引言
湿陷性黄土广泛分布于东北、华东、华中和西北地区。随着我国“一带一路”倡议的推进,湿陷性黄土地区的道路、管道、建筑等工程数量迅速增加,湿陷性黄土地基病害更加突出,严重威胁着这些工程的安全性和耐久性。湿陷性黄土地基引起的工程危害会受到湿陷性黄土地层厚度、浸水量、上部荷载大小等内外因素的影响,这对湿陷性黄土地区的岩土工程勘察和地基处理提出了更高的要求。目前,在实际工程中,对湿陷性黄土地基仍有大量未知调查和不合理处理,导致湿陷性黄土地基引起的工程病害频发。因此,进一步探索湿陷性黄土地区地基处理的要点,对湿陷性黄土地区的工程建设具有重要意义。
1湿陷性黄土地基概述
湿陷性黄土是含水量高、承载力低、孔隙度大的常见软土。它是一种整体密度高但结构不稳定的黄土。在水的自然侵蚀、自重应力或复土层的额外应力作用下,土层的原有结构将被破坏,出现明显的蠕变。但是,不同地区的定居程度和折叠翼的大小各不相同。弹性地基是当今建筑工程中常见的情况。根据中国折叠式黄土工程地质区划的草图图,该地质特征分布面积非常大,高达60平方公里。
2湿陷性的影响因素
(1)形成期:总体而言,黄土从地球表面排列成完整的土壤剖面,第一层适度湿润;第二层黄土略湿;黄土的第三层和底层免耕。上述三层分布不均。(2)密度:黄土密度一般较低。密度越高,土壤密度越高,孔隙越小,黄土湿度也相应降低。(3)粘接颗粒含量:粘接颗粒为粒径小于0.005毫米的细颗粒。黄土中含粘接颗粒越少,湿度越高;反之,湿度越低,黄土包含的粘性颗粒就越少。(4)孔隙:黄土真空包括开放和封闭空间。许多专家研究了黄土孔隙对湿度的影响。一般来说,黄土的孔隙越大,黄土的湿度越大,土壤质量越不稳定。(5)形成过程:黄土形成过程中的许多因素在形成后可能对湿黄土产生很大影响。其中黄土形成时间和形成过程中渗水次数影响较大。因此,黄土形成过程的研究在黄土湿度研究中尤为重要(6)含水量:一般来说,黄土含水量较少,含水量通常在10%至30 %之间。饱和黄土通常没有水分,因为含水量越大,对结构的抵抗力就越弱,而且受外力的影响,对湿度的抵抗力就越弱。(7)压力:黄土上方施加的压力越大,黄土越潮湿。但是,压力越大,黄土湿度越低。(8)压缩性:在潮湿黄土地区建造工程时,必须考虑土壤湿度对地基的破坏作用。黄土潮湿地区的土壤处理特别重要,因为它可能对土壤造成额外压力,可能导致地基不稳定变形,并对建筑项目和安全构成重大风险。
3大型场区湿陷性黄土地基处理技术研究
3.1加强施工前勘察分析工作
在对湿陷性黄土进行处理时,需要做好勘察工作,利用仪器设备等进行全面观测,分析湿陷性黄土结构特征、力学特征和颗粒状况,明确其等级,针对具体等级采用对应措施和处理技术,解决湿陷性黄土地基可能出现的诸多问题,有效提升地基整体稳定性和强度,充分发挥湿陷性黄土地基处理技术价值。
3.2精确计算湿陷性黄土地质问题
湿陷性黄土地基处理技术的应用和实施,应当以数据收集、分析与处理为前提,结合施工条件、人员条件、资金等实际情况,最大限度发挥湿陷性黄土地基处理技术作用。一方面,严格遵守国家地质相关标准,如天然水含量、孔隙比、力学性质指标、内聚力、承载力等,另一方面,在实际施工中,利用统计学方法进行科学分析,形成湿陷性黄土物理指标专门报告,为建筑工程施工提供详实精确的数据支撑。
3.3湿陷性黄土地区的地基处理方法
3.3.1预浸水法
对于自重湿陷性黄土地基的处理,可以利用其本身的自重湿陷特征,在建筑工程施工前,做好地基的浸水处理,确保其能够在自重作用下完成湿陷沉降变形,然后再进行建筑施工。一般来讲,预浸水法能够对土层厚度超过10m、自重湿量超过50cm的湿陷性黄土地基进行处理,但这种方法适用于处理的黄土厚度小于6m的土层,因其自重压力偏低,仍然具有一定的湿陷性,必须做进一步的处理才能确保地基的稳定性和承载能力。
3.3.2换填垫层法
换填垫层法简单来讲,是将湿陷性土层挖除,利用素土或灰土进行回填,配合分层夯实的方式来对地基进行加固。在进行换填的过程中,根据实际情况,可以选择局部换填或整片换填,适用于地下水位以上的地基处理。在对地基进行加固前,必须确定最佳掺灰比例,一般情况下,石灰掺量比例约为6%。在石灰土换填完成后,地基强度可以得到显著提升。但是,从实际施工角度来看,换填垫层加固法需要对大量土方进行开挖,工程量大且施工周期长,会对周边环境造成一定影响。
3.4施工方法
(1)夯点测设。首先对场地进行平整,测量地面高程,根据项目设计图布置夯点,并在地面标出夯点位置。(2)夯机就位。夯机到达作业面,根据每次夯击的夯击能确定夯锤落距,进而调整脱钩装置。每次夯击能发生变化时都需要对装置进行重新的调整和控制。(3)第一遍点夯。将网格点划在施工现场平面内,当强夯设备全部就位后,按照所规划好的施工参数展开强夯。每完成一次夯击后,测量并记录单击夯沉量与累计夯沉量,通过对所有记录数据进行分析,再定更准确的控制标准。点夯时强夯机沿夯点线成梅花形行进,跳行跳点施工。(4)第二遍点夯。第一遍点夯全部完成后,根据要求,两周后开始第二遍点夯,由于第一遍与第二遍点夯的夯点布置不同,在第二遍点夯前需要再进行一次定位放线,同样用白灰做出标记,定位第二遍夯点位置。第二遍点夯与第一遍点夯的施工方法一样。施工过程中,技术人员同样需要对施工关键参数随时进行检测与记录,第二遍点夯结束后,对场地进行平整。其中,技术人员在点夯的过程中应该按同一标准记录对施工参数进行测量和记录,这些数据包括:单击夯沉量与累计夯沉量,夯点原始高程、夯点最终高程、强夯能级(夯锤重量、底面积、落距)、夯击次数、夯击遍数、强夯间歇时间等;除此以外,还应该拍照进行记录,方便后续工作的开展。(5)满夯。按要求完成以上两遍点夯后,必须对地面进行整平,然后采用小的夯击能量完成满夯。满夯时,夯锤与夯锤之间有1/4的搭接面积,在每个满夯点位夯击一次,然后在完成后对场地的高程进行测量。(6)地基检测。在强夯施工完成后,根据现场实际情况,进行地基承载力检测,测得地基承载力不能小于180kPa。
结束语
总而言之,针对湿陷性黄土地基,一般工程采用强夯法不仅能有效提高地基承载力,而且造价低,施工方便,是较适合湿陷性黄土的地基处理方法。
参考文献
[1]王孜.综合管廊湿陷性地基处理方案研究[J].建材与装饰,2019(31):5-6.