摘要:摘要:濕陷性黃土是一種特殊性質的土,在自重壓力或自重壓力與附加壓力作用下,當受水浸濕,土的結構會迅速破壞,并產生顯著附加下沉,因此在濕陷性黃土地基上進行工程建設時
摘要:濕陷性黃土是一種特殊性質的土,在自重壓力或自重壓力與附加壓力作用下,當受水浸濕,土的結構會迅速破壞,并產生顯著附加下沉,因此在濕陷性黃土地基上進行工程建設時,必須考慮因地基濕陷對工程可能造成的危害,選擇適當的地基處理方法,避免或消除地基濕陷所造成的危害。本文探討了幾種常用地基處理方法的適用范圍、應注意事項,以及地基處理方案的確定。
關鍵詞:濕陷性黃土,地基處理方法
1濕陷性黃土
黃土是第四紀堆積物,按其成因分為原生黃土和次生黃土。一般將不具層理的風成黃土稱為原生黃土,原生黃土經過流水沖刷、搬運和重新沉積而形成的為次生黃土,工程界統稱它們為黃土。次生黃土一般具有層理,較原生黃土結構強度要低。黃土在一定壓力作用下,因受水浸濕后土的結構迅速破壞,而發生顯著下沉現象,稱之為濕陷。具有濕陷性的黃土稱為濕陷性黃土,工程界普遍視為特殊土。濕陷性黃土又分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土。在上覆土的自重壓力下受水浸濕,發生顯著附加下沉的濕陷性黃土稱之為自重濕陷性黃土,在上覆土的自重壓力下受水浸濕,不發生顯著附加下沉的濕陷性黃土稱之為非自重濕陷性黃土。濕陷性黃土的變形包括壓縮變形和濕陷變形兩種。壓縮變形是在土的天然含水量下由于建筑物的負荷所引起的,一般地基的壓縮變形很小,大部分在其上部結構的允許變形值范圍以內。不會影響建筑物的安全和正常使用。濕陷變形是由于地基被水浸濕所引起的一種附加變形,往往是局部和突然發生的。而且很不均勻,對建筑物的影響很大,危害性很嚴重。因此,在濕陷性黃土地區的建筑物設計中,為了保證建筑物的安全和正常使用,往往需要采取相應的地基處理措施。
2濕陷性黃土地基處理的常用方法
濕陷性黃土地基處理的目的主要是通過消除黃土的濕陷性,提高地基的承載力。濕陷性黃土地基的處理方法依據《濕陷性黃土地區建筑規范》GB50025-2004推薦有墊層法、強夯法、預浸水法、擠密法。
2.1墊層法
墊層法是將基底下的濕陷性黃土全部或部分挖除,然后用素土或灰土分層夯實做成墊層,以便消除地基的部分或全部濕陷量,并可減小地基的壓縮變形和滲透性,提高地基承載力。這種方法施工簡便,效果顯著,是一種常用的淺層地基處理或部分濕陷性處理方法。
墊層法施工中應注意的問題:
1)鋪筑前,應進行驗槽,清除浮土,保證邊坡穩定,防止塌方。
2)對于地基土含水量較大,或基坑曾局部進水者,要采取相應的措施,嚴格控制土的最佳含水量。
3)墊層處理的寬度要達到規范要求,使碾壓設備能充分碾壓到位。施工中碾壓分層的厚度不宜大于300mm,一般情況下,分層鋪填的厚度可取200~300mm。為保證分層壓實質量,應控制機械碾壓速度。墊層的施工質量必須分層檢驗,應在每層的壓實系數符合設計要求后再鋪填上層土。
4)開挖基坑鋪設墊層時,必須避免擾動軟弱土層的表面,否則坑底土的結構在施工時遭到破壞后,其強度會顯著降低,以致在建筑物荷重的作用下,產生很大的附加沉降。因此,基坑開挖后應及時回填,不應暴露過久或浸水,并防止踐踏基坑。
2.2強夯法
強夯法是利用重錘自由落下,對土體進行強力夯實,以提高其強度,降低其壓縮性。這種方法設備簡單,加固地基速度快,效果好,投資省,適用廣泛,是當前經濟簡便的地基加固方法之一。
強夯法施工中應注意的問題:
1)在施工現場有代表性的場地上選取一個或幾個試驗區,進行現場試夯,并在試夯的過程中加強監測,初步確定強夯參數,提出強夯試驗方案,。
2)強夯施工前,應查明場地內范圍的地下構筑物和各種地下管線的位置及標高等,并采取必要的措施,以免對原有構筑物造成破壞。
3)施工中在要嚴格控制夯擊次數和遍數,及夯擊時間間隔。夯距也不易過小,否則相鄰夯擊點的加固效應將在淺處疊加,影響夯擊能向深處傳遞,對于粘性土,如果夯距太近會使產生的裂隙又重新閉合,孔隙水難以逸出,達不到加固效果。此外要避免出現橡皮土情況。
4)強夯結束后,要進行檢測,判定它的有效加固深度是否達到設計要求。
2.3擠密樁法
