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摘要:湿陷性黄土属于特殊性岩土,对于湿陷性黄土来说,一定要按照湿陷性黄土本身的特征与工程的基本要求,根据不同的情况使用有针对性的处理方法,达到因地制宜的目的,使用以地基为主要内容的处理措施,消除地基全部的沉陷量以及部分的湿陷量,避免地基出现湿陷的情况,确保建筑物正常与安全使用。基于此本文分析了湿陷性黄土地基处理方法。
关键词:湿陷性黄土;地基处理;方法
1湿陷性黄土的工程特性
黄土产生湿陷性,主要是因为黄土浸湿以后,受到了各种应力的影响,从而导致黄土本身的结构遭到破坏,进而发生沉降的情况。湿陷性黄土的等级划分,主要是为了更加客观的评价黄土所产生的湿陷程度,从而使用更加可靠的防护措施,使得建筑物能够更加的安全可靠与经济合理。实践表明,很多地区的黄土湿陷性程度存在差异性,假如在没有正确划分这些黄土的基础上,就对其进行地基设计,对于那些沉陷性相对较轻的黄土使用繁琐的处理手段,必然会造成经济浪费,而对于那些沉陷性较为严重的黄土使用一些简单的防护措施,则会产生生产危险。按照相应的标准,湿陷性黄土按照湿陷系数能够分成强烈失陷、中等失陷以及轻微失陷,按照上覆压力性质能够分成非自重湿陷性与自重湿陷性黄土,这种等级的划分对于防护措施的选择具有重要的意义。
2湿陷性黄土的地基处理措施及勘察重点
在湿陷性黄土场地进行地基处理的目的有三个:一是降低土的压缩性;二是提高地基承载力;三是消除湿陷性。
湿陷性黄土的地基处理方法有:换填土或灰土垫层法、挤密法、强夯法、桩法、预浸水法等等,在我们甘肃省兰州市预浸水法不经常用,经常用到垫层法和挤密法处理湿陷性黄土地基,在用这两种方法时严禁使用冻土、膨胀土、盐渍土、有机质等不良土料和粗颗粒的透水材料作填料。针对不同湿陷性黄土的特性、不同建筑物的类别、不同的浸水几率并考虑施工设备、材料来源、施工进度和当地环境等因素,经技术经济综合分析比较后我们来确定其中的一种或多种结合的最佳处理方法,湿陷性场地上任何建筑物的地基处理都应符合以下两点:1)甲类建筑应消除地基的全部湿陷量;2)乙类、丙类建筑应消除地基的部分湿陷量(具体参照《湿陷性黄土地区建筑规范》)。我们将通过甘肃省兰州市某一工程实例中湿陷性黄土地基处理进行分析。首先勘察部门应当详细查明黄土地层的时代、成因以及其物理力学性能指标(包括湿陷系数、湿陷起始压力随深度的变化、自重湿陷系数等等),严格按照规范对场地进行布置勘察探点。为了准确测试黄土的湿陷特征需要进行探井取样,对同一钻孔相同深度分别采取探井取样和取土器取样,送往室内试验测试,最终确定场地土的地基湿陷等级的平面分布、湿陷类型以及承载力大小,对场地和地基做出评价,并结合设计要求和建筑物的特点,对地基处理措施提出宝贵意见。
3湿陷性黄土地基处理措施
3.1垫层法
若是建筑物的地基为膨(冻)胀土、软土质、不均匀土质中,或者是地基的承载力、强度、性能无法按满足设计需求时,需要使用换填垫层法。换填垫层法是将地基下的软土质、膨(冻)胀土、等进行挖除,在其中填入大密度、高强度、水密性更好的材料(土质)。例如:灰(素)土、矿渣、砂砾(碎石)土等,或者是吸水性强、性能稳定、抗腐蚀性强的材料。并分层压实至要求的密实度。换土垫层具有承载力高,刚度大,变形小的特点。砂石垫层可提高地基排水固结强度,防治季节冻土的冻胀,消除膨胀土地基的胀缩性及湿陷性土层的湿陷性。适用范围:根据换填材料的不同,将垫层分为砂层垫层、土垫层、粉煤灰垫层、矿渣垫层等。砂垫层适用于一般饱和、非饱和的软弱土层;土垫层适用于湿陷性黄土地基的处理;粉煤灰垫层使用大面积填筑的工程。
