濕陷性黃土地基的處理方法

1、· 濕陷性黃土的一般概念黃土分布地區(qū)，一般氣候干燥、降雨量少，蒸發(fā)量大，屬于干旱、半干旱氣候類型，年平均降水量在250mm500mm之間黃土在自重或一定荷重作用下受水浸濕后，其結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著地附加下沉，以至在其上的建筑物遭到破壞，這種現(xiàn)象稱之為濕陷具有濕陷性的黃土稱為濕陷性黃土，濕陷性黃土又分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土根據(jù)基底下各上層累計的總濕陷量和計算自重濕陷量的大小等因素，濕陷性黃土地基的濕陷等級規(guī)定見表12 濕陷性黃土地區(qū)給水排水管道設(shè)計由于濕陷性黃土的特性，在濕陷性黃土地區(qū)管道發(fā)生事故的主要原因是地基的不均勻沉降，因此，管道對地基強(qiáng)度、穩(wěn)定性及不均勻沉降有極為

2、嚴(yán)格的要求在濕陷性黃土地區(qū)設(shè)計給水排水管道時，最可靠的措施是徹底處理地基，全部消除濕陷量1，使給水排水管道座落在可靠的人工地基上，免除濕陷，確保正常使用在工程實踐中，由于地質(zhì)情況復(fù)雜等原因，往往不能徹底處理地基，只能部分處理地基，很多情況是采取防水措施避免和減少給水排水管道的濕陷2.1 管道地基處理濕陷性黃土層的管道基礎(chǔ)處理方法很多，常用的方法有土或灰土墊層、砂或砂墊層、強(qiáng)夯法、重錘夯實法、樁基礎(chǔ)和預(yù)浸法等2各種處理方法都有其適用范圍和局限性由于管線長，工程地質(zhì)條件千變?nèi)f化，而且，機(jī)具、材料等條件也會因地區(qū)不同而有較大差別因此，對每一具體線段都要進(jìn)行細(xì)致分析，從地基條件、處理要求、工程費(fèi)用、材

3、料、機(jī)具等諸多方面進(jìn)行考慮，以確定合適的地基處理方法2.2 建筑物應(yīng)采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施建筑物應(yīng)采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施，加強(qiáng)其剛度，以適應(yīng)給水排水管道漏水對其造成不均勻沉降的影響2.3 管道采取相應(yīng)的防水措施在工程實踐中，對只能部分處理地基的地段，還必須采取防水措施，才能避免或減少給排水管道的濕陷程度但是，防水措施經(jīng)常維護(hù)管理較為困難即使短暫時間疏忽，也可能造成地基浸水，因此，給排水管道布置尤為重要 · 添加評論(0) 摘要：本文收集濕陷性黃土的工程特性，并以CFG樁施工技術(shù)為例研究濕陷性黃土地基的處理方法，包括其加固機(jī)理、施工工藝及質(zhì)量控制措施等。希望可為從事路基設(shè)計、施工、維護(hù)的技術(shù)人

4、員和專業(yè)研究人員提供一點施工參考。關(guān)鍵詞：濕陷性黃土；填筑；技術(shù)隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的推進(jìn)，高等級公路和鐵路在濕陷性黃土區(qū)大量興建。筆者有機(jī)會參與了西北地區(qū)的高速公路和鐵路的建設(shè)，了解到濕陷性黃土地基的工后沉降及變形對工程質(zhì)量有很大的影響。因此對濕陷性黃土地基的處理非常必要。針對一些常用的濕陷性黃土地基的處理方法如沖擊碾壓法，強(qiáng)夯法都能達(dá)到一定的效果。但是，筆者在甘肅的平定高速公路上采用的一種新的處理法即水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）處理濕陷性黃土地基效果非常理想。1濕陷性黃土的工程力學(xué)性質(zhì)1.1濕陷性黃土在天然狀態(tài)下結(jié)構(gòu)性比較強(qiáng)，常處于欠壓實狀態(tài)，彈性變形極小，主要為壓密變形。而壓密變形又分

