浅谈岩土工程施工湿陷性黄土地基的处理方法.doc

1、1浅谈岩土工程施工湿陷性黄土地基的处理方法摘要本文阐述了湿陷性黄土的工程特性及湿陷变形指标，并且分析了岩土工程施工湿陷性黄土地基的处理方法。 关键词岩土工程施工；湿陷性黄土；地基处理 湿陷性黄土是我国一种主要的、分布较为广泛的区域性土湿陷性黄土使一种特殊性质的土，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，故在润陷性黄土场地上进行建设，应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度，采取以地基处理为主的综合措施，防止地基湿陷对建筑产生危害。 1.湿陷性黄土的工程特性 1.1 湿陷性黄土的颗粒组成 我国湿陷性黄土的颗粒主要为粉土

2、颗粒，占总重量约 60%70%，而粉土颗粒中又以 0.005mmO.01mm 的粗粉土颗粒为多，占总重约40.60%，小于 0005mm 的粘土颗粒较少，占总重约 14.28%，大于001m 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。2.2 湿陷性黄土的压缩性 压缩性反映地基土在外荷载作用下产生压缩变形的大小。对湿陷性2黄土地基而言，压缩变形是指地基土在天然含水量条件下受外荷载作用时所产生的变形，它不包括地基土受水浸湿后的湿陷变形。 一般在中更新世末期和晚更新世早期形成的湿陷性黄土多为中等偏低，少量为低压缩性土；晚更新世末期和全新世黄土多为中等偏高，有的甚至为高压缩

3、性土，新近堆积黄土的压缩性多数较高。 1.3 湿陷性黄土的抗剪强度 在浸水过程中，黄土湿陷处于发展状态，此时，土的抗剪强度降低最多，但当黄土的湿陷压密过程已基本结束，此时土的含水量虽然很高，但抗剪强度却高于湿陷过程。因此，湿陷性黄土处于地下水位变动带时，其抗剪强度最低，而处于地下水位以下的黄土，抗剪强度反而高些。 2.湿陷性黄土湿陷变形的主要指标湿陷系数 湿陷系数是单位厚度土样在土自重压力或自重压力与附加压力共同作用下浸水所产生的湿陷量。它的大小反映了黄土对水的敏感程度，湿陷系数越大，表示土受水浸湿后的湿陷量越大，因而对建筑物的危害越大，反之，则小。 湿陷性黄土湿陷系数一般通过室内压缩仪进行测

4、试，并按下式计算湿陷系数的 。 式中： 为土样在压力 p 作用时下沉稳定后的高度； 为上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度； 为土样的原始高度； 为土样在压力 p 作用下下沉稳定后的孔隙比； 为上述加压稳定后土样在浸水作用下下沉稳定后的孔隙比； 为土样的原始孔隙比。 3湿陷系数在工程中主要用于：1）判别黄土的湿陷性；2）鉴别湿陷性黄土湿陷性的强弱；3）预估湿陷性黄土地基的湿陷量。 3.岩土工程施工湿陷性黄土地基的处理方法 3.1 垫层法 湿陷性黄土地基处理中所用的垫层法实际上是开挖置换法，或称换土垫层法。这种方法是将基底下的湿陷性黄土全部或部分挖除，然后用素土或灰土分层夯实做成

5、垫层，以便消除地基的部分或全部湿陷量，并可减小地基的压缩变形和渗透性，提高地基承载力。适用于地下水位以上土层厚度 13m。就地基处理范围而论，可将其分为局部垫层和整片垫层。当仅要求消除基底以下 13m 湿陷性黄土的湿陷量时，宜采用局部或整片土垫层进行处理；当同时要求提高承载力或增强水稳性时，宜采用局部或整片灰土垫层进行处理。一般情况下，垫层的分层铺填厚度可取 200300mm。为保证分层压实质量，应控制机械碾压速度。垫层的施工质量必须分层检验，应在每层的压实系数符合设计要求后铺填上层土。 垫层施工应根据不同的换填料选择施工机械。粉质粘土、灰土宜采用平碾、振动碾或羊足碾，中小型工程也可用蛙式夯、

