湿陷性黄土地基的处理方法.docx

湿陷性黄土地基的处理方法湿陷性黄土地基处理的方法很多,在不同的地区，根据不同的地基土质和不同的结构物， 地基处理应选用不同的处理方法在勘察阶段，经过现场取样，以试验数据进行分析，判定 属于自重湿陷性黄土还是非自重湿陷性黄土 1,以及湿陷性黄土层的厚度、湿陷等级、类别 后，通过经济分析比较，综合考虑工艺环境、工期等诸多方面的因素最后选择一个最合适 的地基处理方法，经过优化设计后，确保满足处理后的地基具有足够的承载力和变形条件的 要求所采用的有垫层法、强夯法、灰土桩挤密法、深层搅拌桩法、振冲碎石桩法等本文 根据近几年在公路建设中所见所闻，浅述一些自己的看法和建议与同行共同讨论3.1灰土和素土垫层法3.1.1将基底以下湿陷性土层全部挖除或挖至预计的深度，然后以灰土或素土分层回填 夯实垫层厚度一般为1.0〜3.0 m它消除了垫层范围内的湿陷性，减轻或避免了地基因附 加压力产生的湿陷，可以使地基的自重湿陷表现不出来这种方法施工简易，效果显着，是 一种常用的地基浅层处理或部分湿陷性处理方法，经这种方法处理的灰土垫层的地基承载力 可达到300KPa(素土垫层可达200KPa)且有良好的均匀性3.1.2施工中应注意的问题：(1)地基土的含水量，对于含水量较大，或曾局部基坑进水 者，要采取相应的措施(如凉晒等)，严格控制灰土(或素土)的最佳含水量，对接近最佳含水 量时，宁小勿大，偏大时土体强度则显着下降，变形明显增大。

2)垫层处理的宽度要达到 规范要求，使碾压设备能充分碾压到位，还使形成的垫层压实度产生差异3)严把质量关， 施工中碾压分层的厚度不宜大于30cm，并逐层检测压实度，达到设计规范要求3.2强夯法3.2.1强夯法亦称动力固结法，通过重锤的自由落下，对土体进行强力夯实，以提高其 强度，降低其压缩性，该法设备简单，原理直观，适用广泛，特别是对非饱和土加固效果显 着这种方法加固地基速度快，效果好，投资省，是当前最经济简便的地基加固方法之一3.2.2施工中注意的问题(1) 首先在设计阶段，应考虑湿陷性黄土处于哪一种类别、等级，以及场地等因素，因 为强夯的夯击能量，夯点布置，夯击深度，夯击次数和遍数等因场地而异，土的含水量、孔 隙比及夯击的单位面积夯击能对湿陷性黄土的强夯有效加固深度起着重要的作用在经过试 夯后确定出设计参数，确定施工设计方案，因此不经试夯确定施工参数往往会给工程造成后 患丿 Qi、o(2) 由于强夯影响深度内土的含水量差异，会导致局部处理效果不佳，对于此种情况必 须采取土的增湿或减湿措施，以免出现橡皮土情况如有此种情况，应立即停止夯击，当凉 晒一定时间后，在夯击坑内加入碎石类的粗骨料，继续夯击。

3) 施工中在控制关键工序上严把质量关，因为一份设计提供后，锤重、落距、夯点布 置等是没有随意性的，而唯一可能被人为改变的是夯击次数，因在试夯时根据最后夯击的沉 降量来确定夯击次数的，当别的参数已确定后，它就成为影响处理的唯一因素，所以施工中 应以它为质量控制的关键工序管理点4) 强夯结束后，检测的重点是判定它的有效加固深度是否达到设计要求，因为有效加 固深度的第一标准应是消除湿陷性，也就是以<5<0.015作为判别指标所以检验手段应采 用探井取不扰动土试样进行检测当这一指标达到要求后，一般情况下对承载力的要求等也 均可满足3.3深层搅拌桩法1非自重湿陷性黄土 non self weight collapsing loess 非自重湿陷性黄土是指黄土浸水后在饱和自重压 力下不发生湿陷，只有在附加一定压力后浸水才发生湿陷的湿陷性黄土3.3.1探层搅拌桩是复合地基的一种，近几年在黄土地区应用比较广泛，可用于处理含 水量较高的湿陷性弱的黄土它具有施工简便、快捷、无振动，基本不挤土，低噪音等特点深层搅拌桩的固化材料有石灰、水泥等，一般都采用后者作固化材料其加固机理是将 水泥掺入粘土后，与粘土中的水分发生水解和水化反应，进而与具有一定活性的粘土颗粒反 应生成不溶于水的稳定的结晶化合物，这些新生成的化合物在水中或空气中发生凝硬反应， 使水泥有一定的强度，从而使地基土达到承载的要求。

