后铺填上层土。采用环刀法检验换填施工质量时, 取样点应位于每层厚度的2 /3 深度处, 检查点数每50 m2~ 100 m2不应少于1 个检查点。压实系数取样所用环刀容积不应小于200 cm3以减少其偶然误差 ( 环刀越小误差越大) 。检查取样点位置应每层错开, 即中间、边缘、四角等部位均应设置检查点。

3. 7 验收

基础分层采用三七灰土换填完成后及时联系有资质实验室进行压实度试验, 注意每个房屋基础换填深度范围内采取300 mm一层进行试验。同时保证检测总数30% 在监理工程师见证下进行外检。监理工程师对房屋基础从换填底部至换填顶部每层施工及实验资料进行检查, 合格后方可进行房屋下步施工。

4 结语

浅析湿陷性黄土地区公路病害防治 篇4

1 湿陷性黄土的性质及产生的原因

1.1 湿陷性黄土的基本特征

湿陷性黄土的颜色一般为褐黄色或灰黄色, 颗粒以粉粒为主, 孔隙比e≥1.0, 一般具有肉眼可见的大孔隙, 含有较多可溶性盐类, 垂直节理发育, 能保持直立的天然边坡。

1.2 湿陷性黄土分类

湿陷性黄土按湿陷性的强弱分为3类, 采用室内压缩试验的方法分类。

采用公式δs= (hp-hp’) /h0

式中:δs——湿陷性黄土的湿陷性系数;

hp——试件在试验仪中经加压到规定值时土样压缩稳定后的高度;

hp’——试件在试验仪中经加水浸湿且下沉稳定后的高度;

h0——试件在试验仪中未经加压前的原始高度。

分类划分数值依据:

(1) 弱湿陷性 0.02<δs≤0.03;

(2) 湿陷性 0.03<δs≤0.07;

(3) 强湿陷性 δs>0.07。

按土的自重湿陷和外力湿陷又分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。

1.3 黄土产生湿陷性的原因

黄土的结构特征及其物质组成是黄土产生湿陷的内在因素, 而水和压力作用是产生湿陷的外部条件。在干旱和半干旱的气候条件下, 季节性的短期降雨把松散的粉粒粘聚起来, 而长期的干旱气候又使土中的水分不断蒸发, 水中所含的碳酸钙、硫酸钙等盐类逐渐在土粒表面析出, 缓慢沉淀而形成胶结物, 随着含水量的减少, 形成了粗粉粒为主骨架的多孔隙结构, 当黄土受水浸湿时, 结合水的联结作用消失, 盐类溶于水中, 土骨架的强度随之降低, 土体在上覆土层的自重与附加压力共同作用下, 其结构迅速破环, 土粒向大孔滑移, 粒间孔隙减小, 导致大量的附加沉陷迅速产生, 这就是黄土湿陷现象的根本原因所在。

2 湿陷性黄土地区公路病害及处理措施

黄土的湿陷性以及易溶蚀、易冲刷、各向异性等工程特性, 导致黄土地区路基容易产生多种特有的问题和病害, 对于公路路基常用的处理方法有强夯处理, 超压固结等, 对路堑地段常用的处理方法有边坡坡面拍实, 种草或灌木, 土护墙等, 在湿陷黄土路堤段, 以土垫层法、重夯法为主, 对于黄土陷穴, 其治理的方法有灌砂, 灌泥浆, 开挖夯填, 或竖井进行回填。

2.1 填土路基沉陷

2.1.1 沉陷机理

对湿陷性黄土地段路基的沉陷而言, 新填筑土路基下老地基沉陷是路基发生破坏的主因, 沉陷机理主要包括土体受外力作用后, 土体骨架脆断、土中的空隙被充填压实、土体颗粒重新排列及片状产生弯曲等, 同时土中的部分气体被挤出, 土体向逐步提高其密实度和承载能力的方向转化。通过一定时间的固结, 土体趋于稳定, 而沉陷逐步终止, 这就是湿陷性黄土的沉陷机理。由于路基经过湿陷性黄土地段时, 该土层分布不可能均匀、统一, 差异明显。而填筑路基的抗剪性很差, 在沉陷严重不一致时, 路基将形成断裂。

2.1.2 一般路基地基处理厚度

(1) 对于非自重湿陷黄土地基, 处理厚度2.0m。

(2) 对于Ⅱ～Ⅲ级自重湿陷黄土地基, 处理厚度2.0～3.0m, Ⅳ级自重湿陷黄土地基, 处理厚度4.0～5.0m。

2.1.3 处理措施

根据公路的地基特性和结构特点, 其地基处置应选择以防水措施为主, 地基处理为辅, 却有必要时采取结构措施, 多种措施综合应用。公路地基处理主要目的是在满足路基底的承载力的前提下, 通过表层或浅层整片处理加固表层土体, 提高承载力和消除部分湿陷量, 常用的处理方法有强夯处理, 超压固结, 挤密处理和化学加固。防水措施主要用于防止或减少地基受水浸湿;结构措施主要用于减小和调整构造物的不均匀沉降, 或使上部构造适应地基变形。

