地质论文：湿陷性黄土地基处理

　　 摘要：文章主要介绍湿陷性黄土地基概念、判定、分类、湿陷性黄土地基处理原则、结合工程实例的设计、施工重点介绍强夯地基处理方法原理及适用范围。
　　关键词：湿陷性黄土地基论文、工程实例论文、强夯法。
　　1湿陷性黄土地基综述：
　　 湿陷性黄土大多分布在黄河中游地区,天然黄土在自重压力或自重压力与附加压力作用下,受水浸湿后,土的结构迅速破坏,发生显著的湿陷变形,称为湿陷性黄土。湿陷性黄土地基这种特性,会对结构物带来不同程度的危害,使结构物大幅度沉降、坼裂、倾斜甚至严重影响其安全和使用，因此应对湿陷性黄土地基有可靠的鉴定和正确的认识,并采取必要的工程措施防止或消除它的湿陷性。
　　2湿陷性黄土地基判定：
　　 湿陷性黄土呈松散多孔结构状态,孔隙比常在1.0以上,松散多孔结构和遇水即降低或消失的土颗粒之间的加固凝聚力是它发生湿陷的两个内部因素,而压力及水是外部条件。黄土湿陷性及地基湿陷程度的判别,可用室内压缩试验和野外浸水试验方法进行。通常采用室内压缩试验方法求得土单位厚度土层的湿陷系数δs,再按各地经验（一般采用δs=0.02）作为湿陷性黄土的界限值,δs≥0.02时定为湿陷性黄土,否则定为非湿陷性黄土。
　　3湿陷性黄土分类论文
　　 3.1自重湿陷性黄土:土的湿陷起始压力小于上覆土的饱和自重时,则该土层在上覆土层自重压力的作用下受水即可发生湿陷(自重湿陷系数δs≥0.015)。
　　 3.2非自重湿陷黄土:土的湿陷起始压力大于上覆土的饱和自重,土层在上覆土自重压力的作用下并不发生湿陷。而在附加压力与上覆土自重压力之和大于土的湿陷起始压力时,土层受水才发生湿陷。
　　 3.3自重湿陷性黄土受水浸湿后,湿陷现象比较明显而且严重,在自重湿陷地区发生的结构物事故也较多。
　　4湿陷性黄土地基处理原则：
　　根据湿陷性黄土地区建筑规范规定，当地基的湿陷变形、压缩变形或承载力不能满足设计要求时，应针对不同土质条件和建筑物的类别，在地基压缩层内或湿陷性黄土层内采取处理措施，各类建筑的地基处理应符合下列要求：
　　 4.1甲类建筑应消除地基的全部湿陷量或采用桩基础穿透全部湿陷性黄土层，或将基础设置在非湿性黄土层上；
　　 4.2乙、丙类建筑应消除地基的部分湿陷量论文。
　　5湿陷性黄土地基处理方法：
　　主要包含强夯法、重锤夯实法等。针对西北地区常见的湿陷性黄土,陕西、山西省有专门的地方标准《灰土桩和土桩挤密地基设计施工及验收规范》及《强夯法处理湿陷性黄土地基规程》等对这几种当地较常用的地基处理方法有详细的规定。
　　 5.1垫层法：采用灰土或土将上层湿陷性黄土换掉，分层夯实。适用于湿陷土层不超过地下3米的工程。
　　 5.2预浸水法:在场区挖浸水坑后，灌水即可。适用于湿陷性土层10m以上的工程。对周围建筑、边坡等地形影响很大论文。
　　 5.3土(灰土)挤密桩法：是利用沉管、冲击等方法在地基中挤土成孔,通过成孔过程中的横向挤压作用，使桩间土得以挤密，然后将土或灰土分层填入桩孔内，并分层捣实至设计标高。适用于湿陷土层在地下5m以上15m以下工程。
　　 5.4预应力管桩等桩法：采用各种打桩设备打桩。穿过湿陷性黄土层，持力层落在非湿陷性土层上。适用于承载力要求高，工期紧张的工程。
　　 5.5阻断水源、综合处理法：在完善场区防水、排水系统的前提下，采取只处理表层，阻断水源的做法防止和降低下层湿陷变形。适用于湿陷性黄土土层特别深厚的乙、丙类建筑地基和场区。
　　5.6强夯法：在后面详细介绍。
　　 6下面我结合一个已经完工的工程着重给大家讲一讲强夯法处理地基的机理、优缺点及适用范围。
　　6.1工程简介：八层办公楼一座（乙类建筑）
　　 工程地质条件
　　 a)勘察场地内的第1层耕土，结构松散，性质不均匀。层厚0.80－1m。
　　 b)第2层黑炉土，仅局部分布，埋深较浅，厚度小。层厚0.80－1m。
　　 c)第3层黄土，较为均匀，湿陷系数平均值0.060，湿陷性中等，属自重湿陷。层厚8-9m。
　　 d)第4层古壤土，无湿陷性，工程性能较好，未穿透。
　　 e)地下水埋藏深，可不考虑其对本工程的影响，土壤天然含水率接近并小于最优含水率。
　　 f)根据公式。总湿陷量△s在379～1054mm之间，地基湿陷等级Ⅲ～Ⅳ级，属陇东-陕北-晋西地区(Ⅱ)湿陷性黄土。
　　6.2根据湿陷性黄土地区建筑规范对建筑物分类判定，本工程为乙类建筑。
　　 6.2.1乙类建筑消除地基部分湿陷量的最小处理厚度，在自重湿陷性黄土场地，不应小于湿陷性土层深度的2/3，且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量不应大于150mm。