深层搅拌桩的施工方法有干法施工和湿法施工两种，干法施工就是"粉喷桩"，其工艺是 用压缩空气将固化材料通过深层搅拌机械喷入土中并搅拌而成因为输入的是水泥干粉，因 此必然对土的天然含水量有一定的要求，如果土的含水量较低时，很容易出现桩体中心固化 不充分、强度低的现象，严重的甚至根本没有强度在某些含水量较高的土层中也会出现类 似的情况因此，应用粉喷桩的土层中含水量应超过30%，在饱和土层或地下水位以下的 土层中应用更好湿法施工是将水泥搅拌成浆后注入土中的方法水泥浆通过柱塞式泥浆泵强制注入，除 非特殊情况很少断浆，施工中一般采用预搅下沉时就喷浆的工艺，因此桩体的均匀性比干法 施工好但喷浆增加了水泥土的含水量，强度会受到一定影响，实际应用时需根据土的工程 性质，尤其是含水量情况作出适当的选择3.3.2施工中应注意的问题(1) 必须在设计或施工中采取有效措施来保证搅拌桩复合地基各参数能达到各自的设计 值，否则设计的可靠度会降低，如桩端为硬土，或桩长超过临界桩长时，(桩间土承载力拆 减系数)取值高于规定，就必须采取设置褥垫层或其他方法使桩间土发挥较高的强度，选用 较高的桩体强度时，就必须采取增加水泥用量、掺加外加剂、复搅等措施，才能保证设计与 预期的实际结果比较一致。

2) 施工中为达到强度要求，有必要进行复搅复搅是在桩的一部分或桩的全长重复搅 拌一次，其作用是：①改善桩体的均匀性，如第一次注浆不均匀时，可通过复搅调节，提高 桩长方向上的均匀程度，同时，也使桩截面内的均匀性得到改善②现场不同桩段有不同的 水泥掺入比，使不同桩段有不同的桩身强度3) 加强施工管理，因为桩体的固化材料需由压缩空气作载体，而气体流速、流量受土 层情况的影响，人工难以调节，所以施工机械应采用带有自动控制喷浆、喷粉的装置，以消 除施工中一些人为因素，便于监督检查，避免由于喷浆和喷粉不均匀或者喷浆量、喷粉量未 达到设计要求而发生断桩问题4) 现场施工中应勤于检查，严格监督深层搅拌桩属于一种柔性桩，桩身检测较困难， 施工时质量有疏忽，就可能发生断桩现象目前用低应变动测法检测搅拌桩的质量得到了肯 定，可用此法或结合抽芯取样检测法控制质量4.结语上述几种湿陷性黄土地基的处理方法，近年来在公路建设中被广泛使用，都取得了良好 的效果随着科学技术的迅速发展，对新型材料的研究使用，对湿陷性黄土地基的处理方法 越来越多，也有了一定的施工经验在近十几年开始采用的有孔内深层强夯法CFG(水泥粉 煤灰碎石桩)法、夯坑置换法、压力灌浆法等，都不失为好方法。

但不管是采用那种方法， 只要有严密的质量控制手段，都可能经济而有效地获得期望的效果笔者在本文中的一些看 法是基于几年公路建设中的见闻积累，文中有不妥之处，望行业同仁指正湿陷性黄土是一种特殊性质的土，在一定的压力下，下沉稳定后，受水浸湿，土结 构迅速破坏，并产生显著附加下沉， 故在润陷性黄土场地上进行建设，应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度，采取以地基处理为主的综合措施，防止地基湿陷对建筑产生危害 灰土挤密桩法和土挤密桩法6.3.1基本概念灰土挤密桩或土挤密桩是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤土成孔，然后向孔内夯 填素土或灰土成桩成桩时，通过成孔过程中的横向挤压作用，桩孔内的土被挤向周围，使 桩间土得以挤密，然后将备好的素土(黏性土)或灰土分层填入桩孔内，并分层捣实至设 计 标高用素土分层夯实的桩体，称为土挤密桩；用灰土分层夯实的桩体，称为灰土挤密 桩 二者分别与挤密的桩间土组成复合地基，共同承受基础的上部荷载6.3.2适用范围灰土挤密桩法或土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地 基处理深度宜为5-15m灰土挤密桩或土挤密桩,在消除土的湿陷性和减小渗透性方 面， 其效果基本相同或差别不明显，但土挤密桩地基的承载力和水稳性不及灰土挤密桩，选 用 上述方法时，应根据工程要求和处理地基的目的确定。