2.1.4 桥涵构造物地基

(1) 在非自重湿陷黄土地基上, 应将基础下湿陷起始小于附加压力与上覆土的饱和自重压力之和的所有土层进行处理和处理至基础下的压缩层下限为止;

(2) 在自重湿陷黄土地基上, 应处理自重湿陷性土层;

(3) 处理后的地基承载力应满足构造筑物设计要求, 其下卧层顶面的承载力不小于下卧层顶面的附加应力与土自重压力之和。

(4) 湿陷黄土的厚度越大, 湿陷性可能越严重, 当湿陷黄土层等于或大于10m的场地, 往往要采用桩基础, 采用的桩形主要有:钻、孔灌柱桩, 沉管灌注桩, 静压桩和打入式混凝土预制桩等。

2.2 路堑和路堤边坡的变形

路堑和路堤边坡的变形, 有路堑坡面的剥落、冲刷和破体的滑坍、流泥, 路堤坡面的冲刷、滑坍, 高路堤的下沉等。

(1) 路堑地段应先做好堑顶截水沟、天沟, 处理好地表排水导流工程, 然后再开挖路堑。开挖时均需从上而下进行, 严谨掏底开挖, 以防坍塌。湿陷黄土的边坡防护与加固措施有:边坡坡面拍实, 种草或灌木, 草泥抹面, 土护墙等。

(2) 在湿陷黄土路堤段, 填筑前对基底部做好清理和压实并防止地表水浸入路基, 路基分层填土。路堤完工后进行刷坡, 夯拍紧密。对于地基处理方法, 传统的有土垫层法、重夯法, 新型的地基处理技术如强夯法、冲击碾压、DDC法等也大规模使用。

2.3 黄土陷穴

黄土陷穴是黄土地区一个典型的公路地质问题。产生的原因是由于黄土的湿陷性在经水的冲蚀和溶蚀以及地下水潜能作用, 形成的暗沟、暗穴等统称陷穴。多发生在新黄土的塬、梁、峁的边缘及起伏多变、地表径流容易汇集的地方。流水沿解理下渗, 使黄土的细粒不断流失, 黄土层产生沉陷, 形成陷穴。

黄土陷穴对公路路基的危害性较大, 其治理的方法有灌砂、灌泥浆、开挖夯填、开挖导洞或竖井进行回填。

3 工程实例

在甘肃兰州某湿陷性黄土地段 (K1+200—K2+775) , 其路堑边坡的最大垂直高度为41.96m, 其上部为Qundefined黄土, 湿陷性土层厚度约10m, 经钻探后去原状土样进行试验, 对其黄土湿陷性进行了统计和评价, 见表1。

其湿陷量的计算值 (△S) >700mm, 自重湿陷计算值 (△ZS) >350mm, 其湿陷等级属Ⅳ级 (很严重) 自重湿陷性场地;其下部为Q2老黄土, 无湿陷性。在施工图设计中其边坡设计采用台阶形, 第一层设高8m的挡土墙, 坡率为1∶0.5, 第二层、三层设高8m的拱形骨架护坡, 坡率为1∶0.75, 最上面的边坡坡率为1∶1一坡到顶, 每8m设置3.0m宽的平台。

并在平台上设置截水沟, 护面内绿化植草, 以增强抗冲刷性能和稳定性, 在高边坡的最顶层设置截水沟。经施工运营后, 该湿陷性黄土地段边坡基本稳定。

4 结束语

公路建设属于高投入项目, 湿陷性黄土对公路的建设的危害性和潜在的威胁很大, 为了确保公路路基及其构造物的安全和正常使用, 黄土地区的湿陷性必须引起高度重视。在工程勘察设计时, 不应以控制投资作为设计依据, 而应在立项、勘测、选线后, 根据公路等级和使用功能要求, 综合必选出合理的方案, 按照规范严密勘察, 严谨设计, 在施工中全面控制工程质量, 掌握施工现场第一手资料, 严格施工, 对湿陷性黄土地区公路病害应提前防治和预判, 消除突发性的质量隐患, 做到防患于未然。

参考文献

[1]GB 50025-2004, 湿陷性黄土地区建筑规范[S].

[2]浅让清.公路工程地质[M].合肥:中国科学技术大学出版社, 2005.