　　6.2.2强夯法处理湿陷性黄土地基的加固机理
　　 是基于动力密实的机理，即用冲击型动力荷载使土体中的孔隙减小，土体变得密实，提高地基土强度。湿陷性黄土的夯实过程，就是土中的气相(空气)被挤出的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起。地面会产生沉降，承载力显著提高。根据湿陷性黄土地基的加固机理，上述工程适合采用强夯法处理。
　　6.2.3确定强夯各项参数
　　根据规范公式及地质报告提供的数据计算初步确定采用四遍夯，第一、二遍夯击能8000KN.m，第三遍夯击能6000KN.m。最后一遍夯击能2000KN.m满夯。场区地基处理后,各层土地基承载力特征值≥150kPa,地基处理后各层土压缩模量≥10Mpa。
　　 6.2.4两遍夯击间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。对于渗透性较差的黄土地基的间隔时间，应不少于3～4周；对于渗透性好的地基土可连续夯击。因本工程地下水位很低，土壤含水率小于最优含水率，无超静孔隙水压力的消散时间影响，所以可连续夯击。
　　 6.2.5根据初步确定的强夯参数，提出强夯试验方案，进行现场试夯。试夯点位置常选在地质报告测定湿陷量较大的勘测孔位置处。待试夯结束三周后进行测试，并与夯前测试数据进行对比，检验强夯效果，确定工程采用的各项强夯参数。通过试夯，检测结果从地面到15m深剩余湿陷量为67mm。根据地质报告，通过计算，剩余总湿陷量小于150mm，上部为乙、丙类建筑，满足规范要求。
　　6.2.6强夯检测报告应包含但不限于以下内容：
　　 a)提供场地的夯前地面标高和夯后地面标高；
　　 b)分层给出强夯后地基土的承载力特征值fak和压缩模量Es；
　　 c)在处理深度范围内土的湿陷系数δs；
　　 d)对强夯不合格区域的描述及评价，提出采取进一步处理措施的建议。
　　7强夯法的施工工艺流程如下：
　　 清理整平场地→确定夯点位置、测量高程→起重机就位→测量夯前锤顶标高→夯击→按设计控制标准和要求，完成一个夯点的夯击→重复以上工序，完成第一遍全部夯点的夯击→用推土机填平夯坑，测量场地高程→在规定的间隔时间后，按上述程序逐次完成全部夯击遍数→用低能量满夯→将场地表层松土夯实→测量夯后场地高程
　　7.1夯点测量
　　测量工作本着先控制后细部的原则进行，即首先按业主所提供的平面控制及高程控制点成果在合适的位置布设数量和质量满足工程施工需要的平面及高程控制点，（控制点数量及位置根据施工场地情况而定），然后再根据控制点测放各夯点具体点位，同时测定施工现场地面高程。
　　7.2夯锤落距确定
　　根据设计确定的夯击能，按照单击夯击能=M×h的公式计算选择夯锤重量和落距。在强夯主机和夯锤就位后，要对夯锤的落距进行复测，并采取措施，使其在夯击过程中不被改变，确保每击均能达到设计单击夯击能。
　　7.3点夯施工
　　将夯锤起吊至预定高度后自动脱钩，夯锤夯击地面，测量夯锤顶面标高，减去夯锤就位时的顶面标高就是该击的夯沉量，如此反复进行，直至最后两击的平均夯沉量达到设计控制标准。夯机移位时应先将夯锤起吊一定高度，使锤底与夯坑底面脱离，但不能离开夯坑，主机后退一定距离，再起吊夯锤，借惯性使锤移动到下一夯点，此时应立即脱钩，随即调整主机位置，使主机的吊杆、门架和夯锤保持最合理的受力结构状态，再起吊夯锤，进行下一夯点施工。
　　7.4夯坑回填
　　点夯完成后，应及时在回填夯坑并平整场地，以方便下一遍点夯或满夯施工。
　　7.5满夯施工
　　满夯施工时，不再进行夯点布置，控制好夯击数、夯锤落距和夯印搭接情况。
　　满夯施工完成后，用推土机整平、碾压。
　　8总论
　　以上分别介绍了湿陷性黄土地基概念、黄土湿陷性判定、湿陷性黄土地基处理原则以及各种处理方法，并通过工程实例重点叙述了强夯法在设计施工中的应用。各种处理办法有各自的适用范围，我们在做设计的时候一定要合理的选用，争取做到经济合理，即节约成本，又保证安全。
　　参考文献:
　　[1]湿陷性黄土地区建筑规范GB50025-2004
　　[2]建筑地基基础设计规范GB50007-2002
　　[3]建筑地基处理技术规范JGJ79-2002
　　[4]建筑桩基技术规范JGJ94-2008

《地质论文：湿陷性黄土地基处理》

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