擠密樁法是用沖擊或振動方法,把樁管打入原地基,拔出后形成樁孔,然后進行素土、灰土、石灰土、水泥土等材料的回填和夯實,從而達到形成增大直徑的樁體,并同原地基一起形成復合地基。其特點在于不取土,擠壓原地基成孔;回填材料時,夯實材料進一步擴孔。擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土地基,可以用于地基的局部處理或整片處理。此外,由于填入樁孔的材料均屬就地取材,因而比其它處理濕陷性黃土地基的方法造價為低,從而取得很好的效益。工程實踐表明,擠密樁法是一種深層處理濕陷性黃土地基的較好的方法。
擠密樁法施工中應注意的問題:
1)要有切實可行的基本防水措施和檢漏防水措施,防止夯打時樁孔內有滲水、涌水、積水現象。對于場地的排水、屋面的排水、地面防水以及管道敷設等方面設計要合理,施工要嚴格,以免管道漏水對地基產生危害。
2)為防止出現夯打時造成縮徑、堵塞、擠密成孔困難、孔壁坍塌等情況,施工時要控制含水量達到或接近最優含水量,遵守成孔順序,合理控制樁的有效擠密范圍。
2.4預浸水法
預浸水法是利用黃土浸水產生濕陷的特點,在基坑施工前進行場地大面積浸水,使土體產生自重濕陷,消除深層黃土地基濕陷現象的方法。預浸水法的優點是施工簡便和費用低廉,處理范圍廣、深度大、效果好,但工期長和耗水量大,因此,預浸水法只能在具備充足水源、又有較長施工準備時間的條件下采用,且特別適用于自重濕陷性土層厚、自重濕陷性強的黃土場地。
預浸水法施工中應注意的問題:
1)預浸水法浸水影響范圍較大,在影響范圍內易使地表下陷開裂。因此,此法宜用于新建區;在已建區內使用時,要保證浸水坑與已有建筑物之間的凈距,以防止由于浸水影響附近建筑物和場地邊坡的穩定性。
2)當浸水面積過大時,可分段進行浸水。還可在浸水坑內設置滲水孔,以
加快水的滲透。浸水完畢后,在基礎施工前應進行補充勘察工作,重新評定地基的濕陷性,并采用墊層法或夯實法處理上部濕陷性土層。
3 濕陷性黃土地基處理方案的確定
濕陷性黃土地基處理方案的確定要因地制宜,通過技術比較合理選用,地基處理方案的確定可按下列步驟進行:
3.1在勘察階段,經過現場取樣,以試驗數據進行分析,判定屬于自重濕陷性黃土還是非自重濕陷性黃土,以及濕陷性黃土層的厚度、濕陷等級、類別,并搜集詳細的工程地質、水文地質及地基基礎的設計資料。
3.2根據結構類型、荷載大小及使用要求,結合地形地貌、地層構造、土質條件、地下水特征、周圍環境和相鄰建筑物等因素,初步選定幾種可供考慮的地基處理方法。
3.3綜合考慮工藝環境、處理效果、材料來源及消耗、工期等諸多方面的因素,通過認真的技術經濟分析和對比,根據安全可靠、施工方便、經濟合理等原則,因地制宜地選擇最佳的地基處理方法。在選擇過程中,每一種處理方法都有一定的適用范圍、局限性。必要時也可選擇兩種或多種地基處理方法組成的綜合方案。
1)對于基本消除基礎已有土層的濕陷性,土層較薄時采用常用方法有強夯法、墊層法、擠密樁法等,當土層深厚時,可采用預浸水法處理。
2)對于持力層土質好的可以使建筑物基礎穿透濕陷性黃土層,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。
3)充分作好建筑物基礎的防水措施,使基礎濕陷性黃土地基無法浸水,以達到避免地基濕陷的目的。
3.4對已選定的地基處理方法,應按建筑物重要性和場地復雜程度,可在有代表性的場地上進行相應的現場試驗和試驗性施工,并進行必要的測試以驗算設計參數和檢驗處理效果。如達不到設計要求時,應查找原因、采取措施或修改設計以達到滿足設計的要求為目的。
4 結語
在濕陷性黃土場地上進行建設,應根據建筑物的重要性、地基受水浸濕可能性的大小和在使用期間對不均勻沉降限制的嚴格程度,采取以地基處理為主的綜合措施,通過經濟分析比較,綜合考慮工藝環境、工期等諸多方面的因素,選擇一個合適的處理方法,做到安全適用、技術先進、經濟合理,從而防止地基濕陷對建筑產生危害。
參考文獻
[1] 濕陷性黃土地區建筑規范[S].GB50025-2004.北京:中國建筑工業出版社
[2] 建筑地基處理技術規范[S].JGJ79-2012.北京:中國建筑工業出版社
[3] 葉書麟,葉觀寶.地基處理[M].北京:中國建筑工業出版社.2004
[4] 李生蘭.論濕陷性黃土地基處理[J]. 經濟技術協作信息.2009(22).
[5] 劉向榮.淺談濕陷性黃土的地基處理[J].甘肅科技.2008(3)