湿陷性黄土地区地基处理研究 篇5

1.1湿陷性黄土分类

(1)湿陷性类型。湿陷性黄土主要包括自重湿陷性与非自重湿陷性两种。 其中自重湿陷性主要指的是当湿陷性黄土地基在被浸湿后,并没有受到某些附加应力的影响,只是在地基土自重压力的影响下,产生的湿陷情况。非自重湿陷性指的是:湿陷性黄土地基或者黄土场地,在未受到附加荷载作用时,是不会发生湿陷的。这种是湿陷性必须是受到附加荷载作用与浸水作用,才会发生非自重湿陷性。

(2)湿陷性变形。湿陷性黄土发生变形主要是受生成环境、地理环境与气候条件等的影响,其产生的条件为:压力作用、浸水作用,湿陷性黄土变形根据受力条件划分,主要分为自重湿陷性变形与外力影响湿陷性变形共两种。

1.2湿陷性黄土特性

湿陷性黄土的特性如下:塑性能力弱、含水量低、压实度较差、抗水性弱、 透水性强、压缩性一般等。这些特性使西部地区建筑物经常出现湿陷引起的许多问题,将造成建筑危害:湿陷程度轻建筑结构则只是出现沉降与折裂、倾斜等问题;湿陷问题严重则会影响建筑物的安全与正常使用。面对这一问题,需要在建设的过程中,采取一些可行的措施,用来防止或者消除地基湿陷性。

1.3湿陷性黄土地基的处理原则

处理湿陷性黄土地基的基本原则: 破坏土壤的大孔结构;改善黄土工程性质;减少浸水情况的发生;防止或者消除黄土地基湿陷变形;提高地基建筑的刚度与强度。处理湿陷性黄土地基需要根据不同地区的黄土特性来选择,包括地基土质及上部建构筑物的等。在地基处理前,需要做好现场勘查,在现场取样调查,用采集的数据做具体分析,对其湿陷性黄土类型做出具体判定。同时, 还需要测量出湿陷性黄土层的实际厚度以及湿陷等级,综合考虑选择处理方法。

2湿陷性黄土地基处理措施

2.1垫层处理法

湿陷性黄土地基处理方法中,垫层法比较常用,主要分为素土垫层与灰土垫层处理方法,当只需要处理或者消除地基底下1 ~ 3m之间的湿陷性黄土时, 便可以采取局部黄土垫层处理方法,若在地基处理的过程中,需要增加垫层土承载能力或者增强水稳性能时,则采取整片灰土垫层法:

(1)素土垫层法是指:将湿陷性黄土地基的基坑挖出来的黄土,用水浸湿后,使用夯实机,将黄土分层回填。回填的高度要与设计的高度保持一致,这一方法的施工效果与压实机的功率、黄土的含水率、回填土的厚度、紧密程度等有着直接的联系,因此需要严格把控各个环节,保证施工的质量。

(2)灰土垫层法是指:使用消石灰与土作为原材料,按照2:8或者3:7的比例,做筛分拌合处理。利用分层回填的办法、灰土垫层处理地基时,使用分层夯实方法,需要严格控制灰土拌制的比例、土料含水率,以此保证夯实的质量,增强湿陷性黄土地基处理的效果。

2.2强夯处理法

(1)强夯处理法。强夯处理法应用在地基处理施工中的时间比较长,该方法使用具有一定重量的大锤,在一定高度范围内,做自由落体运动。利用大锤的重量与加速度产生的冲击力,提高地基的强度,这种方法凭借其处理效果好、 施工成本低、操作方便等优势,已经被广泛地应用于湿陷性黄土地基处理施工中。

(2)强夯处理法施工工艺。在最短的时间内,利用大锤的重量,对地基施加冲击能量,主要处理厚度在3 ~ 12m范围内的湿陷性黄土,主要适用位置是地下水位以上的湿陷性黄土,并且饱和度在60% 以下的黄土,采取局部处理方法或者整片处理方法,该方法受施工环境影响比较大,具有局限性。

(3)施工需要注意的事项。在处理地基前,需要做试夯实验或者实验施工, 检查夯锤的质量,确定夯锤的落距与夯击的次数等;夯实处理结束10天后,需要在强夯施工现场,按照具体要求的间距参数,做取样实验,检查强夯处理效果。

2.3挤密处理法

(1)挤密地基处理方法。挤密处理地基法适用范围:地下水位以上的湿陷性黄土地基,深度在5 ~ 15m内。挤密法施工工艺:利用沉管技术、冲击技术、 夯扩技术、爆扩技术等进行成孔,在这一过程中,桩孔位置处的土体会发生径向挤压作用,密实桩周围的桩间土,最终使桩体与桩周土可以组成复合地基, 提高湿陷性黄土地基强度。

(2)灰度挤密法。挤密地基处理法中灰土挤密桩办法,主要是在成孔时挤密桩间土,或者灰土桩分担桩上部的荷载约束桩间土,这种处理方法在处理湿陷性黄土地基时,主要适用于厚度比较大的湿陷性黄土地基,这种方法可以消除黄土地基的湿陷性,在一定程度上可以提高黄土地基的承载能力,节约施工成本,缩短施工所用的时间。