5、為壓縮變形和濕陷變形，而且濕陷變形在浸水后發(fā)展較快，對工程有較大的危害。對此，國內(nèi)外有關(guān)的研究取得了不少成果，認(rèn)識到設(shè)計黃土地基時，必須首先通過現(xiàn)場和室內(nèi)試驗，判定黃土的濕陷性質(zhì)、類型和等級。黃土的濕陷變形具有突變性，非連續(xù)性和不可逆性。黃土的濕陷變形曲線按單軸浸水壓縮試驗可分為三個階段。如圖1所示，ab為原狀結(jié)構(gòu)的壓縮變形階段;bc為濕陷變形階段，正是由于浸水使土的物理狀態(tài)和強(qiáng)度軟化引起的變形;cd為飽和濕陷性黃土固結(jié)變形，屬粘彈塑性變形。這三種變形各具特點。第一階段為壓實變形，一般屬線性變化；第二階段為濕陷變形，屬浸水后的結(jié)構(gòu)軟化塑性變形；第三階段為飽和黃土的固結(jié)變形，當(dāng)外荷連續(xù)增加時屬排

6、水粘塑性固結(jié)變形。                                                 &#

7、160;                                       圖1p-e曲線1.2強(qiáng)度指標(biāo)黃土的主要特點是具有結(jié)構(gòu)性的欠壓密性。二者密切相關(guān)，正是由于結(jié)構(gòu)性才導(dǎo)致欠壓密性。欠壓密狀態(tài)的存在，使黃土

8、的應(yīng)力關(guān)系和強(qiáng)度包線表現(xiàn)出特殊的規(guī)律。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度常被定義為能保持土原始基本單元結(jié)構(gòu)形式不被破壞的能力，一旦固化聯(lián)結(jié)鍵破壞，如浸水、擾動等，土的力學(xué)性質(zhì)就會發(fā)生顯著變化，如承載力降低、濕陷性和強(qiáng)度弱化等現(xiàn)象。1.3壓縮性壓縮性是土的一項重要工程性質(zhì)，反映了地基土在外荷變形下產(chǎn)生壓縮變形的大小。對于濕陷性黃土地基，壓縮變形是指地基土在天然含水條件下受外荷作用所產(chǎn)生的變形，它不包括地基受水浸濕后的濕陷變形。濕陷性黃土的壓縮性質(zhì)指標(biāo)采用壓縮系數(shù)a、壓縮模量E，和變形模量E0來表示。2濕陷性黃土地基處理技術(shù)-水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）2.1加固機(jī)理CFG樁復(fù)合地基是水泥粉煤灰碎石樁（CementFly-

9、ashGravelPile）的簡稱，樁體由碎石、粉煤灰、水泥加水而成，其強(qiáng)度與素混凝土相當(dāng)，通過在基礎(chǔ)與加固區(qū)之間設(shè)置由散體材料構(gòu)成的褥墊層來分配樁土荷載，保證樁土協(xié)同工作，形成復(fù)合地基。CFG樁復(fù)合地基工程特性主要表現(xiàn)在：1、樁體作用由于樁體材料高于軟土地層，在荷載作用下，CFG樁的壓縮性明顯比樁間土小，因此基礎(chǔ)傳給復(fù)合地基的應(yīng)力，隨著地層變形逐漸集中到樁體上，大部分荷載由樁體承受，樁間土應(yīng)力明顯減小，于是復(fù)合地基承載力高于天然地基。2、墊層作用CFG樁和樁間土一起，通過褥墊層形成CFG樁復(fù)合地基。褥墊層為樁向上刺入提供了條件，并通過墊層材料的流動補(bǔ)給，使樁間土與基礎(chǔ)始終保持接觸。在樁土共同

