摘要:本文将重点分析讨论了软土,湿陷性黄土,膨胀土这三种特殊地基土的处理技术。
关键词:特殊土;地基;措施
特殊地基性质不同于一般常见地基土,而应采取特殊的处理措施,才能作为地基使用,如果施工中草率地不经处理或简单地处理就作地基使用,就有可能对建筑物造成危害,轻者砖墙开裂,重者使建筑物失稳破坏。
1、特殊土地基概述
特殊土分布在一定地理区域、有工程意义上的特殊成分、状态和结构特征的土。特殊土在特定物理环境或人为条件下形成,具有独特的工程特性。常见的特殊土主要有软土、红黏土、人工填土、膨胀土、湿陷性黄土、冻土等。本文以软土、湿陷性黄土、膨胀土为例进行论述。
2、软土
软土是指天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土。我国软土主要分布在沿海地区,如东海、黄海、渤海、南海等沿海地区。内陆平原及一些山间洼地亦有分布。
2.1工程特性
软土包括淤泥、淤泥质土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土。土木工程中主要是指天然孔隙比大于或等于1.5的亚粘土、粘土组成的淤泥和天然孔隙比大于1.0小于1.5的粘土组成的淤泥质粘土。其主要特征包括孔隙比和天然含水量大、压缩性高、透水性弱、抗剪强度低、灵敏度高。
2.2软土地基的地基处理措施
(1)浅层软基处理技术
对于路基填方较低的地段,可采取垫层法。设置垫层时,可以根据具体情况采用不同的材料,常用的材料有砂或砂砾及灰土,也可用土工格栅、片石挤淤、砂砾垫层综合使用处理。对于在高速公路施工中遇到含水量较高,软弱层较浅,且易于挖除不适宜材料时,一般采取换填法。当高速公路经过水溏、鱼池和较深的流动性强的淤泥地段时,常遇到含水量高、淤泥压缩性大、淤泥质粘土软基以及水下软基等,对这类软基可采用排挤法来处理。
(2)深层软基处理技术
袋装砂井法:袋装砂井排水固结措施,其施工简便,费用较低,加固效果较好。软基中的水分在上部路基填土载荷的作用下,通过砂与水平砂垫层或纵横相连通的排水砂沟相通,形成排水通道,使软基中的水分排走,从而达到排水固结软基的目的。
挤密砂桩法:采用类似沉管灌注桩的机械和方法,通过冲击和振动,把砂挤入土中而形成的。挤密砂桩的主要作用是将地基挤实排水固结,从而提高地基的整体抗剪强度与承载力,减少地基的沉降量和不均匀沉降。
振冲碎石桩法:碎石桩处理软基过程就是用振冲器产生水平向振动,在高压水流作用下边振边冲,在软弱地基中成孔,再在孔内分批填入碎石料,这时振冲器边振动边上拔,使得碎石料振挤密实。
粉喷桩:粉喷桩加固软基主要适用于高含水量、高压缩性的淤泥、淤泥质粘土及桥头软基的处理。有关试验表明,一般含水量大于35% 的软基宜选用粉喷桩。
3、湿陷性黄土
湿陷性黄土是一种特殊性质的土,在一定的压力下,下沉稳定后,受水浸湿,土结构迅速破坏,并产生显著附加下沉。
3.1工程特性
我国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0.05~0.01ram的粗粉土颗粒为多,占总重约40.60%,小于0.005ram的粘土颗粒较少,占总重约14.28%,大于0.1rnm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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆湿陷性黄土的颗粒从西北向东南有逐渐变细的规律。
3.2湿陷性黄土地基的地基处理措施
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1.0~3.0m。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。
强夯法:强夯法适用于地下水位以上饱和度sr≤60%的湿陷性黄土地基进行局部或整片处理,可处理的湿陷性黄土层厚度在3~12m。采用强夯法处理湿陷性黄土地基,应先在场地内选择有代表性的地段进行试夯或试验性施工。
预浸水法:预浸水法就是在修建建筑物前预先对湿陷性黄土场地大面积浸水,使土体在自重作用下发生湿陷,产生压密,以消除全部黄土层的自重湿陷性和深部土层的外荷载湿陷性,然后再修筑建筑物的一种处理湿陷性黄土的方法。
土挤密法:土挤密法是指利用沉管、爆扩、冲击、夯扩等方法,在湿陷性黄土地基中挤密填料孔,再用素土、灰土,必要时采用高强度的水泥土,分层回填夯实,以加固湿陷性黄土地基,提高其强度,减少其湿陷性和压缩性。
4、膨胀土
膨胀土是一种非饱和的、结构不稳定的区域性特殊土,土中含有大量亲水矿物,吸水急剧膨胀软化和失水显著收缩开裂,湿度变化时有较大体积变化,变形受约束时产生较大内应力,是一种具有反复胀缩变形的高塑性粘性土。
4.1工程特性
强膨胀性:膨胀土的膨胀性与其粘土的矿物成分有关。膨胀土的膨胀性除与其粘土的矿物成分有关外,还与水的作用直接有关,水分使土粒迁移是产生土体膨胀与收缩的直接原由。
超固结性:我国的裂土多沉积于更新世第三纪,系陆相沉积土,在漫长的地质年代中承受了上覆地层压力,处于超固结状态,卸荷后土的抗剪和抗压强度均有降低,风化破碎后强度更低。当开挖地下洞室使土体具有临空面时,超固结力得以释放而表现为洞室的顶都、边墙、底部的过大变形,使工程结构物破坏。
多裂隙性:从外貌特点看,裂土表面布满了不规则的多边形裂隙或网状裂缝,多呈张开的楔形将裂土分割成各种几何形态的块体。原生裂隙多为闭合状,裂隙面光滑,常呈腊状光泽,当暴露地表,受风化作用影响裂隙面常张开,并有次生的灰白粘土充填。次生裂隙以风化型为主,在半干旱地区,尤其是年蒸发量大于年降水量的地区,裂土的干缩湿胀效应非常显著,便裂土表层风化作用强烈。
崩解性:崩解性是膨胀土浸入水发生的一种吸水湿化现象。由于土体表面颗粒首先吸附水分子形成水化膜,使颗粒间连结削弱。同时一部分胶结构物被水溶解,破坏了土的结构连结。
4.2膨胀土地基的地基处理及工程措施
换土回填,即采用灰土进行置换,根据施工区域的地质情况确定置换的参数,也可采用砂石垫层进行处理,其厚度应大于300mm,而且宽度应大于地基底部宽度。
利用化学法改良土质,利用拌合石灰的方法对膨胀土层进行改良,或者利用石灰砂桩、石灰浆压注等对土质进行干扰,以此消除膨胀形变。
挖除法,即对厚度不大的膨胀土层进行挖除的方法,消除膨胀土质的影响。
5、结论
本文主要讨论了软土,湿陷性黄土,膨胀土这三种特殊地基土的特点及处理技术,加深了自己对特殊地基的形成、特点和处理方式的认识。
参考文献
[1]于永志.胶东滨海特殊土的工程特性及液化评价[J].勘察科学技术,2018,2(3):44-46.
[2]夏立军.复合土工膜在渠道防渗中的应用[J].吉林水利,2018,4(4):56-59.
论文作者:景小朋
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第04期
论文发表时间:2019/6/21
标签:地基论文; 黄土论文; 粘土论文; 淤泥论文; 颗粒论文; 裂隙论文; 土层论文; 《工程管理前沿》2019年第04期论文;