湿陷性黄土地基处理方法研究.pdf

334?
研究与探讨
混陷性黄土地基处理方法研究
李本
(中铁二十局集团第二工程有限公司,映西西安710500
摘要:本文介绍了湿陷性黄土的概念与特点,对湿陷性性变化,如果黄土的密度很大,则上体不再具有湿陷性。
黄土的成因、湿陷机理、变化规律及湿陷性评价指标进行了研
(4)湿陷性黄土的湿陷性评价指标。黄土土体的湿陷性等
究,并对湿陷性黄土的地基处理方法作了阐述,以供参考
级,可以用D来表示。D表示単位厚度的黄土在受到水作用
关键词:湿陷性黄土;地基处理;方法
下,受到规定压力发生的湿陷变形,可以对上体代表的湿陷性
等级进行定量标识,地质上对于上的湿陷性系数也有明确的
划分方法,如某D的数值大于0.015,则判断为混陷性黄土,
湿陷性黄土指在上覆上的自重应力作用下,或在上覆土如果D的数值小于0.015,则判断为非湿陷性黄土,湿陷性黄
的自重应力与外荷引起的附加应力的共同作用下,受水浸混土的等级在0.015~0.03之间的称为轻微湿陷黄土,0.03
后土的结构迅速破坏,并产生显著附加下沉的天然黄土。由于0.07之间的黄土称为中等湿陷性黄土,而大于0.07系数的
湿陷变形往往是局部的、突然发生的,而且通常很不均匀,对黄土称为强烈湿陷性黄土,在实际检测中,也常常以沉陷量是
公路路基、构造物等破坏很大,危害严重,必须进行准确评价
査大于70mm来衡量场地的湿陷性,在黄土地区进行工程建
科学处理
设,最先要考虑的就是使用非湿陷性黄土做地基,如某工程的
1湿陷性黄土的概念与特点
规划场地位于湿陷性黄土上,则应当尽量避免采用自重湿陷
黄土具有在水的浸润作用下,土质结构迅速被破坏,土体性黄土,而是要采用非自重湿陷性黄士,因为后者的要求要稍
分子之间的粘聚力迅速消失的特点,如果黄土地基上作用有微低一些
荷载,那么这部分土体就会发生变形、沉降等现象,土体的强
3湿陷性黄土地基的处理方法
度也迅速下降,这个特点被称之为黄土的混陷性。黄土的混陷
3.1垫层法
性分为两类,即非自重混陷性黄土以及自重湿陷性黄土
垫层法是一种浅层处治混陷性黄土地基的传统方法,其
湿陷性黄土具有以下特点:首先是湿陷性,湿陷性就是黄土在有因地制宜、施工简便等特点。处理厚度一般为1~3m,超过
泡水之后,土体木身所具有的盐类物质溶解,土体颗粒之间的3m时,挖填方工程量大、施工周期长且质量不易保证,选用时
作用力受到破坏,由于分子之间的间距变大,则很难再结合,应通过技术经济比较。
从而形成类似于蜂窝的结构。同时由于外荷载的作用,结构出
垫层施工时,应先将拟处理的湿陷性黄土全部挖除,并打
现细微裂缝,并迅速沿着土体颗粒之间的间隙发展,贯通,最底夯或压实,然后根据所选材料不同,利用基坑内的黄土或就
终造成上体的剪切破坏与变形,形成湿陷性的特征。共次是膨近挖出的其他粘性上、砂石材料、灰土作填料,在接近最佳含
胀性,黄土泡水之后虽然有些物质会消解,但是土体的体积会水量下分层回填、压实。
增加,当水分蒸发以后,体积又会缩小,这样不断循坏,容易造
3.2强夯法
成土体的崩解并开裂,如果黄土用在路基当中,会严重影响路
强夯法是将1020t(最重可达200t)的重锤起吊到10
基的质量。再次是黄土压缩性低,最佳含水率较高,很难碾压20m(最高可达40m)的高处,再自由下落,对土进行反复强力
密实。最后是黄土的强度较高,基坑开挖如果能保持排水,
夯实,以提高其强度、降低其压缩性,消除湿陷性黄士湿陷性。
坡度的要求较小。
采用强夯法处理湿陷性黄土地基,应先选择代表性路段
2湿陷性黄土的湿陷机理以及湿陷评价
进行试夯或试验性施工,确定夯锤质量、落距、夯点布置、夯击
