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1、濕陷性黃土地基濕陷機(jī)理及地基處理方法［摘要］本文通過濕陷性黃土地基的濕陷性以及濕陷機(jī)理分析，對濕陷類別和等級的判別，提出對濕陷性黃土地基處理的方法及質(zhì)量檢測與控制在TRANBBS施工中的建議。關(guān)鍵詞：濕陷性黃土；濕陷機(jī)理；地基處理；質(zhì)量控制 1前言 濕陷性黃土泛指飽和的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的黃色土，在自重壓力或自重壓力與附加壓力作用下，受水浸濕后，土的結(jié)構(gòu)迅速破壞，發(fā)生顯著下沉的現(xiàn)象。它的這種特性，會對結(jié)構(gòu)物帶來不同程度的危害，使路基及結(jié)構(gòu)物大幅度沉降、折裂、傾斜，嚴(yán)重影響其安全和使用。 2黃土的濕陷機(jī)理
2、濕陷性黃土按其濕陷機(jī)理可分為高可溶鹽的濕陷性黃土和高空隙率的濕陷性黃土，由于這兩類濕陷性黃土的濕陷性機(jī)理不同，因此應(yīng)對濕陷性黃土地基有可靠的鑒定和正確的認(rèn)識，并采取必要的工程措施防止或消除它的濕陷性。濕陷性黃土除了具備黃土的一般特征外，粒度成份以粉土顆粒為主，約占50%以上，具有肉眼可見的孔隙，它呈松散、多孔結(jié)構(gòu)狀態(tài)，孔隙比很大，天然剖面上具有垂直節(jié)理，含可溶鹽(碳酸鹽、硫酸鹽類等)較多。垂直大孔性、松散多孔結(jié)構(gòu)和遇水即降低或消失的土顆粒間的加固凝聚力是它發(fā)生濕陷的內(nèi)部因素，而壓力及水是外部條件。關(guān)于黃土濕陷性的鑒
3、別，地基濕陷程度的判別，可以室內(nèi)壓縮實(shí)驗(yàn)為主，并以此提出工程上評價濕陷性的定量指標(biāo)。濕陷系數(shù)δs。如圖1 圖1黃土壓縮實(shí)驗(yàn)曲線式中：h0—土樣的原始高度(m)；hp—土樣在無側(cè)向膨脹條件下，在規(guī)定實(shí)驗(yàn)壓力P的作用下壓縮穩(wěn)定后的高度(m)；hp′—對在壓力作用下的土樣進(jìn)行浸水到達(dá)濕陷穩(wěn)定后的土樣高度(m)。濕陷系數(shù)δs為單位厚度土層由于浸水在規(guī)定壓力產(chǎn)生的濕陷量，它定量地表示了土樣所代表黃土層的濕陷程度，所以規(guī)范規(guī)定，在一定壓力作用下，δs≥0.015時應(yīng)定為濕陷性黃土，否則應(yīng)定為非濕陷性黃土。另外，黃土
4、的濕陷性與所受的壓力大小有關(guān)，使黃土產(chǎn)生濕陷臨界壓力稱為濕陷起始壓力Ps不同的黃土其Ps不同。若Ps小于上覆土的飽和自重時，則該土層在上覆土層自重壓力的作用下受水即刻發(fā)生濕陷，稱為自重濕陷性黃土。如果土的Ps大于上覆土的飽和自重，則土層在上覆土自重壓力作用下，并不發(fā)生濕陷，稱為非自重濕陷性黃土。自重濕陷性黃土受水浸濕后，濕陷現(xiàn)象比較明顯且嚴(yán)重，在自重濕陷地區(qū)發(fā)生的結(jié)構(gòu)物事故較多，特別是我省隴東、隴西地區(qū)。 為了正確反映濕陷性黃土地層的濕陷程度，并聯(lián)系結(jié)構(gòu)物和地基實(shí)際，合理地采用有效的防護(hù)措施，可用地基內(nèi)各土層的濕
5、陷系數(shù)，求得地基的計算濕陷量△s。△s＝∑δsi﹕i·hi式中：δsi﹕i—地基內(nèi)第I層濕陷性黃土的濕陷系數(shù)；hi—第I層濕陷性黃土的厚度(m)。濕陷性黃土地基的濕陷等級如表1。表1濕陷性黃土地基的濕陷等級地基的計算濕陷量(m)濕陷等級0.05＜△s≤0.15Ⅰ0.15＜△s≤0.35Ⅱ△s＞0.35Ⅲ△s只是濕陷性黃土地基的定性指標(biāo)，它并不代表地基的真實(shí)濕陷量。由于我國黃土上部土層的濕陷性比下部土層大，而地基上部土層受水浸濕的可能性又較大，因此在上式中地基的計算濕陷土層厚度一般定為從基底算起至其下5m為
6、止。由于被地下水浸泡的那部分黃土層一般不具有濕陷性，當(dāng)5m內(nèi)已見地下水，則算至平均年地下水位為至。在5m深度內(nèi)如有非濕陷性黃土層，則不將此層土的濕陷量累計在內(nèi)。濕陷性黃土地基的濕陷等級越高浸水后可能產(chǎn)生的濕陷量就越大，對結(jié)構(gòu)物的危害也越大，因此TRANBBS設(shè)計措施要求也越高。 另外，我國建筑規(guī)范還規(guī)定當(dāng)基底下面土層包含有自重濕陷性黃土，可按下式判別是否屬自重濕陷性地基。△zs＝∑δ2si·hi式中：△zs—地基的計算自重濕陷量(m)；﹝si—第I層土在上覆土的飽和自重壓力下，測得自重濕陷系數(shù)；hi—第I
7、層土的厚度(m)。上式計算深度可自基礎(chǔ)底面算至基下10m為止。但其中△zs﹝s＜0.015的土層不累計。 根據(jù)大量的室內(nèi)外試驗(yàn)對比確定，當(dāng)△zs≤0.07m時可定為非自重濕陷性黃土地基；△zs＞0.11m時為自重濕陷性黃土地基；△zs為0.07—0.11m時，可結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。 在黃土地區(qū)修建結(jié)構(gòu)物，應(yīng)首先考慮選用非濕陷性黃土地基，它較經(jīng)濟(jì)可靠，如確定基礎(chǔ)位于濕陷性黃土上，則應(yīng)盡量利用非自重濕陷性黃土地基，因?yàn)檫@種地基的處理與自重濕陷性黃土地基相比，要求較低。 3濕陷性黃土地基的處理方法 濕
8、陷性黃土地基處理的方法很多，在不同的地區(qū)，根據(jù)不同的地基土質(zhì)和不同的結(jié)構(gòu)物，地基處理應(yīng)選用不同的處理方法。在勘察階段，經(jīng)過現(xiàn)場取樣，以試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)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、類別后，通過經(jīng)濟(jì)分析比較，綜合考慮工藝環(huán)境、工期等諸多方面的因素。最后選擇一個最合適的地基處理方法，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后，
