濕陷性黃土地基的處理方法

1、濕陷性黃土地基的處理方法核心提示：摘要：簡要介紹了濕陷性黃土的特征，闡述了濕陷性黃土地基處理的方法。主要是土（灰土）墊層法、強(qiáng)夯法、擠密法、樁基法、預(yù)浸水法和深層攪拌樁法等6種。在不同的地區(qū)，應(yīng)根據(jù)不同的地基土質(zhì)和不同的結(jié)構(gòu)物，選用不. 摘要：簡要介紹了濕陷性黃土的特征，闡述了濕陷性黃土地基處理的方法。主要是土（灰土）墊層法、強(qiáng)夯法、擠密法、樁基法、預(yù)浸水法和深層攪拌樁法等6種。在不同的地區(qū)，應(yīng)根據(jù)不同的地基土質(zhì)和不同的結(jié)構(gòu)物，選用不同的處理方法，確保處理后的地基具有足夠的承載力和滿足變形條件的要求。關(guān)鍵詞：濕陷性黃土；特征；地基處理方法1黃土的濕陷特征濕陷性黃土是一種十分特殊的土質(zhì)，俗稱大孔

2、土，主要分布于我國陜、甘、寧等缺水少雨的干旱地區(qū)。屬砂壤土的范疇，砂壤土的粘土含量為12.50%25%,壤土的粘土含量為25%37.50%，而濕陷性黃土的顆粒組成中粘粒的含量為8%26%，屬于砂壤土，但其性質(zhì)與砂壤土又有所不同：在天然狀態(tài)下具有肉眼能看見的大孔隙，孔隙比一般大于1，并常有由于生物作用所形成的管狀孔隙，天然剖面呈豎直節(jié)理、顆粒粗，土質(zhì)干燥；顏色在干燥時呈淡黃色，稍濕時呈黃色，濕潤時呈褐黃色；土中含有石英、高嶺土成分、含鹽量大于0.3%，有時含有石灰質(zhì)結(jié)核；吸水及透水性較強(qiáng)，塑性粘聚力差，水易沖刷成溝，不易粘結(jié)，土樣浸入水中后，很快崩解，同時有氣泡冒出水面；在干燥狀態(tài)下，有較高的強(qiáng)

3、度和較小的壓縮性，由于土質(zhì)豎直方向分布的小管道幾乎能保持豎立，邊坡遇水后，土的結(jié)構(gòu)迅速破壞發(fā)生顯著的附加下沉，產(chǎn)生嚴(yán)重濕陷。這種土質(zhì)的基礎(chǔ)處理與其它土質(zhì)相比，施工難度大，進(jìn)度慢，程度復(fù)雜，耗用時間長，特別是大面積的土質(zhì)夯填及水利壩體處理。2濕陷性黃土地基的處理方法濕陷性黃土地基處理的根本原則是：破壞土的大孔結(jié)構(gòu)，改善土的工程性質(zhì)，消除或減少地基的濕陷變形，防止水浸入建筑物地基，提高建筑結(jié)構(gòu)剛度。2.1強(qiáng)夯法又叫動力固結(jié)法。是利用起重設(shè)備將80400 kg的重錘起吊到1040m高處，然后使重錘自由落下，對黃土地基進(jìn)行強(qiáng)力夯擊，以消除其濕陷性，降低壓縮變形，提高地基強(qiáng)度，但強(qiáng)夯法適用對地下水位以上

4、飽和度Sr60%的濕陷性黃土地基進(jìn)行局部或整片處理，可處理的深度在312m。土的天然含水率對強(qiáng)夯法處理至關(guān)重要，天然含水量低于10%的土，顆粒間摩擦力大，細(xì)土顆粒很難被填充，且表層堅硬，夯擊時表層土容易松動，夯擊能量消耗在表層土上，深部土層不易夯實，消除濕陷性黃土的有效深度小，夯填質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計效果。當(dāng)上部荷載通過表層土傳遞到深部土層時，便會由于深部土層壓縮而產(chǎn)生固結(jié)沉降，對上部建筑物造成破壞。2.2墊層法土（或灰土）墊層是一種淺層處理濕陷性黃土地基的傳統(tǒng)方法，我國已有2000多年的應(yīng)用歷史，在濕陷性黃土地區(qū)使用較廣泛，具有因地制宜，就地取材和施工簡便等特點(diǎn)。實踐證明，經(jīng)過回填壓實處理的黃土地

