趙映如
中國能源建設(shè)集團安徽電力建設(shè)第一工程有限公司安徽合肥230000
摘要:濕陷性黃土是一種黃土,在過去復(fù)土的重載應(yīng)力下,或者重載應(yīng)力與附加應(yīng)力共同作用,導(dǎo)致淹沒后土壤的結(jié)構(gòu)破壞,從而產(chǎn)生了巨大的附加變形,廣泛分布在我們西北部。黃土的濕陷能力對工程產(chǎn)生了巨大影響,使?jié)裣菪渣S土地基處理及其理論研究成為西北地區(qū)土木工程領(lǐng)域的重要問題之一。為此,本文分析了濕陷性黃土地基的折疊機理和地基處理方法,僅供參考。
關(guān)鍵詞:濕陷性黃土地基;濕陷機理;處理方法
引言
濕陷性黃土地基濕陷容易引發(fā)建筑物安全問題,需要得到高度重視。在選擇處理方法的過程中,一定要結(jié)合項目的實際情況以及技術(shù)條件選擇最為適合的方法,從而提高施工效率、確保施工質(zhì)量。
1濕陷性黃土地基濕陷機理
濕陷性黃土在我國分布比較廣泛,在黃土面積當(dāng)中占比達到60%左右。濕陷性黃土地基的濕陷機理就是通過黃土的結(jié)構(gòu)特點以及在土質(zhì)當(dāng)中所包含的膠結(jié)物來決定的。在濕陷性黃土的骨架中,大多數(shù)是粉粒以及集粒支撐形成的,其中還有砂礫的存在,這就使得黃土的結(jié)構(gòu)比較松散,空隙相對較大,進而也就容易出現(xiàn)濕陷。與此同時,黃土的形成條件通過都是干旱半干旱形成,換言之土壤當(dāng)中的含水量比較少,那么在長時間的變化中就會出現(xiàn)鹽類物質(zhì)以及膠體物質(zhì),這在一定程度上加固了土質(zhì)結(jié)構(gòu)自身所具備的凝聚力,但是在受到液體的浸潤之后,原本已經(jīng)得到加固的凝聚力就會迅速瓦解,從而也就容易出現(xiàn)濕陷現(xiàn)象。
2濕陷性黃土地基處理方法
科學(xué)處理黃土地基濕陷機理的主要目的是進一步提高土質(zhì),降低黃土地基的可壓縮性和滲漏性。但是,可折疊黃土的形成原因、面積、沉積時間不同,因此基礎(chǔ)的折疊程度和等級類別也有差異。要保證濕陷性黃土地基的處理效果,提高建筑基礎(chǔ)的安全性能和壽命,必須采取相應(yīng)的有效方法來滿足不同的實際施工需要。主要考慮因素包括建設(shè)當(dāng)?shù)氐墓に嚟h(huán)境、項目成本合理性、規(guī)劃期限等,相關(guān)部門應(yīng)綜合分析,然后選擇最合適的處理方法,確保工程質(zhì)量,同時提高經(jīng)濟效益。
2.1強夯法
強夯法是常用的濕陷性黃土地基處理方法(也稱為強夯法),允許多個100kn~400kn錘在6~40米高度自由下落,對黃土地基施加一定沖擊壓力。不飽和點加固可以降低可拆卸黃土地基的壓縮性,逐漸提高其強度,提高抗?jié)裣菪渣S土的液化能力,降低地基彎曲的可能性。在本會話中,應(yīng)用動態(tài)壓縮方法需要仔細觀察固體能量、間距、所需加固深度和壓縮數(shù)量。其中黃土地基加固深度是主要的設(shè)計參數(shù),除了可拆卸黃土自身的土壤質(zhì)量外,還會對地基加固深度(例如樓板高度和錘重)產(chǎn)生很大影響。此外,動態(tài)壓實方法在可拆卸黃土地基中的應(yīng)用,可使地基強度提高2~5倍,壓縮性降低2~10倍,進一步提高地基承載力,強化深度6m~10m?刹鹦饵S土地基工程效率高成本低,提高了整個工程施工的質(zhì)量和水平。
2.2深層攪拌樁法
目前建筑業(yè)處理基本彎曲問題最常用的方法是深層攪拌樁法,該法廣泛應(yīng)用于相對較輕、較潮濕的可彎曲黃土地基。干燥濕度過程是深層攪拌樁法的兩個主要內(nèi)容,該法在壓縮空氣后深層攪拌黃土過程中噴射凝固材料,混合泥漿在濕法過程中注入黃土。主要工作原理是將水泥和黃土混合加入凝固材料,對空氣和水產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng),然后形成難以分解的抗性化合物,從而有效提高可拆卸黃土地基的強度和安全性。另一方面,深層攪拌樁法在施工中比其他黃土塌陷處理方法效率更高,沒有噪聲等問題,因此是不可避免的發(fā)展趨勢。但是,在具體實施期間,干法施工應(yīng)適用于含水量充足的可拆卸黃土地基。