淺談濕陷性黃土地基的處理

淺談濕陷性黃土地基的處理【摘要】濕陷性黃土指飽和的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的黃色土，表現(xiàn)為在自重壓力或自重壓力與附加壓力作用下，受水浸濕后，土的結(jié)構(gòu)迅速破壞，發(fā)生顯著下沉的現(xiàn)象，從而對結(jié)構(gòu)物帶來危害，使路基及結(jié)構(gòu)物大幅度沉降、折裂、傾斜，嚴重影響其安全和使用?！娟P(guān)鍵詞】濕陷性；黃土地基；處理一、 概述黃土主要分布在我國陜西、甘肅、山西大部分地區(qū)，華北、西北、東北等少數(shù)地區(qū)也有分布。它是一種在第四紀時期形成的、顆粒組成以粉粒為主的黃色或褐黃色粉狀土。適用范圍本工法適用于濕陷性黃土地段的路基。工藝原理二、 濕陷性黃土地基的處理方法通常采取攔截、排除地表水的措施，防止地表水下滲，攔截、引導地下水的方法，以達到減少地基濕陷下沉的目的。若地基土層有強濕陷性或較高的壓縮性，且容許承載力低于路堤自重力時，應(yīng)考慮地基在路堤自重和活載作用下所產(chǎn)生的壓縮下沉。除采用防止地表水下滲的措施外，因地制宜采取墊層法、強夯法、灰土樁擠密法、深層攪拌樁法、干振擠密碎石樁法等措施對地基進行處理。（一）干振擠密碎石樁干振擠密碎石樁是利用振動式打樁機，使沉管不斷振動和反插，制成密實的碎石樁柱體，碎石樁與樁周土互相擠密，形成碎石樁復(fù)合地基。由于碎石樁強度比原地基高，又使樁周土互相擠密，這樣形成的復(fù)合地基就具有較高的強度和較小的壓縮性，達到加固軟土地基的目的。其主要優(yōu)點是造價較低、工效高、不受季節(jié)限制、加固效果好，適用范圍廣等，因而被廣泛應(yīng)用。適用條件適用于不排水抗剪強度為15?20kpa地基的處理，最大加固深度為15m，加固后復(fù)合地基承載力可達200kpa。成樁及加固機理通過機械振動擠壓成孔，并將碎石壓入軟土中，使原狀土受擠壓產(chǎn)生徑向位移，土體顆粒重新排列，土的孔隙減小，密實度提高，同時碎石樁還置換了一部分軟土，形成碎石樁柱。碎石樁是柔性的離散體，按等量變形原則，樁及樁周土構(gòu)成復(fù)合地基，共同承受上部荷載，由于樁體的壓縮模量比樁間土大，所以通過基礎(chǔ)傳給復(fù)合地基的外加壓力，隨樁及樁間土的等量壓縮，應(yīng)力會集中到樁體上，樁間土應(yīng)力相應(yīng)減少，因此比天然地基具有更大的承載力和抗剪強度。由于樁柱體形成了垂直排水通道而加快地基的排水固結(jié)作用，從而加快地基沉降，促使土體達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。施工中應(yīng)注意的問題造孔直徑不能太大。如成孔太大，樁間土難以擠密且浪費材料。應(yīng)按照“擠密碎石樁穿透軟土層并深入持力層內(nèi)50cm”的原則來施工?？刂瞥蓸稌r或制樁時密實電流與成孔時密實電流之相對差值。按規(guī)范在砂土地基中，密實電流應(yīng)為40?50a,但實際操作中，經(jīng)過多次試樁，發(fā)現(xiàn)樁尖密實電流難以達到，建議采取分段控制。除樁頂以上部位外，密實電流達到設(shè)計要求的規(guī)定值時，必須留振一段時間，留振時間10-30S為宜，確保樁體的密實性。（二）灰土和素土墊層（淺層）法將基底以下濕陷性土層全部挖除或挖至預(yù)計的深度，然后以灰土或素土分層回填夯實。墊層厚度一般為1.0?3.0m。它消除了墊層范圍內(nèi)的濕陷性，減輕或避免了地基因附加壓力產(chǎn)生的濕陷，可以使地基的自重濕陷表現(xiàn)不出來。