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湿陷性黄土地区构筑物的地基处理措施

2015-07-15 481 0

 
       引言 
　　在湿陷性黄土地区，对于承载力要求较高的建筑常用的地基处理方法为灰土挤密桩消除湿陷且提高承载力，但随着经济发展越来越多的高层住宅大量出现，灰土挤密桩对地基承载力的提高已经不能满足实际工程中的需求，因此对设计人员提出了许多的新问题和挑战。 
　　一、湿陷性黄土综述 
　　黄土在上覆土层自重应力的作用下，或者是在自重力与附加应力共同作用下，由于受到水的浸湿导致黄土的结构迅速破坏，产生显著的附加下沉变形的土，也就产生了湿陷性黄土，湿陷性黄土广泛的分布于我国的东北、西北等地区。湿陷性黄土不仅具有一般黄土工程的地质特性，同时还具有一些诸如松散多孔、垂直节理发育以及遇水承载力下降等特性，正是由于黄土的特性，那么就必须要对其进行合理的处理，减少对建筑工程的危害。随着社会经济的迅速发展，建筑科技技术也得到了较大的发展，这也导致了构筑物规模的多样性变化，那么必须要积极的采取经济合理的地基处理方法，对黄土进行合理的处理。处理湿陷性黄土地基的时候必须要遵循以下几点原则，第一，采用桩基础穿透全部湿陷性黄土层，或者将地基设置在非湿陷性土层上。第二，由于湿陷是在充分浸水的情况下产生，那么在进行地基处理的时候，应该要特别注意做好构筑物的基础防水和排水措施。第三，消除地基的全部湿陷量，但是这种放到需要在湿陷性黄土厚度较小的时候才能够达到，一般多用垫层法或者挤密法等。 
　　二、湿陷性黄土地基处理方法 
　　1、灰土和素土垫层法 
　　在素土垫层施工前，应将存在问题的基坑进行处理，并安排测量人员控制好槽底标高，对低于设计标高的部位用素土回填至设计标高处并夯实，从基础设计标高处向上45cm为素土垫层，共分三层进行施工，在施工过程中对每层素土的虚铺厚度用红漆进行标记，每层素土虚铺时必须用拉线进行控制平整度及标高。其次采用素土的质量必须符合规范要求，不得含有杂质，粒径不得大于2cm。土的铺摊必须用人工配合小三轮车进行施工，防止由于大型车辆碾压造成槽底出现“橡皮土”现象。每层素土虚铺完成后，用15t碾路机进行碾压夯实，确保素土的最佳含水率与压实度，碾路机碾压的轮距及遍数必须符合规范要求，碾压完成后，对碾压不到的边缘死角部位，用蛙式夯进行补夯。同时，用环刀进行取样，现场测量素土的压实系数，如压实系数不符合设计要求，用碾路机继续进行碾压，直到符合设计要求。 
　　在素土垫层施工完成后，在其表面标高向上1m的位置为3：7灰土垫层，共分六层施工，在施工过程中对每层灰土的虚铺厚度用红漆进行标记，每层灰土虚铺时必须用拉线进行控制平整度及标高。其次采用灰土的质量必须符合规范要求，严格按照3：7的比例进行灰土的拌合，灰土拌合采用机械拌合，拌合过程必须均匀，灰土的铺摊必须用人工进行铺设。人工进行整平，防止车辆在铺好的灰土上面进行碾压，造成碾压后的灰土垫层上表面不平整。灰土铺摊后，要及时对灰土的含水量进行测量，控制好灰土的最佳含水量及最大干密度，对过干的灰土要采取洒水处理，对含水量过大的灰土要进行晾晒，确保压实后的密实度。每层灰土虚铺完成后，用15t碾路机进行碾压夯实，灰土的压实系数，碾路机碾压的轮距及遍数必须符合规范要求，碾压完成后，对碾压不到的边角部位，用蛙式夯进行夯实。同时，用环刀进行取样，现场测量灰土的压实系数，如压实系数不符合设计要求，用碾路机继续进行碾压，直到符合设计要求。 
　　2、预浸水法 
　　预浸水法是指在构筑物开工修建之前，预先对工程基础所处位置的湿陷性黄土场地进行大面积浸水沉降处理，使得这部分土体在比较饱和的自重应力作用下，自行通过发生湿陷行为造成挤压和密实的结果产生，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。为了防止施工场地的周围出现大面积地表下沉或开裂现象，同时也为保护好周边已有构筑物的整体安全，所以使用预浸水法为工程基础处理湿陷性黄土地基时，一定要严防跑水和穿洞的发生，一般这种方法多用于已经清理出来的、相对空旷的新建地区。 
