論濕陷性黃土對工程的危害及防護措施

1、工程地質(zhì)與地基基礎(chǔ)課程論文淺析濕陷性黃土的工程特性及地基處理姓 名：班 級：學(xué) 號：_指導(dǎo)老師：完成時間：2014年12月22日資源環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院淺析濕陷性黃土的工程特性及地基處理摘要:隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，建筑行業(yè)也取得了長足的進步。濕陷性黃土主要分布在我國的 西北部，由于地理環(huán)境影響，工程上有著自己的特性，在實際工作中產(chǎn)生不利的影響。所以，在此， 我簡單的闡述一下是濕陷性黃土的工程特性及其防護措施。關(guān)鍵詞：濕陷性黃土概念 形成 分布工程特性 危害 防止措施 地基處理概念黃土：黃土是一種黃色粉狀土質(zhì)，其形成時期大約在第四紀(jì)時期。在黃土中含有大 量的碳酸鹽類物質(zhì)，一般由眼可以分辨其存在的

2、空隙。濕陷性黃土：濕陷性黃土是一種非飽和的欠壓密土，其中存在大量空隙，在正常的 濕度下，其具較高的強度，不容易發(fā)生變形。但是，如果遇到水的浸濕，則其強度 會大大的降低，會在壓力作用下產(chǎn)生較大的變形，引起建筑的傾斜，甚至倒塌。形成黃土的形成主要是通過風(fēng)力搬運堆積，但是卻沒有對深層次的土質(zhì)發(fā)生擾動，因此 一般主要由風(fēng)的作用而形成。分布（一） 西北內(nèi)陸盆地區(qū) 該區(qū)在青海湖和烏鞘嶺以西，包括甘肅西部（河西走 廊）、青海西北部及新疆全區(qū)。這些地區(qū)的黃土呈片狀，覆蓋在山前的低山和丘陵 上，甚至零星散布在海拔相當(dāng)高的山坡上。（二） 東部山前丘陵及平原區(qū)該區(qū)在大興安嶺及太行山以東，包括東北松 遼平原、遼西冀北

3、山地、華北平原和山東低山丘陵地。（三） 中部資河中游黃土離坂區(qū)這里北起長城、南界秦嶺、西從青海湖、 東到太行山。我國黃土總面積44.06萬km2（劉東生等，1965）,黃土高原黃土實際覆蓋面積近30萬km2,約占我國黃土分布面積的68.18%。特性濕陷性黃土的主要特征為：（1）基本色調(diào)是黃色，通常為黃褐，褐黃，灰黃，棕黃等顏色；（2）含鹽量較大，特別是碳酸鹽含量尤為突出，另外硫酸鹽、氯化物等含量 也都比較高；（3）礦物組成主要為石英、巖土礦物以伊利石為主。（4）粉土顆粒含量較多，濕陷性黃土粉土顆粒（0.050.005 mm） 一般占半數(shù) 以上55%60%者居多；一般具有大孔性，大孔隙常常肉眼可

4、見，空隙比1.0左右，呈松散結(jié)構(gòu)狀態(tài)；在天然剖面上，具有垂直節(jié)理；具有濕陷性。危害在濕陷性黃土廣泛分布的地區(qū)，工程建設(shè)經(jīng)常會出現(xiàn)不同程度的問題，進而導(dǎo)致工 程建設(shè)困難和建設(shè)成本增加，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)工程建設(shè)前期，必須對該地區(qū)進行勘察，這樣就需要增加室內(nèi)土工濕陷性試驗 的量，以便得出最新的濕陷性系數(shù)、濕陷等級等詳細(xì)的資料，為工作人員施工設(shè)計提供 依據(jù)。在具體的設(shè)計中，也要對濕陷性黃土的地基等問題進行細(xì)致的設(shè)計，這都增加了 工作量，降低了工作效率，工程造價提高。(2)在建筑工程完工后，如果之前對黃土的濕陷性考慮不周，建筑工程就會面對 地下水位的變化、污水的排放集中導(dǎo)致滲漏等問題，就會