2.4桩基础处理方法

(1)施工工艺。湿陷性地基处理方法中,桩基础施工是避开湿陷性黄土层, 将桩落实在比较坚固的非湿陷性地基区域内,用桩来承担地基上部机构传递的荷载。桩基础处理地基时,桩主要起到的是传递载荷的作用,其不能直接消除黄土土体的湿陷性,而是转移了湿陷性的危害。该种方法桩主要分为钢筋混凝土预筑桩与钢筋混凝土灌注桩两种,适用于黄土地基受水浸湿严重的地区。在应用该种方法时,因为使用了大量的钢材与水泥,所以施工成本也会随之增加。 但是这种施工方法安全性与可靠性强, 采取该种施工方法,可以保证在地基在受到水浸湿后,不会出现湿陷事故,由此在选择处理方法时,需要综合考虑。

(2)注意事项。采取该种施工方法时,需要选择合适的桩。在选择的过程中,要充分考虑施工现场的湿陷类型, 测量出湿陷性黄土区的黄土土层厚度, 测定黄土层的物理性质与化学性质以及最大的承载力。除此之外,还需要了解地下水位与施工环境,选择压缩性比较低的黄土层中,支撑桩端。

3结束语

文章简单论述了湿陷性黄土层地基处理的垫层处理法、夯实处理法、挤密处理法以及桩基础处理法、适用范围及施工工艺。在选择时,需要结合本地区的实情, 使用最佳的施工方法,保证施工的效率。

参考文献

[1]陈培,房琛,丁士君.灰土挤密桩在湿陷性黄土地区电厂冷却塔地基处理中的应用[J].建筑科学,2013,(1).

[2]栾春雪,李建杰.关于湿陷性黄土地区的地基处理方法的探讨[J].包钢科技,2013,(4).

湿陷性黄土类地区基础 篇6

黄土是在第四纪形成的一种特殊的陆相疏松堆积物颗粒成分以粉粒为主, 颜色呈黄色或者褐黄色的粘性土, 天然黄土在一定压力作用下, 在被水浸湿后, 黄土的质量会快速被破坏, 并产生明显的湿陷变形, 其强度也会随之降低, 这种黄土被称为湿陷性黄土。湿陷性黄土俗称大孔土, 在我国分布广泛, 主要分布在黄河中游山西、陕西、甘肃大部分地区以及河南西部, 其次是宁夏、青海、河北的一部分地区, 新疆、山东、辽宁等地局部也有发现, 分布面积约40万平方公里。湿陷性黄土遇水浸湿时, 土的强度显著降低, 在附加压力或在附加压力与上覆土的自重压力下, 引起的湿陷变形是一种下沉量大、下沉速度快的失稳性变形, 对建筑物危害性大。

2 湿陷性黄土的地基评价

根据2004年版《湿陷性黄土地区建筑规范》的规定, 测定黄土湿陷性的试验有室内压缩试验、现场静载荷试验、现场试坑浸水试验三种方法。一般情况下, 多采用室内压缩试验进行测定。试验方法基本同一般土, 所不同的是在规定压力作用下并压缩稳定后开始浸水, 计算土样在浸水前后并压缩稳定后的高度或孔隙比, 求出湿陷系数δs, 用来判定黄土是否具有湿陷性, 黄土的湿陷系数按下式计算:

式中:hp为保持天然含水率和结构的试样, 加压至一定压力下沉稳定后的高度 (mm) ;h′p为上述加压稳定后的土样在浸水作用下, 下沉稳定后的高度 (mm) ;h0为土样的原始高度 (mm) 。

规范还规定测定湿陷系数的压力值对10米内的土层用200千帕, 10米以下的土层用300千帕, 对新近堆积黄土, 5米内的土层用150千帕。湿陷系数可分为自重湿陷系数和非自重湿陷系数, 当湿陷性系数小于0.015, 为非湿陷性系数, 当在0.015-0.03时为湿陷性轻微, 当0.03-0.07时为湿陷性中等, 当湿陷性系数大于0.07, 为湿陷性强烈。

3 湿陷性黄土的地基处理原则及处理方法

3.1 基本原则

湿陷性黄土地区的路基处理的基本原则是破坏土的大孔结构, 改善土的工程性质, 减少土的压缩性和渗水性, 以此控制湿陷性的发生, 部分或者全部消除湿陷性的发生。甲类建筑物应消除地基的全部湿陷量或采用桩基础穿透全部湿陷性黄土层, 或将基础设置在非湿陷性黄土层上。乙、丙类建筑物应消除地基的部分湿陷量。

3.2 处理方法

应根据建筑物类别、湿陷性黄土的特性、施工设备、施工进度、材料来源和当地环境等因素, 综合分析后确定方法。常用的处理方法有灰土垫层法、重夯法、强夯法、灰土挤密桩法、深桩基法、预浸水法、碱液加固法和冲击碾压法共8种方法。

4 强夯法在湿陷性黄土路基中的应用

虽然处理湿陷性黄土路基的方法很多, 但强夯法以其处理地基施工简便、速度快、效果好、造价低等优点, 在全国湿陷性黄土地区得到广泛应用和推广。

4.1 强夯法的定义

强夯法处理路基从20世纪60年代出现, 是法国Menard技术公司首先创用的, 是利用起重设备将80~400 kg的重锤起吊到10~40m高处, 然后使重锤自由落下, 对黄土地基进行强力夯击, 以消除其湿陷性, 降低压缩变形, 提高地基强度, 所以又称“强力夯实法”或“动力固结法”。