当以提高地基的承载力或增强其 水 稳性为主要目的时，宜选用灰土挤密桩法；当以消除地基的湿陷性为主要目的时，宜选 用土挤密桩法例题15】为消除湿陷性黄土地基的湿陷性，宜选用的地基处理方法为( )A、夯实水泥土桩法；B、砂石桩法；C、振冲法；D、土挤密桩法； 答案：D大量的试验研究资料和工程实践表明,土或灰土挤密桩用于处理地下水位以上的湿陷性黄 土、素填土、杂填土等地基，不论是消除土的湿陷性还是提高承载力都是有效的但当土 的 含水量大于24%及其饱和度超过65%时,在成孔及拔管过程中，桩孔及其周围容易缩颈 和 隆起，挤密效果差，故上述方法不适用于处理地下水位以下及处于毛细饱和带的土层因 此, 当地基土的含水量大于24%、饱和度超过65%时，由于无法挤密成孔，故不宜选用上述方 法因灰土挤密桩法或土挤密桩法具有就地取材、以土治土、原位处理、深层加密和费用较 低 的特点，在我国西北及华北等黄土地区已广泛应用6.3.4加固机理灰土挤密桩或土挤密桩加固地基是一种人工复合地基，属于深层加密处理地基的一种方法, 主要作用是提高地基承载力，降低地基压缩性对湿陷性黄土则有部分或全部消除湿陷性 的作用灰土挤密桩或土挤密桩在成孔时，桩孔部位的土被侧向挤出，从而使桩周土得以 加 密。

6.3.5设计1桩的布置灰土挤密桩或土挤密桩处理地基的面积，应大于基础或建筑物底层平面的面积并应符合 下列规定1) 采用局部处理超出基础底面的宽度时，对非自重湿陷性黄土、素填土和杂填土等地 基， 每边不应小于基底宽度的0.25倍，并不应小于0.50m；对自重湿陷性黄土地基，每边不应小 于基底宽度的0.75倍，并不应小于1.00m2) 当采用整片处理时，超出建筑物外墙基础底面外缘的宽度，每边不宜小于处理土层厚 度的1/2,并不应小于2m2处理深度灰土挤密桩或土挤密桩处理地基的深度，应根据建筑场地的土质情况、工程要求和成孔 及 夯实设备等综合因素确定对湿陷性黄土地基，应符合现行的国家标准《湿陷性黄土地区建 筑规范》的有关规定3桩径桩孔直径宜为300〜450mm,并可根据所选用的成孔设备或成孔方法确定为使桩间土均匀 挤密，桩孔宜按等边三角形布置，桩孔之间的中心距离s,可为桩孔直径的2.0〜2.5倍，也 可按下式估算：6. 3-1s=O.95d式中：呂为桩孔N间的中心距僦Gn） ； d为桩乳亘径讪）；卩z为皱间土的盘大干密度3 mJ）；耳为地基址理前土的平均干密度3 mJ? T]£为桩间土爼成孔挤密后的平沟挤密采数，对車妾工程不宜小于93＞对一堆工程不应小于U.^JOo4桩泪土平均挤密系数f1 di桩间土平均辭密系数示在下式计邕：式中:"为在喷S内縮轉胭m'〕，平均譚嘉1跖泓5桩逊桩乳数虽可杭下式讦算：6. 3-3n.= 式中:n为粧孔的数量：A対拟处理的地基面积肘应辰％ 1根土或灰土挤密桩所承担的处理地基面积片匚按式3 — 计算，亘中，de为1根桩分担的处理地基面移的等效圆直径54兰桩孔按三角形布査时，当轉乳摄正方形布這 时j de-1.篦6 承载力灰土挤密桩或土挤密桩复合地基的承载力特征值，应通过现场单桩或多桩复合地基载 荷 试验确定。

初步设计当无试验资料时，也可按当地经验确定，但对土挤密桩复合地基的 承载力特征值，不宜大于处理前的1.4倍，并不宜大于180 kPa；对灰土挤密桩复合地基 的承载力特征值，不宜大于处理前的2.0倍，并不宜大于250kPa7变形灰土挤。