濕陷性黃土地基濕陷機理及地基處理方法

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1、濕陷性黃土地基濕陷機理及地基處理方法［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量檢測與控制在TRANBBS施工中的建議。關鍵詞：濕陷性黃土；濕陷機理；地基處理；質量控制　　1前言　　濕陷性黃土泛指飽和的結構不穩(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，土的結構迅速破壞，發(fā)生顯著下沉的現(xiàn)象。它的這種特性，會對結構物帶來不同程度的危害，使路基及結構物大幅度沉降、折裂、傾斜，嚴重影響其安全和使用。　　2黃土的濕陷機理　　濕陷

2、性黃土按其濕陷機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理不同，因此應對濕陷性黃土地基有可靠的鑒定和正確的認識，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、多孔結構狀態(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、松散多孔結構和遇水即降低或消失的土顆粒間的加固凝聚力是它發(fā)生濕陷的內部因素，而壓力及水是外部條件。關于黃土濕陷性的鑒別，地基

3、濕陷程度的判別，可以室內壓縮實驗為主，并以此提出工程上評價濕陷性的定量指標。濕陷系數(shù)δs。如圖1　　圖1黃土壓縮實驗曲線式中：h0—土樣的原始高度(m)；hp—土樣在無側向膨脹條件下，在規(guī)定實驗壓力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行浸水到達濕陷穩(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時應定為濕陷性黃土，否則應定為非濕陷性黃土。另外，黃土的濕陷性與所

4、受的壓力大小有關，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)象比較明顯且嚴重，在自重濕陷地區(qū)發(fā)生的結構物事故較多，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)系結構物和地基實際，合理地采用有效的防護措施，可用地基內各土層的濕陷系數(shù)，求得地基

5、的計算濕陷量△s。△s＝∑δsi﹕i·hi式中：δsi﹕i—地基內第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，它并不代表地基的真實濕陷量。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為止。由于被地下水浸泡

6、的那部分黃土層一般不具有濕陷性，當5m內已見地下水，則算至平均年地下水位為至。在5m深度內如有非濕陷性黃土層，則不將此層土的濕陷量累計在內。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，對結構物的危害也越大，因此TRANBBS設計措施要求也越高。　　另外，我國建筑規(guī)范還規(guī)定當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層土的厚度(m)。上式

7、計算深度可自基礎底面算至基下10m為止。但其中△zs﹝s＜0.015的土層不累計。　　根據(jù)大量的室內外試驗對比確定，當△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，可結合當?shù)貙嵺`經(jīng)驗確定。　　在黃土地區(qū)修建結構物，應首先考慮選用非濕陷性黃土地基，它較經(jīng)濟可靠，如確定基礎位于濕陷性黃土上，則應盡量利用非自重濕陷性黃土地基，因為這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　　濕陷性黃土地基處理的方法很多，

8、在不同的地區(qū)，根據(jù)不同的地基土質和不同的結構物，地基處理應選用不同的處理方法。在勘察階段，經(jīng)過現(xiàn)場取樣，以試驗數(shù)據(jù)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、類別后，通過經(jīng)濟分析比較，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)化設計后，