4.2 试夯

强夯前, 应认真检查施工场地内的管线和构造物, 避免强夯给构造物带来危害。首先应施工场地选择代表性的地段进行试夯, 试夯时要注意:应测量每个夯点每夯击一次的下沉量, 试夯结束后, 应从夯击终止时的夯面起至其下6-12米内, 每隔0.50-1.00米取土样进行室内试验, 用来测定土的干密度、压缩系数和湿陷系数等指标, 必要时刻进行静载荷试验。当测试土的湿陷系数均小于0.015时, 可根据试夯夯锤的质量、提升高度及时间间隔等参数对相应的段落进行施工。否则需调整夯锤质量、提升高度、或夯击次数, 重新试夯, 直至结果满足要求为止。

4.3 夯点布置与间隔时间

一般按照等腰三角形或者正方形网格排列, 其间距根据强夯锤底面积的大小、击坑的形状与深度、孔隙水压力变化、构造物基底面积等确定。第一遍夯击点间距可取夯锤直径的2.5~3.5倍, 第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间, 以后各遍夯击点间距可适当减小。两遍夯击之间应有一定的时间间隔, 间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。对于渗透性较差的粘性土地基, 间隔时间不应少于3~4周;对于渗透性好的地基可连续夯击。具体间隔时间根据试夯确定。

4.4 强夯夯实方法

对强夯施工场地地面进行高程测量。根据夯点布置图, 以夯击点中心为圆心, 以夯锤直径为圆直径, 用白灰画圆, 画出夯点, 一般分3遍进行。以夯击点为正方形布置为例, 夯点布设完毕, 按施工夯击次序要求依次夯击完成为第一遍。第一遍夯击次序为:同排夯点交错夯击, 设备后退方法。对第一遍第一次夯击点进行夯击时, 在夯击前和夯击后测量夯点处和夯点周围地面标高, 每击一次测量一次。按设计要求每点进行12击并要求最后三击贯入度小于5cm。完成第一遍夯击后, 用推土机填平夯坑, 并测量场地高程。第一遍夯击后, 间隔5~7天, 对第一遍夯点间的间隙进行第二遍夯击。进行每点6击并要求最后三击贯入度小于5cm, 记录好夯击遍数、夯坑深度、贯入度。第二遍夯击完毕, 再以低能量满夯一遍。

4.5 质量检测

根据规范有关规定, 强夯结束后, 应按下列要求对强夯处理地基的质量进行检测:

1检查强夯施工记录, 基坑内的每个夯点的累计夯实量, 不得小于试夯时各夯点平均夯沉量的95%;

2隔7~10d, 在1000~1500m2面积内的各点之间任选一处, 自夯击终止时的夯面起至其下处理深度范围内, 每隔1m取1~2个土样进行室内试验, 测定土的干密度、压缩系数和湿陷系数。一般要求土的干密度不小于16KN/m3, 湿陷系数小于0.015。

3强夯土的承载力, 宜在地基强夯结束30d左右, 采用静载荷试验测定。

4每次夯击时, 每夯击一锤测量并记录夯后标高, 计算相邻两锤的沉降量。为确保人员安全, 标高的测量应注意测夯锤顶面某一固定水平点, 而不是起吊夯锤后测夯击底面的标高。

5当最后两击的平均夯沉量≤50mm时, 应停止夯击。

6记录总夯沉量、夯击总锤数, 用环刀法测试夯坑底表面压实度, 用轻型触探法测定承载力。

5 结束语

虽然湿陷性黄土路基处理的方法有多种, 具体选用哪种方法最为合适, 要结合工程所处环境具体分析, 一旦处理不当, 就会给工程建设带来重大危害。强夯法处理湿陷性黄土有效深度大, 处理速度快, 成本低, 效果好, 在施工中应用尤其广泛。

摘要：湿陷性黄土地区对工程建设的危害较大, 本文对湿陷性黄土的路基处理进行了分析, 介绍了湿陷性黄土的分布与危害, 对湿陷性黄土的地基进行了评价分析, 以及常用处理方法强夯法的工艺介绍和施工中的注意事项。