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3.2夯实法
1)夯实法分为强夯法和重夯法,根据需要消除湿陷性土层厚度综合选择,同时在周围有重要建筑物和构筑物时,应采取行之有效的防振或隔振措施。2)施工注意的问题:①对地基进行夯实施工,应有专人监测和记录,同时有可行的应急预案,保证人员设备安全;②夯实施工过程中或施工结束后,应按规范要求对夯实处理地基的质量进行检验。
3.3冲击碾压法
该方法是采用压路机外带非圆形轮对路面进行碾压,轮子所形成的势能和行使过程中产生的动能叠加在一起,对地面进行不断冲击与揉搓,通过低频率、高振幅冲击作用将路面压实。在这个过程中会产生高能量的冲击力反复对地面产生冲击力,进而形成强烈冲击波,提升土层的密实度,并最终保证土层的密实度。在碾压的同时需要检测黄土黄水量、压实度、湿陷系数以及最大干密度等综合性指标。当压路机完成全部碾压工作以后,需对黄土的沉降量、湿陷系数以及压实度做全面的检测,来判断该方法是否能够达到工程的预先设计要求。
3.4预浸水法
预浸水法是利用黄土侵水产生湿陷的特点,在建筑物施工前预先对湿陷性黄土场地大面积浸水,使土体产生自重湿陷,达到消除深层黄土湿陷的目的。预浸水法宜用于处理湿陷性黄土层厚度大于10m,自重湿陷量的计算值不小于500mm的场地。由于浸水时场地周围地表下沉开裂,并容易造成“跑水”穿洞,影响建筑物的安全,所以空旷的新建地区较为适用。浸水前宜通过现场试坑浸水试验确定浸水时间、耗水量和湿陷量等。采用预浸水法处理地基,应符合下列规定:(1)浸水坑边缘至既有建筑物的距离不宜小于50m,并应防止由于浸水影响附近建筑物和场地边坡的稳定性;(2)浸水坑的边长不得小于湿陷性黄土层的厚度,当浸水坑的面积较大时,可分段进行浸水;(3)浸水坑内的水头高度不宜小于300mm,连续浸水时间以湿陷变形稳定为准,其稳定标准为最后5d的平均湿陷量小于1mm/d。地基预浸水结束后,在基础施工前应进行补充勘察工作,重新评定地基土的湿陷性,并应采用垫层或其他方法处理上部湿陷性黄土层。
3.5挤密法
通过应用冲击、钻孔夯扩等施工技术,在地基内将木桩就压成桩孔,确保能够从桩孔的侧面将土体挤出,以此确保木桩内土地的周密性。接着在桩孔内,填入定量的灰土、素土或者其他填料,以此制作成填料夯实成桩,在实际的施工中,还可以在桩孔内加入水泥土、灰渣等填料,以此提升木桩内填料的凝胶性。适用范围:能够应用在湿陷性黄土内;处理非饱和欠压密杂(素)填土内;应用中需要将厚度控制在3.0m-15.0m的范围内;借助冲击法、挤密法开展施工,需要将厚度控制在20.0m之上
总之,湿陷性土归属为特殊土,广泛分布于我国东北、西北、华东、华中地区,其主要特性可简述为在上部土层自重应力或附加应力等荷载作用下,由于浸水后土的结构破坏而发生显著变形。湿陷性土的种类很多,但以我国西北部的湿陷性黄土尤为突出,其分布范围广遍及西北各省,特别是甘肃兰州,加之其工程特性对各类施工带来的问题,因而引起了广泛的关注与研究,因此进一步加强地基处理非常重要,需要引起我们的重视。
参考文献
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论文作者:南国栋
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/16
标签:黄土论文; 地基论文; 土层论文; 建筑物论文; 场地论文; 方法论文; 夯实论文; 《基层建设》2018年第17期论文;