湿陷性黄土自身在不遇到水的情况下土强度、摩擦角、粘结性都挺好。但是, 一旦遇水, 湿陷性黄土的结构特殊, 很容易就会遭到破坏。由此引起地基下沉或者建筑物出现裂缝, 严重的甚至会引发安全事故, 存在很大的安全隐患。因此, 在实际处理湿陷性黄土地基时, 应当科学分析地基的结构和现场环境, 选择合适的地基处理方案, 以确保处理工作的质量, 提高安全性能。
黄土地基出现湿陷情况, 一方面与其自身的结构有关, 另一方面还与外界环境有关, 其中最主要的影响因素是水。生活中有很多建筑物都容易发生湿陷, 现将最常见的几种易发生湿陷的建筑物进行介绍。
在实际生活中, 多层砖房很常见, 例如居民住宅、医院等等, 这些建筑物本身因为具有较多的横墙, 所以在空间上具有良好的刚度, 发生湿陷时能够抵抗建筑物变形, 但是如果湿陷程度较大, 其抵抗力不足以支撑自身结构时, 就会发生倾斜, 出现裂缝等。
一般厂房的结构是铰接排架结构, 如果发生了湿陷, 厂房的墙体就会出现斜裂缝, 湿陷程度越严重, 裂缝的宽度越大。最易发生裂缝的地方是门窗部位和钢筋混凝土上下部位。如果湿陷严重, 还可能导致柱子开裂, 引发安全事故。
多层框架结构一般内外墙都是填充墙, 这种结果从整体上来看具有相对较好的刚度, 因此如果差异沉降不是很明显, 那么地基受到的影响就很小, 甚至不会受影响。而如果沉降差异过大, 因为梁柱是刚性节点, 因此抵抗形变的能力并不是很强, 此时梁柱就会出现裂缝, 并且裂缝是不均匀的, 有的梁上可能具有较多的裂缝, 有的梁上可能没有裂缝。一般在次梁出现斜裂缝, 而次梁和楼板连接处出现细裂缝。
除了以上几种建筑物会发生湿陷沉降外, 地下管道和通廊也容易发生沉降, 引起漏水和漏气等问题。如果湿陷差异过大, 沉降现象将会更明显, 由此引起的安全事故将无法预料, 造成巨大的损失。
在处理湿陷性黄土地基时, 应用较为普遍的一种方法就是换土垫层法。通常换土垫层法又分为两种, 一种是灰土垫层法, 另一种是素土垫层法。从字面意思我们也可以看出来, 该方法就是将湿陷性黄土挖出来, 然后在黄土中混入一定量的石灰或者素土, 再进行填充夯实。换土垫层法的施工比较简便, 回填土的孔隙率小, 密实度大, 产生的压缩变形小, 灰土和素土的加入能使垫层的湿度、强度和隔水性大大提高;这种方法的处理范围较小, 只能消除小范围内黄土的湿陷性。
挤密桩法与夯实、碾压法不同, 夯实、碾压法是竖向加密方法, 而挤密桩法是横向加密土层, 它主要是利用打桩机将钢管套打入地基土层中, 然后将钢管套拔出, 土层中就会形成打桩孔, 最后, 在桩孔中分层填入石灰土并将其夯实。这种方法可以有效增加地基的刚度, 使地基更加密实, 从而有效改善黄土的湿陷性。需要注意的是, 这种方法虽然效果好, 但是因为施工工艺相对复杂, 倘若地基土含水量不够, 还需要对其进行浸水处理, 这将花费更多的成本, 不具经济性。
重锤夯实法主要适用于处理深度在1.5m左右、饱和度在60%范围内的湿陷性黄土地基, 是表层夯实的处理方法。这种方法主要就是对地基进行反复的夯打, 在不断夯打的过程中, 地基土层的结构会发生相应的变化, 土层更加密实, 从而有效降低地基的形变量。并且经过夯打的土层可以形成一层弱透水层, 当地下水流经此层时, 可以减少渗入量, 从而提高地基的稳定性。
振冲碎石桩法主要是使地基产生桩孔, 然后将碎石等材料填充到桩孔中。而制造桩孔主要是通过高压水流辅助振冲器来对地基进行振冲。由于碎石的硬度较大, 填入桩孔后可以提高地基的承载力, 因此能够有效改善地基变形性。
某客运专线沿线车站路基属于湿陷性黄土路基, 因此对其进行处理。该客运站地基的A段长度为100米, 此地段的地势相对平缓, 但从整体来看, 左侧较高, 右侧较低, 此施工段的土体是粉土土体。该地基在地下不超过5米的土层, 其湿陷程度可以达到三级。通过对该地基勘查发现, 地表下土层含水率指标表现为18.2%～26.5%范围之内, 干密度指标表现为1.38g/cm3单位, 塑性指数表现为9.8%～10.6%范围之内, 饱和度表现为56.2%～73.5%范围之内。
结合上文有关工程实例相关情况的分析, 针对A施工段采取强夯法进行湿陷性黄土地基处理。具体强夯加固方式选取主夯、副夯以及满夯相结合的加固方案。经过科学分析得出, 应当将主夯夯实点和副夯夯实点的距离保持在4米内, 并且应将副夯实点布置成四方形。在施工过程中, 应保持夯击力为3000 kN·m单位。需要特别强调的是, 在进行地基处理时, 夯点标准工作应与设计图纸相对应, 确保夯点位置的准确。另外还需要注意的是:施工前期需要首先针对主夯夯点进行试夯处理, 确保两次试夯过程中所对应的平均性沉降量需要控制在5cm范围之内。主夯次数控制位12次, 深度控制为2.5m单位;主夯完成后进行副夯处理, 次数控制为10次, 深度控制为2.0m单位;副夯完成后进行满夯处理。
强夯法可以说是现阶段众多有关湿陷性黄土地基处理技术中工期优势以及成本优势最为显著的处理方法之一。如果地基所处的地段地势平缓, 并且土层较厚, 那么选择该方法最合适, 因为该方法可以有效控制土干密度和湿陷性系数。
综上所述, 湿陷性黄土对建筑物的稳定性有很大的影响, 为了保证建筑物质量, 减少安全事故发生率, 提高地基的承载力, 应当结合实际情况选择合适的地基处理方案。
摘要：湿陷性黄土具有很多危害, 为了保证地基的质量, 需要采取一定的措施进行处理。而处理湿陷性地基的方案有很多种, 选择哪种方案最合适成为相关人员应答考虑的重点问题。本文主要对湿陷性黄土的主要危害、湿陷性黄土地基的处理方案以及湿陷性黄土地基处理工程实例进行了分析, 以供参考。
关键词：湿陷性黄土地层,地基处理
[1] 涂超庆, 张伟.重夯法在南水北调中线黄土地基处理中的应用[J].人民长江, 2010, 41 (5) :22-24, 30.
[2] 吴小梅, 彭跟怀.强夯置换法在饱和黄土地基处理中的应用[J].施工技术, 2005, 34 (1) :29-30.
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