关键词：湿陷性黄土,路基,强夯法

参考文献

[1]《湿陷性黄土地区建筑规范》 (GB 50025-2004) .中国建筑工业出版社.2006.7

高原地区湿陷性黄土地基处理探究 篇7

一、产生湿陷的主要原因

(一) 通常产生黄土湿陷的主要原因就是

因为管道漏水, 导致地面出现积水, 而生活与生产用水就会一直渗入到地下, 或者是因为大量的降水所导致地下水位不断上升造成的, 但受到水的浸湿只是发生湿陷问题的一个外在条件, 只有黄土自身的特征才是出现湿陷现象最重要的一个因素。通过资料分析, 在我国所分布的湿陷性黄土通常都是黄色的, 它的粉土粒含量一般是占到土的重量60%左右, 并且在土中会含有大量成分的氯化物以及硅酸盐等一些可溶盐类, 它的矿物亲水性则是非常弱的, 而粒度较细并且很均匀, 其内部结构是疏松多孔的, 大孔是较为明显的, 一般遇到水连接时则会减弱, 并且强度降低, 体积也会有所减少等显著特征。

(二) 如果湿陷性黄土在受到水出现浸湿

时, 它会结合水膜出现增厚的现象并且是楔入颗粒之间的, 而结合水连接则会消失, 其中的盐类会溶在水里, 此时骨架的强度也会有所降低, 因此, 土体会在上覆土层的作用下, 形成自重压力以及附加压力共同的影响下, 其结构会受到一定的破坏, 而土粒会快速滑向大孔, 导致孔隙减少, 而体积也会有所缩小, 出现下沉的现象。由于湿陷性黄土产生湿陷的程度是各不相同的, 所以地基出现沉降时的程度也会有所不同, 也就产生了不均匀沉降的现象。因此, 湿陷性黄土变形主要是通过在水的影响作用下导致地基的强度有所降低, 而变形则会急剧的加速, 所以建筑物就会产生大幅度的沉降以及出现沉降差, 而导致建筑物出现倾斜和裂缝现象, 存在不安全的因素。

二、地基处理的主要措施

一般用于处理地基的方法主要是作用于破坏了黄土大孔的结构, 从而部分或者是全部消除了地基湿陷性, 从而防止或者是减少湿陷现象的发生。在这里我们主要介绍几种方法:

(一) 应用强夯法。

这种方法主要的工作原理就是应用了具有一定重量的夯锤, 当自由下落时会产生巨大的冲击力以及用冲击波来冲击地基, 把黄土层进行夯实压密处理, 并把土中的空隙进行压缩, 对于在周围夯击点的深度内从而形成一定的裂隙, 进行排水和排气, 将土层中所郁积气、水加以排出, 而此时的土地就会固结。应用这种方法的技术难点就在于夯击的深度、次数以及夯沉量等方面, 都要准确的把握, 如果拿捏不准, 则会影响到夯击的效果。由于夯击的深度必须要根据土层的厚度以及土层的湿陷等级进行确定, 对其夯击量必须要考虑到地基土壤的结构、属性、载荷大小以及夯击的深度等条件。通常情况下, 一般先夯2至3遍, 再以低能量进行夯击一遍, 在夯击两遍中间时必须要有一段间隔时间, 这主要是根据土层当中空隙水压力消散的时间决定的。如果是渗水性较差的粘土, 所间隔的时间是不能少于34周的, 如果渗水性较好则可以进行连续的夯击, 如果在施工时并没有按照具体的规范要求或者是和实际的施工工艺存在差距时, 则会影响施工的质量, 所以, 为了避免工程出现任何隐患。对其检验的方法则是通过对室内土工进行试验, 从而确保施工质量以及良好的施工工艺。在湿陷性黄土的地基在通过强夯击处理以后, 则会转变成非湿陷性的地基, 一般是应用在荷载较大、产生不均匀变形的地基, 比如有隧道和桥涵等建设。应用强夯法它的主要特点就是质量比较可靠、适应性较好并且造价低等的优势。

(二) 应用土垫层的处理方法。

这种方法是通过在一定范围内的湿陷性黄土开挖, 再应用灰土或者是素土在最佳含水量的状态下对其进行分层的回填碾压并夯实。在经过分层以后夯实的黄土, 会破坏大孔的结构, 而盐类作用土粒所产生的胶合作用而引发的内聚力则会消失, 其空隙的体积则会出现缩小, 而土的密实度就会增大, 也就消除了垫层的湿陷性, 降低地基一定的压缩性, 从而就会减少土的渗水性以及提高地基承载的能力等。这种方法是较为传统的一种处理方法, 但一直应用发展到现如今, 由于现代化的机械设备已经大大取代了人工劳动力, 同时也缩短了工期。而这种法它具有直接性, 并且对于施工质量也容易控制, 一般对地下管线的作用比较小, 没有振动, 起灰量也较少, 没有噪音等一些综合特点, 所以得到了广泛的应用。

(三) 硅化加固法。

应用这种方法它是作为比较复杂的一个物理化学过程, 它主要的作用原理就是把硅酸钠浆液进行注浆后被压入到黄土层以后, 再和黄土当中的镁离子、钙等元素产生了交换的反应, 从而生成了一种新的胶结物质, 而这种物质则会促使黄土具有一定的坚固性, 并且可以消除湿陷, 降低渗透以及提高强度等优势, 达到加固的效果。由于硅化法相对简单, 并且造价较低, 方便掌握等, 它的加固体水稳性较好并且强度较高, 在针对高原地区的湿陷性黄土地基加固处理后, 均可以达到消除土体湿陷性的效果, 并且也可以加强地基的承载力。

