黃土地區(qū)彈簧土

黃土地區(qū)“彈簧土”的成因分析及處理方法摘要：從濕陷性黃土地區(qū)的地質(zhì)特征出發(fā)，分析了該類地區(qū)出現(xiàn)“彈簧土”這一特殊地質(zhì)現(xiàn)象和它的產(chǎn)生原因，并列舉了對“彈簧土”地基處理的一般方法。關(guān)鍵詞：彈簧土；濕陷性黃土；地基處理Abstract:Thispaperfromthecollapsibleloessareageologicalfeatures,analyzesthereasonsoftheareaappears”springsoil”thisonespecialgeologicalphenomenon,andlistedonthe”springsoilfoundationtreatmentmethod”.Keywords:springsoil;collapsibleloess;foundationtreatment在實際工程中，地基處理會遇到各種類型的問題。其中絕大多數(shù)事故的根源，可以追溯到場地含水量的變化，雖然濕陷性黃土的濕陷變形是影響地基穩(wěn)定性的一個重要因素，但是在濕陷性黃土地區(qū)，如果施工方法不當(dāng)，對土體的擾動過大，則有可能樁體中的水滲入到土體中使其含水量變大，造成“彈簧土”的出現(xiàn)，如果不進行處理就無法繼續(xù)施工。因此，黃土中含水量的變化對黃土基礎(chǔ)的影響是不可忽視的。下面我們就從濕陷性黃土的特征人手，分析“彈簧土”產(chǎn)生的機理及其一般處理方法。1濕陷性黃土地區(qū)地質(zhì)特點土在自重壓力或非自重壓力和附加壓力共同作用下受水浸濕時將產(chǎn)生急劇而大量的附加下沉，這種現(xiàn)象稱為濕陷。具有濕陷性質(zhì)的黃土，叫做濕陷性黃土層或簡稱濕陷性黃土。濕陷性黃土的主要特征為：1.1基本色調(diào)是黃色，通常為黃褐、褐黃、灰黃、棕黃等顏色；1.2含鹽量較大，特別是碳酸鹽含量尤為突出，另外硫酸鹽、氯化物等含量也都比較高；1.3礦物組成主要為石英、粘土礦物等，粘土礦物以伊利石為主，化學(xué)成分中SiO：、A1：O,和堿土金屬鈣鎂含量都較高；1.4粉土顆粒含量較多，我國濕陷性黃土粉土顆粒(0.05?0.005mm)一般占半數(shù)以上55%?60%者居多；1.5一般具有大孔隙，大孔隙常常肉眼可見，孔隙比1.0左右，呈松散結(jié)構(gòu)狀態(tài)；1.6在天然剖面上，具有垂直節(jié)理；1.7具有濕陷性。⋯受水浸濕后僅在土的自重壓力作用下就產(chǎn)生濕陷的土叫自重濕陷性黃土；而受水浸濕后需要在土的自重壓力和附加壓力共同作用下才產(chǎn)生濕陷的土稱非自重濕陷性黃土。自重濕陷性黃土只有在一定埋藏條件的黃土層中才能產(chǎn)生，大量觀測和工程實踐表明，如果均質(zhì)黃土層較厚，地下水位較低，降水量較小，必然會產(chǎn)生自重作用下的濕陷，但是在極平坦的平原地區(qū)，經(jīng)過工程前期處理以后，這種濕陷對建筑物的正常運行沒有嚴(yán)重危險。而外荷引起的非自重濕陷性黃土，在沒有外荷影響的時候，浸水后基本不會產(chǎn)生濕陷，但是當(dāng)在建筑物重量作用下已達到沉陷穩(wěn)定的地基，在少量水浸濕幾小時后就會出現(xiàn)土的鉛直快速變形，對建筑物各類結(jié)構(gòu)的變形均有較大影響。濕陷性黃土地區(qū)進行各種工程建設(shè)時，常常遇見一些工程地質(zhì)問題，包括自然地質(zhì)現(xiàn)象與人類工程活動造成的地質(zhì)現(xiàn)象對工程建筑的影響等兩個方面的內(nèi)容。主要而常見的有：濕陷性，地基強度與壓縮性，斜坡的穩(wěn)定性，還包括黃土蝕陷穴、沖堆、泥石流以及古墓、砂井砂巷、水渠水庫蓄水及其他工程活動所引起的工程地質(zhì)問題。以上種種都能給建筑物的使用帶來重大的安全隱患。2“彈簧土”現(xiàn)象及其特征“彈簧土”是指因土含水量高于達到規(guī)定壓實度所需要的含水量而無法壓實的粘性土體。當(dāng)?shù)鼗鶠檎承酝燎液枯^大，趨于飽和時，夯打后地基土踩上去有一種顫動的感覺。它一般具有如下特征：土體中含水量高于壓實所需含水量，但低于其塑限，比最佳含水量大6%?8%；土體已受到外力擾動。在外力作用下，土體中所含水分被揉進土顆粒中，封閉在密閉的固體孔隙中，很難排出；2.3體表面固結(jié)，甚至半硬化形成堅硬的土殼體；2.4可承受一定荷載。