《湿陷性黄土施工注意事项》
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摘 要：改革开放以来,我国基础工程建设事业经历了从无到有,从少到多的发展及变化,在其快速发展过程中,衍生出一系列设新工艺、新设备以及新技术,而湿陷性黄土作为一种特殊性地基类型,其施工中所存在的一系列施工工艺、施工技术等问题成为众多基础工程建设单位重点研究问题.本文以实际工程项目为例,对湿陷性黄土工程施工特性以及各施工要点处理方法及注意事项进行重点分析,以期提升工程整体施工质量和施工安全.
关键词：湿陷性;黄土;施工;注意事项
1.工程概述
某高速公路是当地交通规划体系中基础组成部分,是连接周边省市的重要战略通道.工程处于黄土高原地区,在地形地貌上来看,符合黄土地貌特征,土体为新黄土,具有自重湿陷性.该地区年均降雨量750mm左右,气候较为干燥,且集中在9～11月,并且根据对区域内地表条件的觀察来看,地表主要分为砂岩、泥岩、湿陷性黄土以冲沟,多种不良现象集中发生于该工程,建设过程中需面临诸多危险性因素,建设难度相对较高,需提高工程施工规范性和标准性,以确保工程质量达标.
2.湿陷性黄土工程的特性
①胀缩性.黄土在与水接触后在体积上容易膨胀,导致路面发生隆起,而环境温度过于干燥,体积随之收缩,则易于造成路面下沉,路面在这种反复性的变化过程中,产生严重的裂缝和剥落问题,缩短工程实际使用年限.
②崩解性.较普通黄土,新黄土有着较大的孔隙,岩体性质较为疏松,与水接触将吸取大量水分,并快速崩解;而老旧黄土由于孔隙较小,岩体性质较为紧密,崩解需时间等条件;红色黄土不但孔隙小、紧密性强,且在浸入水中后仍可实现不崩解.
③多孔裂隙性.黄土空隙程度相对较高,整体呈垂直或倾斜的管状,大部分为垂直孔隙,上下贯穿.
④强度衰减性.通常情况下,黄土强度与黄土含水量成反比,含水量越大黄土强度越小,相反则强度越大.当含水率情况处于天然情况实,黄土整体状态则较为坚硬,且强度明显,但在浸湿后,可长期保持湿润状态,强度有所削弱,若水分含量达到一定程度导致黄土过湿则易于形成弹簧土.
⑤湿馅性.在外加荷载以及自重的双重作用下,黄土被水浸润后,土体结构被严重破坏,产生剧烈的下沉现象,即所谓的湿陷.
3.湿陷性黄土地基的施工要点及其常见处理方法
湿陷性黄土地质主要是由于土壤中饱含较大水分,使得该土质在实际施工过程中复杂程度较高.出于土壤水分过多等因素影响,黄土空隙相对较大,缺乏较强的承受力,坍塌现象时有发生,且水分子的长期渗透将增加黄土的膨胀性,对工程整体建设质量产生严重影响.选择湿陷性黄土进行工程建造,主要是通过不同方法的采用,达成对黄土中水含量的有效处理,可以采用其他材料填充、路基排水、土基夯实等方法,增加土体承受力.
3.1强夯法
强夯法又称“动力固结法”主要是以相关起重设备为工具,以10～40m为标准对80～400kg的重锤进行起吊,使重锤做自由落体动作,以强力夯击方法,湿陷对黄土湿陷性问题的有效消除,避免后期发生严重的压缩或变形,促使地基强度不断增强.
但该方法在实际应用过程中主要是针对局部或者整片,饱和度Sr≤60%湿陷性黄土地基,在处理深度方面可达到3～12m左右.强夯法施工开展的有效与否主要取决于土的天然含水率,一般天然含水率不足10%的土,颗粒间将产生较大的摩擦力,细土颗粒难以就被有效填充,并且表层较为剪影,表层土在夯击过程中易于松动,消耗过多能量,夯实作用难以渗透至深层土,只能在有效深度范围内实现对湿陷性黄土的消除,实际夯填质量与前期设计预想存在较大差异.