5、在一定程度上導(dǎo)致土體的結(jié)構(gòu) 發(fā)生破壞。在這樣的情況下，就會使建筑出現(xiàn)安全隱患，嚴(yán)重的就會導(dǎo)致建筑物拆除重 建，造成巨大的損失。防止措施基本消除基礎(chǔ)已有土層的濕陷性常用方法有強夯、換土、擠密樁等。這是對于土層較薄(10 m以內(nèi))時采用的辦法。 當(dāng)土層深厚時，常用辦法就是預(yù)浸水處理。這類辦法是通過工程措施，針對濕陷土層本 身進行處理，改善其土壤結(jié)構(gòu)和基本特性，以達到消除其濕陷性的目的。這種方法的缺 點是對于深厚濕陷性黃土來說耗時太長，往往影響工期。優(yōu)點是施工方便，費用較低。建筑物基礎(chǔ)穿透濕陷性黃土層使建筑物基礎(chǔ)穿透濕陷性黃土層，傳力于濕陷土層以下的持力土層上，達到躲過濕 陷性黃土層的目的。常用方法

6、就是加深樁基，尤以灌注樁為主。這種方法避過了濕陷性 土層，使基礎(chǔ)傳力于濕陷土層以下的持力土層上，相對來說比較安全可靠，所以被廣泛 應(yīng)用于比較重要的獨立建筑物的基礎(chǔ)處理。缺點是投資費用較大。充分作好建筑物基礎(chǔ)的隔水層充分作好建筑物基礎(chǔ)的隔水層，使基礎(chǔ)濕陷性黃土地基無法浸水，以達到避免地基 濕陷的目的。這種方法常常用于對基礎(chǔ)承載力要求不高的設(shè)施，如游泳池、供水管線、 渠道等。此外，應(yīng)對建筑物的使用條件和所處的周邊環(huán)境作適當(dāng)調(diào)查，具體問題具體分 析，只要建筑物的基礎(chǔ)承載力滿足要求，外界來水又無法浸濕濕陷性地基時，則可以考 慮將建筑物基礎(chǔ)坐落于濕陷土層上。對于基礎(chǔ)承載力要求較高的較大型的建筑物如箱基

7、等，當(dāng)基礎(chǔ)埋深較大時，其地基承載力常常是可以滿足要求的，此時就可以考慮不消除 其地基土層的濕陷性，只要作好隔水處理即可。另外，對長度較大、形體復(fù)雜的結(jié)構(gòu)物 尚應(yīng)采取結(jié)構(gòu)措施，如采用沉降縫將其分為若干獨立單元，包括加大基礎(chǔ)剛度使受力較 均勻等措施。基礎(chǔ)處理方法在我國廣大的西北、華北地區(qū)的工程建設(shè)，時常會遇到地基的處理問題，其中主要是消 除濕陷變形給工程帶來的危害，將地基的承載能力提高。工程師們經(jīng)過長期的研究和實 踐，在處理濕陷性黃土工程地基問題上，總結(jié)了一些具體有效的方法。第一、采用表層夯實法及強夯法處理地基問題。表層夯實法也叫做重錘表層夯實法，主 要適用于飽和度小于或等于60%的濕陷性黃土的地

8、基。在利用重錘夯實過后，黃土的性 能得到改善，平均密度增大，壓縮性降低，最終使得黃土的承載力大大提高。非自重濕 陷性黃土在經(jīng)過重錘的夯實后，黃土地基的濕陷變形大大減少。強夯法地基處理就是以 一定重量的重錘在指定位置上給予地基一定的沖擊和震動，達到增大壓實度，改善黃土 的條件，進而達到消減黃土的濕陷性。強夯的過程實際上是瞬時對地基施加一個巨大的 沖擊力量，使黃土體發(fā)生一系列的物理變化，主要作用結(jié)果是使一定范圍內(nèi)的地基強度 提高、孔隙擠密。第二、采用墊層法處理地基問題。墊層法是現(xiàn)在工程建設(shè)使用的主要方法，指的是將地 基下的濕陷性黃土部分或是全部進行清理，在將素土或是灰土進行處理，做成墊層，用 來減