10、作用下，地基土的強(qiáng)度得到一定發(fā)揮，相應(yīng)地減少了對樁的承載力要求。3、加速排水固結(jié)作用CFG樁在飽和粉土和砂土中施工時，由于成樁和振動作用，會使土體產(chǎn)生超孔隙水壓力。剛施工完的CFG樁為一個良好和排水通道，孔隙水沿樁體向上排出，直到CFG樁體變硬為止。4、振動擠密作用CFG樁采用振動沉管法施工時，由于振動和擠密作用使樁間土得到擠密，特別在砂土層這一作用更明顯。砂土在高頻振動下，可以改善土的物理性能，抗液化能力有所提高。5、加筋作用復(fù)合地基除可提高地基的承載力外，還可以用來提高土體的抗剪強(qiáng)度，因此可提高土坡的抗滑能力。國外將砂樁和碎石樁用于高速公路的路基或路堤加固，以提高地基土體的穩(wěn)定性。2.2C

11、FG樁施工準(zhǔn)備首先核查地質(zhì)資料，結(jié)合設(shè)計參數(shù)，選擇合適的施工機(jī)械和施工方法。然后進(jìn)行滿足樁體設(shè)計強(qiáng)度的配合比試驗，確定各種材料的施工用配比；平整場地，測量放線，定出控制軸線、打樁場地邊線并標(biāo)識；施工前清除地表耕植土，進(jìn)行成樁工藝試驗，確定施工工藝和參數(shù)。2.3CFG樁施工順序與施工工藝CFG樁施工一般優(yōu)先采用間隔跳打法，也可采用連打法。具體的施工方法由現(xiàn)場試驗來確定。跳打時應(yīng)及時清除成樁時排出的棄土，否則會影響施工進(jìn)度。連打法易造成鄰樁被擠碎或縮頸，在粘性土中易造成地面隆起；跳打法不易發(fā)生上述現(xiàn)象，但土層較硬時，在已打樁中間補(bǔ)打新樁，可能造成已打樁被振裂或振斷。采用隔樁跳打時，施工新樁與已打樁

12、時間間隔不少于7d；全長布樁時，應(yīng)遵循由“由一邊向另一邊”的原則。本標(biāo)段主要采用長螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料灌注施工工藝。1、CFG樁鉆機(jī)就位CFG樁鉆機(jī)就位后，應(yīng)用鉆機(jī)塔身的前后和左右的垂直標(biāo)桿檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對準(zhǔn)樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1%。2、混合料攪拌混合料攪拌要求按配合比進(jìn)行配料，計量要求準(zhǔn)確，拌合時間不得少于1min?；旌狭霞铀亢吞涠龋ㄔO(shè)計要求長螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料法施工時，坍落度控制在1620cm）根據(jù)采用的施工方法按工藝試驗確定。3、鉆進(jìn)成孔鉆孔開始時，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時，開始鉆進(jìn)。一般應(yīng)先慢后快，這樣既能減少鉆桿搖晃，

13、又容易檢查鉆孔的偏差，以便及時糾正。在成孔過程中，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時，應(yīng)放慢進(jìn)尺，否則較易導(dǎo)致樁孔偏斜、位移，甚至使鉆桿、鉆具損壞。當(dāng)鉆頭到達(dá)設(shè)計樁長預(yù)定標(biāo)高時，在動力頭底面停留位置相應(yīng)的鉆機(jī)塔身處作醒目標(biāo)記，作為施工時控制孔深的依據(jù)。當(dāng)動力頭底面達(dá)到標(biāo)記處樁長即滿足設(shè)計要求。施工時還需考慮施工工作面的標(biāo)高差異，作相應(yīng)增減。4、灌注及拔管CFG樁成孔到設(shè)計標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開始泵送混合料，當(dāng)鉆桿心充滿混合料后開始拔管，嚴(yán)禁先提管后泵料。成樁的提拔速度宜控制在23m/min，成樁過程宜連續(xù)進(jìn)行，應(yīng)避免因后臺供料慢而導(dǎo)致停機(jī)待料。灌注成樁完成后，樁頂采用濕黏土封頂，進(jìn)行保護(hù)。施工中每根樁的投料