3.2桩基础法
桩基础作为一种基础施工形式,也是一种有效的地基处理措施,主要是将灌注桩或者钢筋混凝土桩有规则的布置于地基中,以促使地基承载能力的全面提升.按照不同受力条件可将桩基础进行划分,主要包括摩擦桩和端承桩,上述两种处理方法多用于工业建筑与民用建筑.在桩基础法实际应用过程中,存在大量隐蔽性问题,如,地基在遭受水浸入后,极有可能引起湿陷现象,威胁工程安全性与稳定性.在桩周土发生自重湿陷时,将产生土相对桩的向下位移对桩产生一定的负摩擦力.且通过大量施工实践发现,相较于灌注桩,尽管预制桩的测表面相对较为平滑,但在单位面积上的负摩擦力大于灌注桩.究其原因,主要是由于在预制桩打桩期间,桩周土被挤压,在桩基础四周形成一圈系保护圈,黏附于桩侧表面,在桩周土体发生自重湿陷时,往往是沿着硬壳层进行滑移,硬壳层使得桩测表面面积以及负摩擦力不断增加,在该负摩擦力的影响下,桩基出现不同程度的沉降,但由于负摩擦力发挥水平的差异性,造成地基沉降也存在不均匀性.
3.3挤密桩法
所谓挤密桩法主要指的是将适量的吸水弱、膨胀性强的材料挤入基础土体,提高地基土体的密实性.该处理方法的有点在于,对湿陷性黄土厚度无过多要求,但出于对可操作性和成本的斯卡,通常处理深度为5～15m.而通过大量工程实践证明,该处理方法有着极高的含水量要求,含水量过高或者含水量过低均将影响挤密效果,成为工程施工中一大控制难点,由于湿陷性黄土有着极强的吸水性,可轻松达到饱和状态,在湿陷性黄土进行洒水湿润时,表层土质水分达到一定标准后,过多的洒水将形成水,下部土质由于缺乏水体的滋润,处于一种异常干燥状态,一般情况下,当地基土水含量不足10%时,不易采用该处理方法.
3.4深层搅拌桩法
从性质来看,深层搅拌桩属于一种复合地基,在黄土地区广受欢迎,主要在处理一些含水量较高的湿陷性弱黄土中应用较为频繁,该方法具有多种特点,如,施工便捷、不挤土、低噪音、无振动等等.石灰和水泥是深层搅拌桩的主要固化材料,一般水泥作为固化材料的情况较多,其加固机理是在粘土中掺入水泥,使水泥与粘土中的水分发生水化和水解反应,与活性粘土粒生成不溶于水且具有一定稳定性特点的结晶化合物,新生成的化合物在水中或空气中发生凝硬发硬,强化水泥硬度,确保地基土承载力达到施工标准,
3.5 边坡处理
用黄土填筑路基时,路基每侧应填宽30-50cm,以利边坡处的压实.成型后的黄土路堤边坡应及时拍紧、整平、刷顺,做好防护工程,以减少雨水对边坡的侵蚀.
3.6地表处理
当基底为软土地质时,承载力存在偏低现象,且在地下水位偏高的情况下,容易影响基底强度,因此在实际施工过程中应注意一下几点：
①实施阻拦地表水的相关措施,避免地面水下渗,降低地基湿陷性下沉的可能性;②如果地表同样为软土,应结合软土填筑材料、埋层、深度、路堤高度等因素,采取各种加固措施,如,粉喷桩、塑料排水板、灰土垫层、换砂砾、设砂垫层、抛石挤淤等等;③当地下水位超出标准高度,且浅水层埋藏较浅时,可通过排水沟、渗沟、暗沟以及渗井的设置,实现地下水位的降低,将路基范围内的渗水有效排出,且其应有合适的断面尺寸和沟底纵坡.
4.结束语
综上所述,随着湿陷性黄土地区建设规模和建设数量的不断扩大和增长,工程建设用地日益严峻,大量大型或超大型工程建设项目选择在厚度相对较大的湿陷性黄土场地开展,无形中增加了地基施工和地基处理的复杂程度,针对地区土质和结构物的差异性,应选择不同的地基处理方法,在施工过程中尽可能的降低对土体的直接破坏,做好工程项目周围防水工作,避免及地土被水浸泡;具体施工应严格遵照相关标准,通过结构措施的有效实施,降低工程项目沉降性,提高结构与湿陷变形地基的适应性,消除施工中的危险性因素,从根本上提升工程整体施工质量.
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湿陷性黄土引用文献:
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[2] 湿陷性黄土和地基方法专升本毕业论文范文 湿陷性黄土和地基方法论文参考文献范文2万字
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