(1)湿陷性黄土的成因。黄土是陕西、山西等地区的主要次数、夯击遍数等参数,正式施工时以上参数宜与试夯选定的
地貌,其土体是由于风力作用从西边搬运过来的堆积物经过相同。
系列的物理化学反应形成的,属于在地质时期受到过冷暖
强夯法的优点是施工简单、效率高、工期短,处理湿陷性
作用的古代的土壤,土体结构的反应过程最主要的是沉积与效果明显、处理深度较大(一般可达8~10m)。缺点是振动和
固结,在这个变化过程当中,土体的矿物以及土质结构发生了噪声大,在建筑物密集地区和有精密设备的房屋及其他浅基
变化。黄土湿陷性的形成与气候有着密不可分的关系,在干燥础构造物附近,应慎重采用或采取行之有效防振或隔振措施
条件下形成的土体混陷性较强,而在半干半湿的条件下形成
3.3挤密粧法
的土体混陷性较差,在比较湿润的气候条件下形成的土体湿
素土(灰北)挤密桩法是利用成孔时的侧向挤压作用,使
陷性则不明显
桩问土得以挤密,然后将桩孔用素土或灰土分层夯填密实。共
(2)混陷性的机理。湿陷性的机理体现在黄土的力学性质同点是对土的侧向深层挤密加固,其上部荷载由桩体和桩间
方面,黄土在受到水的影响的条件下,其内部的剪切强度超过挤密土共同承担。当以消除地基混陷性为主要日的时,宜选用
了抗剪强度,所以表现为土体的湿陷性。另外,土体在受到水素土柱:当需要提高地基承载力或増强水稳定性时,宜选用灰
的浸泡以后,土颗粒之间的摩擦力与粘结力也受到影响而降土桩。
低,在这种情况下,由于外荷载的作用土体下沉,导致土体湿
采用挤密桩处理陷性黄土地基一殷采用群桩处理。根
陷,最后是黄土在受到水的作用后,土体内部发生了崩解,黄据有关试验实测,相邻两桩间挤密效某产生叠加效应,桩距越
土颗粒之间的相互作用力减小,位置发生了变化,有一部分体小,叠加效应越明显。当然,桩距过小也不经济。同时,土的原
积比较小的颗粒进入了体积比较大的颗粒当中,造成上体受始含水量对挤密效果也有显著影响。当含水量过低时,土呈较
力的不平衡,从而引起土质结构破坏,造成土体湿陷
坚硬状态,塑性小,有效挤密区相应缩小。而含水量过高时,桩
(3)湿陷性黄土变化的规律。随着土体受力的增加,黄土间土挤密效果差,而且成孔时容易出现缩颈、回淤等情況。所
的混陷性系数也在不断加大,当土体受到的压力达到一定的以土的含水量接近其最佳含水量效果最好。施工时,成孔后孔
数量的时候,黄土的混陷性也达到了最大值,在这个情况下,底在填料前必须夯实。填料分层回填夯实时,其压实系数须满
明,只有压力大于混陷性的初始压カ,不超过最高压カ的时増加了挤密桩处治前先对地基进行碾压的工序,效果良な
随着压力的进一步增加,土体湿陷性反而减小,这个试验表足设计要求。在宁夏东毛高速公路湿陷性黄土地基处理时
候,浸水的黄土才会产生湿陷性变形,所以,在建设工程的设
素土(灰土)挤密桩适于处理厚度较大的湿陷性黄上地
计当中,设计压力的时候,应当设计传递到地基当中的荷载小基,处治深度宜为5-15m,在国外有处理深度达18~25m的。
于湿陷性产生的初始压力,或者要大于湿陷性产生的最终压
4预浸水法
力,这样才能够减少湿陷性对于工程的影响
预浸水法是在工程施工前预先对自重湿陷性黄土场地大
另外研究表明,土体的湿陷性随着土壤深度的増加,湿陷面积浸水,使土体在饱和自重压力作用下发生湿陷产生压密,
性慢慢降低,越是深的土体,湿陷性越小,因此工程的性质也以消除全部黄土层的自重湿陷性和深部土层的外荷湿陷性。
就越好。湿陷性也与黄上土体之间的间隙大小有关,间隙越大
浸水前宜通过现场试坑浸水试验确定浸水时间、耗水量
湿陷性就越大,间隙越小则湿陷性越小。在