14、量不得少于設(shè)計灌注量。5、移機(jī)當(dāng)上一根樁施工完畢后，鉆機(jī)移位，進(jìn)行下一根樁的施工。施工時由于CFG樁的土較多，經(jīng)常將臨近的樁位覆蓋，有時還會因鉆機(jī)支撐時支撐腳壓在樁位旁使原標(biāo)定的樁位發(fā)生移動。因此，下一根樁施工時，還應(yīng)根據(jù)軸線或周圍樁的位置對需施工的樁位進(jìn)行復(fù)核，保證樁位準(zhǔn)確。長螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料灌注施工工藝流程為：原地面處理測量放線鉆機(jī)就位鉆進(jìn)至設(shè)計深度停鉆泵送混合料均勻拔鉆至樁頂鉆機(jī)移位2.4質(zhì)量控制及檢驗1、質(zhì)量控制(1)為檢驗CFG樁施工工藝、機(jī)械性能及質(zhì)量控制，核對地質(zhì)資料，在工程樁施工前，應(yīng)先做不少于2根試驗樁，并在豎向全長鉆取芯樣，檢查樁身混凝土密實度、強(qiáng)度和樁身垂直度，根據(jù)發(fā)

15、現(xiàn)的問題修訂施工工藝。(2)CFG樁的數(shù)量、布置形式及間距、樁長、樁頂標(biāo)高及直徑應(yīng)符合設(shè)計要求。(3)為保證施工中混合料的順利輸送，施工中采取強(qiáng)制式攪拌機(jī)。樁身每方混合料摻加粉煤灰量及坍落度控制根據(jù)設(shè)計和采用的施工方法按工藝試驗確定。通常樁頂混凝土密實度差，強(qiáng)度低，對此采取樁頂以下2.5m內(nèi)進(jìn)行振動搗固的措施。冬期施工時混合料入孔溫度不得低于5,對樁頭和樁間土應(yīng)采取保溫措施。(4)整個施工過程中，安排質(zhì)檢人員旁站監(jiān)督，并作好施工原始記錄，記錄孔深、單孔混合料灌入量、堵管及處理措施等。CFG樁施工屬隱蔽工程，應(yīng)做好報檢和監(jiān)理簽認(rèn)工作。CFG樁施工中，每臺班均須制作檢查試件，進(jìn)行28d強(qiáng)度檢驗，成

16、樁28d后應(yīng)及時進(jìn)行單樁承載力或復(fù)合地基承載力試驗，其承載力、變形模量應(yīng)符合設(shè)計要求。(5)清土和截樁時，不得造成樁頂標(biāo)高以下樁身斷裂和擾動樁間土。2、檢驗(1)所用的水泥和粗細(xì)骨料品種、規(guī)格及質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求；按照同一產(chǎn)地、品種、規(guī)格、批號的水泥，每200t為一批，檢驗水泥強(qiáng)度、安定性、凝結(jié)時間；同一產(chǎn)地、品種、規(guī)格且連續(xù)進(jìn)場的粗、細(xì)骨料，分別每400m3為一批，檢驗粗細(xì)骨料含泥量、篩分試驗顆粒級配。數(shù)量不足時也上述數(shù)量做一批計。各種原材料每批抽樣檢驗1組。(2)CFG樁混合料坍落度應(yīng)按工藝性試驗確定并經(jīng)監(jiān)理工程是師批準(zhǔn)的參數(shù)進(jìn)行控制：臺班抽樣檢驗3次，現(xiàn)場做坍落度試驗。(3)樁體強(qiáng)度檢測方法、數(shù)量及標(biāo)準(zhǔn)見客運(yùn)專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn)（鐵建設(shè)2005160號）4.14.7：每臺班制作混合料試塊，進(jìn)行28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度