5、基濕陷性速率和濕陷量大大減少，一般表土墊層的濕陷量減少為13cm，灰土墊層的濕陷量往往小于1cm，墊層法適用于地下水位以上，對濕陷性黃土地基進(jìn)行局部或整片處理，可處理的濕陷性黃土層厚度在13m，墊層法根據(jù)施工方法不同可分為土墊層和灰土墊層，當(dāng)同時要求提高墊層土的承載力及增強(qiáng)水穩(wěn)定時，宜采用整片灰土墊層處理。2.2.1素土墊層法。素土墊層法是將基坑挖出的原土經(jīng)灑水濕潤后，采用夯實機(jī)械分層回填至設(shè)計高度的一種方法，它與壓實機(jī)械做的功、土的含水率、鋪土厚度、及壓實遍數(shù)存在密切關(guān)系。壓實機(jī)械做的功與填土的密實度并不成正比，當(dāng)土質(zhì)含水量一定時，起初土的密實度隨壓實機(jī)械所做的功的增大而增加，當(dāng)土的密實度達(dá)

6、到極限時，反而隨著功的增加而破壞土的整體穩(wěn)定性，形成剪切破壞。在大面積的素土夯填施工中時常遇到，運(yùn)輸土料的重型機(jī)械容易對已夯筑完畢的壩體表面形成過度碾壓，造成剪切破壞，同時對含水率過高的地區(qū)形成“橡皮泥”現(xiàn)象，從而出現(xiàn)滲漏。這些都將是影響夯填質(zhì)量的主要因素。2.2.2灰土墊層法?；彝翂|層法是采用消石灰與土的28或37的體積比配合而成，經(jīng)過篩分拌合，再分層回填，分層夯實的一種方法，要保證夯實的質(zhì)量必須要嚴(yán)格控制好灰土的拌制比例，土料的含水率，這對夯填質(zhì)量起主要的影響因素。在實際施工過程中，不可能用儀器對每一層土樣進(jìn)行含水率測定，只能通過“握手成團(tuán)，落地開花”的直觀測定法來測定，但這種方法對于濕陷

7、性黃土測定范圍過于偏大，經(jīng)過實驗測定大致在14%19%，存在測定偏差，且土質(zhì)濕潤不夠均勻，往往有表層土吸水飽和，下層土干燥的現(xiàn)象，給施工帶來很大的難度。當(dāng)處理厚度超過3m時，挖填土方量大，施工期長，施工質(zhì)量也不易保證，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量和工程進(jìn)度。所以墊層法同樣存在著施工局限。2.3擠密法擠密法是利用沉管、爆破、沖擊、夯擴(kuò)等方法在濕陷性黃土地基中擠密填料孔再用素土、灰土、必要時采用高強(qiáng)度水泥土、分層回填夯實以加固濕陷性黃土地基，提高其強(qiáng)度，減少其濕陷性和壓縮性。擠密法適用于對地下水位以上，飽和度Sr65%的濕陷性黃土地基進(jìn)行加固處理，可處理的濕陷性黃土厚度一般為515m。但通過實踐證明：擠密法對

8、土的含水量要求較高（一般要求略低于最優(yōu)含水率），含水量過高或過低，擠密效果都達(dá)不到設(shè)計要求，這在施工中很難控制，因為濕陷性黃土的吸水性極強(qiáng)且易達(dá)到飽和狀態(tài)，在濕陷性黃土進(jìn)行灑水濕潤時，表層土質(zhì)飽和后容易形成積水，下部土質(zhì)卻很難受水接觸而呈干燥狀態(tài)，對于含水量10%的地基土，特別是在整個處理深度范圍內(nèi)的含水量普遍偏低的土質(zhì)中是不易采用的。2.4樁基礎(chǔ)法樁基礎(chǔ)既是一種基礎(chǔ)形式也可看作是一種地基處理措施，是在地基中有規(guī)則的布置灌注樁或鋼筋混凝土樁，以提高地基承載能力。樁根據(jù)受力不同可分為端承樁和摩擦樁，這種地基處理方法在工業(yè)與民用建筑中使用較多，但樁基礎(chǔ)仍然存在淺在的隱患，地基一旦浸水，便會引起濕陷