(四) 桩基础法。

这种方法是折中的一个方法, 如果湿陷性黄土地基出现太厚时, 如果应用其它的方法一方面难度会较大, 另一方面则成本较高等问题, 如果地面的建筑物会影响地基的变形量控制比较苛刻时, 但其它的处理措施却不能达到理想效果时, 应用这种方法则是一个不错的选择。所谓桩基础法也可以称作是载荷传递法, 这种方法的特点就是桩基础的承载力比较高, 所以就会降低地基沉降的速率, 并且沉降量也会较小。

结论

总之, 由于当前的公路建设在快速的不断发展, 特别是对于高原地区的湿陷性黄土地基的施工建设也在逐渐增多, 所以解决湿陷性黄土的地基方法措施也有所增多。一般处理的方法主要有桩基法、强夯法、垫层法以及挤密法等。不同的处理方法都要根据自身的适用范围以及各自的优势特点, 所以在处理该地段的地基时, 必须要根据湿陷性的类型和等级、黄土层的厚度等条件, 再结合工程的具体性质, 原材料和施工条件等, 应用合理的处理措施并发挥出作用, 从而取得合理、安全和经济的理想效果。

摘要：在我国北方的部分地区, 很大范围上都广泛的分布着湿陷性黄土, 由于高原地段情况都是比较复杂的, 所以在修建公路时如果要经过这些区域时会遇到一定的麻烦, 对此, 怎样可以对湿陷性黄土的地基做合理的处理, 一方面要确保建筑物可以正常安全的使用, 另一方面也要保护环境, 减少工程的费用等。主要介绍了处理湿陷性黄土地基的主要方法和措施, 并进行研究分析。

关键词：湿陷性黄土,地基,处理措施

参考文献

[1]康雪侠, 王磊.强夯法处理湿陷性黄土地基[J].中国新技术新产品, 2009 (09) .

[2]李晓明.湿陷性黄土地基处理浅析[J].科学之友, 2011 (1) .

[3]张国强.湿陷性黄土地基处理[J].中国科技博览.2011 (30)

[4]蔺争艳.湿陷性黄土路基强夯法施工工艺探讨[J].山西交通科技.2009 (1) .

湿陷性黄土地区地质勘察与评价 篇8

1.1 工程概况

拟建的九龙国际商业广场位于宁夏固原市新区内, 高速公路西边, 建业路西侧、希望路北侧、新城纵一路东侧。拟建场地为荒地。主要建筑物为17栋2F-4F商业建筑。

1.2 勘察概况

根据勘察工作的任务和要求, 以及场地地基复杂程度等级三级, 拟建建筑物特点及场地条件, 本工程布孔方法:按网格布设勘探孔。本次勘察共布勘探孔66个, 其中, 人工探井44个, 探井深度16.20m;原位测试勘探孔22个, 钻孔深度16.45m。其中控制性钻孔数量≥2/3钻孔数量, 钻孔间距控制在40.0m以内。

2 场地工程地质条件

2.1 地层岩性

根据勘察揭示, 在本场区勘察深度范围内, 为第四系风积相堆积地层。整个场区地层自上而下可分为下述两层, 现分层描述如下: (1) 黄土状粉土 (Q4eol) :黄褐色, 干燥-稍湿, 稍密, 具垂直节理, 孔隙发育, 含钙丝和少量钙质结核;在此层取原状样339件, 土工试验结果表明, 该层土为中等压缩性土, 具湿陷性, 该层在场区广泛分布。层顶高程1795.07-1801.35m, 层底高程1784.07-1791.55m, 层厚7.80-11.80m。 (2) 黄土状粉土 (Q4eol) :黄褐色, 稍湿, 稍密-中密, 具垂直节理, 孔隙发育, 含钙丝和少量钙质结核;在此层取原状样143件, 土工试验结果表明, 该层土为中等压缩性土, 不具湿陷性, 该层在场区广泛分布。最大揭露厚度16.45m。层顶高程1784.07-1791.55m, 层顶埋深7.80-11.80m。

2.2 场地水文地质条件

场区无地表径流, 勘察深度范围内未见地下水位, 根据区域地质资料, 该区地下水埋深大于40m。

3 岩土工程分析与评价

3.1 场地土湿陷性评价

依据中国湿陷性黄土工程地质分区略图, 固原地区属Ⅱ区, 湿陷量计算表有关参数按Ⅱ区选用。根据试验资料并依据规范中的计算公式计算后得出以下结果, 总湿陷量395.7-582.8mm, 自重湿陷量73.6-235.0mm, 湿陷深度7.8-11.8m。综合评价:本场区属于Ⅱ (中等) 自重湿陷场地。