　　3、重锤表层夯实法 
　　该方法也称之为强夯法，其强化和加固地基机理是将一定重量的重锤，以自由落体的运动方式，通过增加一定的垂直落距，对软土地基施以冲击和振动，从而获得密实度增加压实效果，达到消除黄土地基的湿陷性。实际上，重锤击打加固的过程是在瞬时间完成，并反复数次，以求对地基土体施加一个巨大的冲击能量，通过压密以及触变恢复等过程，让土体结构破坏，或固结其储水能力，其作用结果是使一定范围内的地基强度提高、孔隙挤密。 
　　对于含水量饱和度小于60%的黄土地基适合使用重锤表层夯实法来处理。一般采用重量为2.5～3.0t的落锤进行击打，垂直落距控制在4.0～4.5m，该方法理论上可以降低或减轻基底以下1.2～1.8m厚度黄土层的湿陷性。对非自重湿陷性黄土地基，由于其湿陷的起始压力较大，使用落锤夯实发可减少甚至消除黄土地基的湿陷变形。因此在非自重湿陷性黄土场地采用重锤夯实的优越性较明显。 
　　4、深层搅拌桩法 
　　在黄土地区应用较多，用于处理含水量较高的湿陷性较弱的黄土。这种处理方法不仅施工简单便捷，并且施工速度较快，没有振动，并且噪音也比较低。深层搅拌桩法的施工方法有两种，干施工和湿施工。所谓的干施工也就是喷粉桩，利用压缩空气将固化材料通过深层搅拌机械喷入到土中，并进行搅拌而制成，但是对土的天然含水量有一定的要求。湿施工也就是将水泥搅拌成浆后注入土中，水泥浆通过柱塞式泥浆泵强制注入，这种施工方法很少会出现断浆情况，并且在施工中，一般都是采用预搅下沉时喷浆的工艺，保证桩体的均匀性比干湿法好。 
　　5、灰土挤密桩 
　　使用挤密桩前可以采用打桩、钻孔和爆破等方法成孔，成孔后应分层向孔内填充石灰与粉煤灰的混合物，再使用短桩进行打桩，打桩过程中破坏湿陷性黄土的土体孔结构，挤密土体，达到消除土体沉降或减小土体的湿陷性。采用灰土挤密桩法可以消除5～10m内湿陷性黄土的湿陷性，其施工后的效果取决于土体挤密程度，所用挤密桩的桩径和桩距应根据具体试验确定，采用挤密桩时土体的干密度应达到16kN/m3以上。在使用挤密桩减小土体沉降施工时或施工后，应对桩体周边土体采取防水措施，可以使用夯实法或铺盖塑料布等措施。 
　　三、在处理湿陷性黄土地基时应该注意的问题 
　　在进行设计或者施工的时候，必须要采取有效的措施来保证搅拌桩复合地基的各个参数能够达到各自的设计值，否则就会降低设计的可靠度。如果搅拌桩的底端是硬土或者其他情况时，就必须采取设置垫层或者其他方法，保证桩间土发挥较高的强度。在施工过程中为了达到强度的要求，必须要进行反复的搅拌，进行搅拌的目的是为了改善桩体的均匀性，如果在第一次注浆不均匀的时候，可以通过反复搅拌来提高桩体的均匀性。由于桩体的固化材料是需要压缩空气作为载体的，但是气体流速和流量等情况会导致土层受到影响，而这些影响是比较难以调节的，可以采用有自动控制喷浆或者喷粉的施工机械装置，以此来消除人为因素，并在施工过程中进行严格的监督和检查，以保障湿陷性黄土地基的质量。另外，深层搅拌桩是属于柔性桩的，由于对桩身实施检测比较困难，并且若在施工过程易被忽略，将很有可能出现断桩的情况，应采取低应变动测量方法。利用这一方法对搅拌桩身进行测量能够有效的控制桩身的质量。总之，湿陷性黄土地质情况复杂，这就要求施工人员在施工过程中注意各方面的问题，并及时的进行处理，保证构筑物的安全性。 
　　结束语 
　　通过对湿陷性黄土的类型划分和等级判定，可以采取适当的措施来降低或消除黄土的湿陷性。当使用湿陷性黄土作为基底持力层时，由于其在受力后遇水会使土体内部结构发生破坏，将对建筑产生不同程度的破坏，同时也会造成工程事故。因此，在使用过程中要采取一定的措施来降低湿陷性黄土的湿陷性，增大持力层的承载力。 
　　参考文献 
　　[1]唐荣光.湿陷性黄土地基处理的常用方法及应用实例[J].陕西建筑.2011(07). 
　　[2 ] 钱鸿缙等 编.湿陷性黄土地基[M]. 中国建筑工业出版社, 1985 
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