9、給建筑物帶來危害。在自重濕陷性黃土中浸水后，樁周土發(fā)生自重濕陷時，將產(chǎn)生土相對樁的向下位移對樁產(chǎn)生一個向下的作用力即負(fù)摩擦力。而且通過實踐證明，預(yù)制樁的側(cè)表面雖比灌注樁平滑，但其單位面積上的負(fù)摩擦力卻比灌注樁大。這主要是由于預(yù)制樁在打樁過程中將樁周土擠密，擠密土在樁周形成一層硬殼，牢固的黏附在樁側(cè)表面上，樁周土體發(fā)生自重濕陷時不是沿樁身而是沿硬殼層滑移，硬殼層增加了樁的側(cè)表面面積，負(fù)摩擦力也隨著增加，正是由于這股強(qiáng)大的負(fù)摩擦力至使樁基出現(xiàn)沉降，由于負(fù)摩擦力的發(fā)揮程度不同，導(dǎo)致建筑物地質(zhì)基礎(chǔ)產(chǎn)生嚴(yán)重的不均勻沉降，構(gòu)成基礎(chǔ)的剪切應(yīng)力，形成剪應(yīng)力破壞，這也正是導(dǎo)致眾多事故發(fā)生的主要因素。2.5預(yù)浸水

10、法濕陷性黃土地基預(yù)浸水法是利用黃土浸水后產(chǎn)生自重濕陷的特性，在施工前進(jìn)行大面積浸水使土體預(yù)先產(chǎn)生自重濕陷，以消除黃土土層的自重濕陷性，它只適用于處理土層厚度大于10m，自重濕陷量計算值不大于500mm的黃土地基，經(jīng)預(yù)浸法處理后，淺層黃土可能仍具外荷濕陷性，需做淺層處理。預(yù)浸水法用水量大、工期長，一般應(yīng)比正式工程至少提前半年到一年進(jìn)行，浸水前沿場地四周修土埂或向下挖深50cm，并設(shè)置標(biāo)點(diǎn)以觀測地面及深層土的濕陷變形，浸水期間要加強(qiáng)觀測，浸水初期水位不易過高，待周圍地表出現(xiàn)環(huán)形裂縫后再提高水位，濕陷性變形的觀測應(yīng)到沉陷基本穩(wěn)定為止。預(yù)浸水法用水量大，對于缺水少雨、水資源貧乏地區(qū)，不易采用，當(dāng)土層下

11、部存在隔水層時，預(yù)浸時間加大，工期延長，都將是影響工程的因素。2.6深層攪拌樁法深層攪拌樁是復(fù)合地基的一種，近幾年在黃土地區(qū)應(yīng)用比較廣泛，可用于處理含水量較高的濕陷性弱的黃土。它具有施工簡便、快捷、無振動，基本不擠土，低噪音等特點(diǎn)。深層攪拌樁的固化材料有石灰、水泥等，一般都采用后者作固化材料。其加固機(jī)理是將水泥摻入粘土后，與粘土中的水分發(fā)生水解和水化反應(yīng)，進(jìn)而與具有一定活性的粘土顆粒反應(yīng)生成不溶于水的穩(wěn)定的結(jié)晶化合物，這些新生成的化合物在水中或空氣中發(fā)生凝硬反應(yīng)，使水泥有一定的強(qiáng)度，從而使地基土達(dá)到承載的要求。深層攪拌樁的施工方法有干法施工和濕法施工兩種，干法施工就是“粉噴樁”，其工藝是用壓縮空氣將固化材料通過深層攪拌機(jī)械噴入土中并攪拌而成。因為輸入的是水泥干粉，因此必然對土的天然含水量有一定的要求，如果土的含水量較低時，很容易出現(xiàn)樁體中心固化不充分、強(qiáng)度低的現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至根本沒有強(qiáng)度。在某些含水量較高的土層中也會出現(xiàn)類似的情況。因此，應(yīng)用粉噴樁的土層中含水量應(yīng)超過30%，在飽和土層或地下水位以下的土層中應(yīng)用更好。對于土的天然含水量過高或過低時都不允許采用。3結(jié)語濕陷性黃土地基處理的方法很多，在不同的地區(qū)，應(yīng)根據(jù)不同的地基土質(zhì)和不同的結(jié)構(gòu)物，對地基處理選用不同的處理方法。在勘察階段，經(jīng)過現(xiàn)場取樣，以試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判定屬于