否則,水泥干粉容易與樁芯低強度混合,整體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。深層攪拌樁處理在黃土地基沉陷問題中,dJM樁處理方法的有效價值只有在土壤含水量超過30%時才能發(fā)揮。潮濕施工過程中,通過直接符號將泥漿注入土中,有助于預(yù)浸等技術(shù)手段,使得基坑中心的非完全凝固現(xiàn)象很少發(fā)生,比較干燥、較為均勻,效果較好。但是,水泥漿水充足,結(jié)合可折疊黃土地基的水,對樁基礎(chǔ)的強度可能有一定的影響,因此應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)和截水條件,考慮前面的實際應(yīng)用,合理應(yīng)用。
2.3化學(xué)加固法
堿液強化法和單液硅化法是化學(xué)強化法的重要組成部分。其中堿液強化法利用NaOH溶液和黃土本身的金屬陽離子,引起化學(xué)取代反應(yīng),起到強化作用。土壤表面形成金屬化合物后,可以自主激活,形成水泥,提高黃土地基的強度和耐水性。單液硅化法是將濃度和粘性較低的硅酸鈉溶液向土層的內(nèi)部分子注入壓力,并利用化學(xué)反應(yīng)增加可折疊黃土的應(yīng)變,從而產(chǎn)生強化效果。地下水位過高或飽和度達80%以上的黃土基礎(chǔ)與瀝青等化合物混合的基礎(chǔ)不能產(chǎn)生良好的效果,因此不適合化學(xué)強化法,必須選擇與實際相結(jié)合的合理折疊的基礎(chǔ)處理方法。
2.4預(yù)浸水法
為了有效預(yù)防濕陷性黃土地基出現(xiàn)濕陷問題,可以在施工之前通過水去浸濕黃土地基,使得濕陷性黃土地基的自重應(yīng)力在飽和的作用下,消除濕陷性黃土自身所存在的縫隙,進而達到壓實的目的。通常情況下,預(yù)浸水法主要是針對黃土厚度和濕陷性系數(shù)較大的地基進行預(yù)防與處理,通過對這一方法的有效應(yīng)用,可以達到穩(wěn)固地基結(jié)構(gòu)的目標。但是在利用這一方法的過程中容易導(dǎo)致黃土地基的整體性下沉或者開裂,所以一定程度上存在跑水以及安全風(fēng)險,這就要求在利用這一方法的時候選擇空曠的場地。與此同時,預(yù)浸水法的應(yīng)用過程中需要消耗大量的水資源,通常情況下針對1m2的黃土地基都需要5t的水去實施預(yù)浸水,才能達到預(yù)期效果。這就要求實施預(yù)浸水法的過程中,一定要確保水源的充足,進而確保處理過程的順暢。
2.5復(fù)合地基靜載試驗
通過位移傳感器來收集每級荷載下擠密樁復(fù)合地基沉降情況,繪制P-s曲線,對四個區(qū)域分別進行討論,判定相應(yīng)曲線的比例界限荷載值、達到相對變形對應(yīng)沉降時的荷載值及沉降量突變時的荷載值,綜合確定各區(qū)靜載試驗的承載力特征值。根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2012),按相對變形法確定其承載力特征值,取s/d=0.008所對應(yīng)的荷載,即為282kPa,按比例界限法確定承載力特征值為330kPa,從工程安全性考慮,建議承載力特征值取282kPa;對于B區(qū),在最大加載908.12kPa作用下,灰土沉管擠密樁單樁復(fù)合地基沉降量為38.01mm。加載至327.26kPa以前,P-s曲線基本處于線性變形狀態(tài),該段最大沉降量為7.13mm。按相對變形法確定的承載力特征值為320kPa,按比例界限法確定為327kPa,實際計算時建議取二者之間較小值,即為320kPa。
結(jié)束語
濕陷性黃土密度高,但整體構(gòu)成不穩(wěn)定的黃土滲入液體時,土體沉降的現(xiàn)象迅速發(fā)生。這是濕陷性黃土的特征,也是可能影響路基和結(jié)構(gòu)安全性的隱患,嚴重情況下會導(dǎo)致基礎(chǔ)裂縫、變形和沉降。為了確保濕陷性黃土地基的工程質(zhì)量,建筑業(yè)還需要對濕陷性黃土的處理方法進行不斷實踐探究。
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