墊層法根據(jù)施工方法不同可分為土墊層和灰土墊層，當同時要求提高墊層土的承載力及增強水穩(wěn)定時，宜采用整片灰土墊層處理，經(jīng)這種方法處理的灰土墊層的地基承載力可達到300kpa（素土墊層可達200kpa）且有良好的均勻性，其施工控制及注意事項：對于含水量較大的地基土，或曾局部基坑進水者，要采取相應(yīng)的措施（如涼曬等），嚴格控制灰土（或素土）的最佳含水量，對接近最佳含水量時，寧小勿大，偏大時土體強度則顯著下降，變形明顯增大。墊層處理的寬度要達到規(guī)范要求，使碾壓設(shè)備能充分碾壓到位，要注意壓實機械做的功與填土的密實度并不成正比，當土質(zhì)含水量一定時，起初土的密實度隨壓實機械所做的功的增大而增加，當土的密實度達到極限時，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，含水量過高的地區(qū)形成翻漿，從而出現(xiàn)滲漏。灰土墊層法是采用消石灰與土的2:8或3:7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)量必須要嚴格控制好灰土的拌制比例。（三）強夯法強夯法亦稱動力固結(jié)法，是利用起重設(shè)備將夯錘提升到一定高度，然后自由落錘，利用夯錘自由下落時的沖擊能來夯實土層表面，重復(fù)夯打使淺層地基土或分層填土夯實，形成一層較為均勻的硬殼層，從而使地基得到加固。這種方法加固地基速度快，效果好，投資省，是當前最經(jīng)濟簡便的地基加固方法之一，其施工控制及注意事項：首先在設(shè)計階段，應(yīng)考慮濕陷性黃土處于哪一種類別、等級，以及場地等因素，因為強夯的夯擊能量，夯點布置，夯擊深度，夯擊次數(shù)和遍數(shù)等因場地而異，土的含水量、孔隙比及夯擊的單位面積夯擊能對濕陷性黃土的強夯有效加固深度起著重要的作用。正式施工前應(yīng)做強夯試驗（試夯）。根據(jù)勘察資料、建筑場地的復(fù)雜程度、建筑規(guī)模和建筑類型，在擬建場地選取一個或幾個有代表性的區(qū)段作為試夯區(qū)。試夯結(jié)束待孔隙水壓力消散后進行測試，對比分析夯前、夯后試驗結(jié)果，確定強夯施工參數(shù)，并以此指導施工。由于強夯影響深度內(nèi)土的含水量差異，會導致局部處理效果不佳，對于此種情況必須采取土的增濕或減濕措施，以免出現(xiàn)橡皮土情況。如有此種情況，應(yīng)立即停止夯擊，當涼曬一定時間后，在夯擊坑內(nèi)加入碎石類的粗骨料，繼續(xù)夯擊。（四）深層攪拌樁法探層攪拌樁是復(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。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)，使水泥有一定的強度，從而使地基土達到承載的要求。現(xiàn)場施工中應(yīng)勤于檢查，嚴格監(jiān)督。深層攪拌樁屬于一種柔性樁，樁身檢測較困難，施工時質(zhì)量有疏忽，就可能發(fā)生斷樁現(xiàn)象。目前用低應(yīng)變動測法檢測攪拌樁的質(zhì)量得到了肯定，可用此法或結(jié)合抽芯取樣檢測法控制質(zhì)量。三、結(jié)語濕陷性黃土地基處理的方法很多，應(yīng)區(qū)分不同的地區(qū)、不同的地基土質(zhì)和不同的結(jié)構(gòu)物，經(jīng)過現(xiàn)場取樣，以試驗數(shù)據(jù)進行分析，判定屬于自重濕陷性黃土還是非自重濕陷性