6、柴油夯。砂石等宜用振动碾。粉煤灰宜采用平碾、振动碾、平板振动器、蛙式夯。矿渣宜采用平板振动器或平碾，也可采用振动碾。其施工要点如下：（1）垫层施工中关键是将填料加密到设计要求的密实度。 （2）铺筑前，应先行验槽。浮土应清除，边坡必须稳定，防止塌土。 （3）开挖基坑铺设垫层时，必须必须避免扰动软弱土层的表面，否则坑底土的结构在施工时遭4到破坏后，其强度会显著降低，以致在建筑物荷重的作用下，将产生很大的附加沉降。因此，基坑开挖后应及时回填，不应暴露过久或浸水，并防止践踏基坑。 （4）垫层底面应铺设在同一标高。 （5）捣实垫层时，应注意不要破坏基坑底面和侧面土的强度。 3.2 挤密桩法 挤密桩法适用

7、于处理地下水位以上的湿陷性黄土地基，施工时，先按设计方案在基础平面位置布置桩孔并成孔，然后将备好的素土（粉质粘土或粉土）或灰土在最优含水量下分层填入桩孔内，并分层夯（捣）实至设计标高止。通过成孔或桩体夯实应注意的是，不得用粗颗粒的砂、石或其它透水性材料填入桩孔内。灰土挤密桩是利用锤击打入或振动沉管的方法在土中形成桩孔，然后在桩孔中分层填入素土或灰土等填充料，通过这一挤密过程，从而彻底改变土层的湿陷性质并提高其承载力。 在土中挤压成孔时，桩孔内原有土被强制侧向挤出，使桩周一定范围内土层受到挤压，扰动和重塑，使桩周土孔隙比减小，土中气体溢出，从而增加土体密实程度，降低土压缩性，提高土体承载能力。从

8、桩孔边向四周加密试验证明沉管对土体挤密效果可以相互叠加，桩距愈小，挤密效果愈显著。 3.3 强夯法 强夯法的加固原理是利用夯锤自由落下产生的冲击波使地基密实。强夯加固过程是瞬时对地基土体施加一个巨大的冲击能量，使土体发生一系列的物理变化，如土体结构的破坏或排水固结、压密以及触变恢复等过程。其作用结果是使一定范围内的地基强度提高、孔隙挤密。强夯5理论认为：压缩波大部分通过液相运动，使孔隙水压力增大，同时使土粒错位，土体骨架解散，而随后的剪切波使土颗粒处于更加密实的状态。我国目前在湿陷性黄土地区应用强夯进行地基处理，取得较成功的经验，夯击能量已超过 8000KNm，其对地基的影响深度按梅纳公式进行

9、计算： 式中：H 为影响深度，m；Q 为重锤，KN；h 未落距，m； 为修正系数，据不同条件（地质、物理力学性能、孔隙率等）可取 0.30.7;g 为重力加速度。 在湿陷性黄土场地各夯击点的夯击数可按最后一击夯沉量等于36cm 来确定，一般达 69 击，稍湿的湿陷性黄土没有或有很少自由水，在强夯过程中不存在孔隙水压力消散的问题。无需像夯击饱和土那样要采用间歇多变的夯击方式，可以在一个夯位上连续夯到所需击数，而后在移到下一个夯位上，依次一遍夯实，强夯对湿陷性黄土土湿陷性的消除效果明显，一般可达 8-10m。 强夯法的施工程序为：清理平整场地，测设路线中边线及平整后地面高程，测定原状土样的天然密度。放线布点，采用正三角形布设，并用白灰作出明显的标记。起重机就位，使夯锤对准夯点位置，并测设夯前锤顶高程。将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。按设计规定及试夯测试结果控制夯击次数和标准。推6土机推平夯坑，测量场地高程。 在试夯得出的间歇时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能满夯，将表层松土夯实，并测量夯后场地高程。 参考文献 1孟庆斌,张斌.湿陷性黄土地基的处理与应用J.煤炭工程.2010(07)v 2余莉娜,张淑珍.湿陷性黄土地基处理方案的优选与应用J.陕西建筑.2009(12)