3.2 场地土承载力评价

根据岩土参数的可靠性及适用性要求, 综合分析本次工程的取样及原位测试结果: (1) 本工程以采取不扰动土样作为评价指标, 用以评定岩土的性状, 作为划分地层、鉴定类别的主要依据; (2) 以原位测试及室内土工试验结果作为计算指标, 用以确定地基承载力, 预测岩土体在荷载和自然条件作用下的力学行为及变化趋势。

3.3 场地地震效应评价Á

场区勘探深度范围内, 未见有地下水, 因此地基土无液化现象, 综合评定本场区为不液化场区。勘察场区未发现有滑坡、崩塌、断裂等不良地质作用, 属建筑抗震一般地段。

3.4 场地稳定性及适宜性评价

本场区为抗震设防8度区, 地基主要持力层、受力层范围内承载力特征值均fak>100k Pa, 可不考虑地基主要持力层及受力层范围内存在软土震陷的影响。建筑场地内及其附近无全新活动断裂、发震断裂和正在活动的地裂缝。本次勘察结果表明, 该场地地貌类型单一, 地层结构较简单, 主要土层分布连续, 厚度较稳定, 场区范围内无暗浜、土洞、塌陷等其他不良地质作用及埋设物, 适宜本工程的建设。

4 地基基础方案论证及建议

4.1 地基基础方案论证

对于自重湿陷性场地地基处理常用方法有灰土垫层、重锤夯实、强夯、土 (或灰土) 桩挤密等, 可以完全或部分消除地基的湿陷性, 或采用桩基础或深基础穿透湿陷性黄土层, 使建筑物基础坐落在密实的非湿性土层上, 保证建筑物的安全和正常使用。

本工程主要建筑物为2F-4F商业建筑, 建筑荷载小, 勘察场区属于Ⅱ (中等) 自重湿陷场地。重锤夯实及强夯方案均因存在震动, 对周边建筑物结构影响大, 本工程不适用;桩基础在经济、工期方面不适合。经各方案对比, 本工程采用灰土垫层及灰土挤密桩较为适宜。

4.2 地基基础方案建议

4.2.1 建议采用人工地基基础方案 (灰土垫层) 。

做土 (或灰土) 垫层, 由灰土 (3∶7灰土或2:8灰土) 分层碾压而成, 分层铺填厚度宜为200mm, 碾压振密。垫层由灰土、素土两部分组成。垫层上部为3∶7灰土垫层, 其厚度不小于1.0m;垫层下部可采用素土夯填。

土 (或灰土) 垫层的施工质量, 应用压实系数λc控制, 并应符合下列规定:小于或等于3m的土 (或灰土) 垫层, 不应小于0.95;大于3m的土 (或灰土) 垫层, 其超过3m部分不应小于0.97。土 (或灰土) 垫层厚度在3.6m-4.5m, 经计算, 下部未经处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量小于200mm, 垫层承载力推荐值fak=160k Pa。采用灰土垫层时, 建议整片处理, 其处理范围应大于建筑物底层平面的面积, 超出建筑物外墙基础外缘的宽度每边不宜小于处理土层厚度的1/2, 并不应小于2m。人工地基承载力深宽修正系数ηb=0, ηd=1.0。经处理后人工地基承载力特征值应通过现场载荷试验确定。

4.2.2 建议采用灰土挤密桩复合地基。

开挖至基础底板后进行灰土挤密桩施工, 灰土挤密桩的孔位宜按正三角形布置, 孔心距可取0.9m。挤密孔直径宜为0.40m, 挤密孔深度宜为拟建筑物基础底标高下8.0m, 不宜预钻孔;孔底在填料前必须夯实, 孔内填料宜用灰土, 填料宜分层回填夯实, 其压实系数不宜小于0.95。下部未经处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量小于200mm, 处理后的复合地基承载力可按160k Pa考虑使用, 最终使用地基承载力特征值应通过现场载荷试验确定。

5 基坑工程

5.1 基坑工程概况

根据拟建建筑物±0.00标高及其埋深, 按换填方案考虑, 基坑最大开挖深度为6.0m。拟建建筑物基坑其它方向较为开阔, 通过对基坑周围2-3倍基坑开挖深度范围内的地质调查, 地层的横向展布、各土层的厚度、物理力学性状与基坑范围内无明显差异基本一致, 场区拟建筑物距已建建筑物距离在25.0~40.0m, 无影响施工的地上及地下设施。按《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ120-2012) , 基坑支护结构安全等级为二级。

5.2支护建议

本工程基坑开挖所涉及的土层主要为黄土状粉土, 其边坡容许值按1:0.75~1:1, 也可按当地施工经验采用安全经济的边坡坡度。各土层边坡容许值是参照《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2011) 中表6.7.2并结合经验给定。对开挖深度≤5.0m的基坑可采用上述自然放坡。开挖深度>5.0m基坑, 建议采用土钉墙、喷锚支护措施、或其他支护方案, 土钉墙的设计及施工按《建筑基坑支护技术规程JGJ 120-2012》中的第5章及其他相关规范。

6 结束语