當(dāng)作用的荷載低于表層殼體的承載力時，土體幾乎無明顯變化。在施工初期，不會出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。隨著施工進行，壓力不斷變化及樁基礎(chǔ)中水的注入，出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象甚至伴有“液化”現(xiàn)象；2.5“彈簧土”層下面的土體含水量偏大。在施工中要對“彈簧土”進行處理，首先要判斷是“彈簧土”還是軟土?！皬椈赏痢焙蛙浲潦遣煌?，區(qū)別在于“彈簧土”的含水量一般大于其最佳含水量，小于其塑限，飽和度小于60%，內(nèi)摩擦角在15。以上，土質(zhì)為粘土或粉質(zhì)粘土，它在土體含水量接近最佳含水量時，具有很好的可壓實性，采用適當(dāng)壓實機械，便于壓實，壓實后土體整體沉降量很小。而軟土的含水量大多接近甚至超過液限，飽和度很大，一般在90%以上，內(nèi)摩擦角幾乎接近零。由于土體材料和有機質(zhì)含量高，即便土體有合適的含水量也不宜壓實。3濕陷性黃土產(chǎn)生“彈簧土”的原因在含水量很大的粘土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土、腐殖土等原狀土上進行壓實或回填土，或者采用這種土進行回填土工程時，由于原狀土被擾動，顆粒之間的毛細(xì)孔遭到破壞，水分不宜滲透和散發(fā)，當(dāng)氣溫較高時對其進行夯擊或碾壓，特別是用光面聯(lián)（夯錘）滾壓（或夯實）表面形成硬殼，更加阻止了水分的滲透和散發(fā)，形成軟塑狀的“彈簧土”，埋藏深的土，水分散發(fā)慢，往往長時間不易消失。濕陷性黃土中，可以從力學(xué)方面來分析“彈簧土”的產(chǎn)生：土體的強度（指地基容許承載力而言）不取決于土體中顆粒本身的強度，而受顆粒問的互相連接強度所左右。粒間連接強度主要表現(xiàn)為內(nèi)摩擦力和凝聚力。對于松散狀態(tài)的砂類土，內(nèi)摩擦力是主要的，而對于粘結(jié)狀態(tài)的粘性土則凝聚力起主導(dǎo)作用。凝聚力又可分為原始凝聚力和加固凝聚力兩個類型；原始凝聚力主要是顆粒之間分子引力等因素所造成的。土體越密，顆粒間越接近，原始凝聚力越大。加固凝聚力則由土顆粒周圍的鹽類結(jié)晶膠結(jié)作用而引起的。如果由碳酸鈣、石膏和其他水溶鹽類膠結(jié)的，則由此產(chǎn)生的加固凝聚力遇水就會降低甚至消失，而如果土顆粒由硅化物、鐵化物膠結(jié)起來，它所形成的加固凝聚力遇水不會減弱。所以濕陷性黃土的物質(zhì)組成，尤其是膠結(jié)物質(zhì)組成不同，產(chǎn)生的后果就不一樣。前者可能產(chǎn)生濕陷，后者可能產(chǎn)生“彈簧土”現(xiàn)象。在施工過程中，如果忽視濕陷性黃土的物質(zhì)組成，采用錯誤的施工方法，在施工需要注入大量水的同時破壞土的結(jié)構(gòu)，引發(fā)非自重濕陷性黃土中一系列力學(xué)和化學(xué)變化，“彈簧土”就可能出現(xiàn)。其區(qū)域有大有小，所以在施工前要對地基的土質(zhì)進行全面的勘查，采取正確的施工方法，避免“彈簧土”現(xiàn)象。4“彈簧土”地基處理常用方法4.1暫停一段時間施工，使彈簧土含水量逐漸降低或?qū)⑼翆臃饋磉M行涼槽；4.2如地基已成彈簧土，可采用在上面鋪一層碎石或碎磚后進行夯擊，將表土層擠緊；4.3彈簧土較嚴(yán)重可將土層翻起并粉碎均勻，摻加石灰粉以吸收水分水化，同時改變原土結(jié)構(gòu)成為灰土，使之與有一定強度的水穩(wěn)性；4.4當(dāng)為荷載大的房屋地基，采取打石樁，將毛石（塊度為20?30cm）依次打入土中或垂直打入MIO機磚，縱距26em.橫距30em，直至打不下去為止，最后在上面鋪滿厚50mm碎石后再夯實；4.5采取換土，挖去彈簧土后重新填好土或級配砂石夯實；4.6用灰土擠密樁處理對于具有II級以上濕陷性黃土地基產(chǎn)生的彈簧土。5結(jié)論在濕陷性黃土地區(qū)如果施工方法處理不當(dāng)容易產(chǎn)生“彈簧土”，嚴(yán)重危害工程建設(shè)及建筑使用安全，在該地區(qū)施工前應(yīng)對地基土質(zhì)進行全面勘