9、少地基的濕陷量，可以適當(dāng)?shù)臏p少地基的壓縮變形，增強地基的承載力。墊層的設(shè) 計是采取這一方法的關(guān)鍵，它既要滿足建筑物對地基的要求，同時也要考慮到經(jīng)濟因素。 所以在使用這一方法時我們要注意以下的幾個問題。在選擇使用墊層法處理地基問題時，注意實際的土地環(huán)境，地下水位不能上升的 自重濕陷性黃土地，對那些防水要求高，容易受侵濕的建筑物，在為消除地基的全部濕 陷量時，最好的選擇進行整片的墊層處理。在采用局部墊層法時，考慮到防水、隔水的作用，有防滲要求的的建筑物和容易 受到侵濕的建筑物，不能夠采用局部黃土墊層處理地基。因為局部土墊層的處理寬度比 地基的寬度小，在地基處理過后也容易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象，引起未處理的濕

10、陷性黃土濕陷化， 致使建筑物存在安全隱患。第三、采用樁基礎(chǔ)處理地基問題。樁基礎(chǔ)處理地基問題，是將部分承載力轉(zhuǎn)移到樁的兩 側(cè)或是樁的底端，通過挖掘、鉆孔等方式形成樁，在這個過程里，將土排出孔外，在樁 的周圍的土質(zhì)并未發(fā)生改變。這樣的方法，對樁的設(shè)計要求很高，樁基礎(chǔ)自身的強度要 滿足要求，同時要注意到工程建設(shè)的地質(zhì)條件，采取合適的樁進行地基的處理。這樣， 當(dāng)樁周的土受水浸濕，樁側(cè)的正摩阻力在轉(zhuǎn)化為負(fù)摩阻力后，便可由端承型樁的下部非 濕陷性土層所承受，并可滿足設(shè)計要求，以保證建筑物的安全與正常使用。第四、采用擠密樁法處理地基問題。采用擠密樁法處理地基問題注意此方法的適用范圍， 擠密樁法適用于地下水位

11、以上的濕陷性黃土地基問題。在具體的實踐中，按照設(shè)計的方 案精確的布置樁孔并成孔，通過將素土或灰土分層的填入樁孔內(nèi)，并進一步的進行夯實， 實現(xiàn)處理好地基問題的目的。通過成孔或樁體夯實過程中的橫向擠壓作用，使樁間土得 以擠密，從而形成復(fù)合地基。但是我們要注意一點，不能使用粗顆粒的砂、石或其它透 水性材料填入樁孔內(nèi)。第五、采用預(yù)浸水法處理地基問題。預(yù)浸水法是在工程項目開展前，對濕陷性黃土地大 面積進行浸水活動，保證黃土地在飽和自重力作用下，發(fā)生濕陷產(chǎn)生壓密，來消除全部 黃土層的自重濕陷性和深部土層的外荷濕陷性。預(yù)浸水法的使用一般適用于濕陷性黃土 厚度大、濕陷性強烈的自重濕陷性黃土場地。同時為了不影響

12、建筑物的安全，在空曠的 新建區(qū)域更為適用。結(jié)語處理濕陷性黃土地基地基問題方法有很多，因為地區(qū)的不同，黃土濕陷程度不同，所使 用的方法也有所區(qū)別，因此，在實際的工作中要根據(jù)地基土質(zhì)和結(jié)構(gòu)物的不同，選取正 確的方法進行地基處理。濕陷性黃土工程性質(zhì)特殊，按照工程建設(shè)需要和經(jīng)濟水平進行 恰當(dāng)?shù)牡鼗幚矸椒?，有著重要的意義。參考文獻：劉保健、支喜蘭、謝永利、張衛(wèi)兵公路工程中黃土濕陷性問題分析姜蕾關(guān)于濕陷性黃土地基處理問題分析劉佳、薛塞光換土法處理深厚層濕陷性黃土地基劉祖典郭增玉黃土的工程地質(zhì)特征及分類命名達瓦黃土的工程特征及濕陷性評價案例趙耀文黃土地區(qū)地基處理技術(shù)及其施工工藝綜述曾力、張磊奇、陳玉同黃土地區(qū)工程地質(zhì)評價分析周建新、徐云博黃土地區(qū)工程勘察關(guān)鍵問題探討馮沛濤黃土濕陷性的危害及其處理措施趙艷伏、李閣基于濕陷性黃土地基處理問題解析魏俊、范禮