对湿陷性黄土地区地基处理的探讨

第３２卷第８期　Ｖ０１．３２　Ｎｏ．８　２　０　０　６年４月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ａｐｔ．２００６　・１０１・　文章编号：１００９—６８２５｛２００６）０８—０１０１—０２　对湿陷性黄土地区地基处理的探讨　刘红云　摘要：通过对湿陷性黄土地基的湿陷性以及湿陷机理进行分析，结合具体工点，判别湿陷性黄土的湿陷类别和等级，提　出对此种地基处理的方法以及施工中的注意事项。　关键词：湿陷性黄土，地基处理，深层搅拌桩　中图分类号：ＴＵ４７１．７　文献标识码：Ａ　１　工程概况　室内试验确定时，可在Ｐ～　曲线上取　＝０．０１５所对应的压力　西安枢纽北环线地处渭河冲积平原，均为第四系松散堆积层　作为湿陷起始压力；当按现场静载荷试验确定时，应在Ｐ～　（　覆盖，所属地层主要为全新统冲积粘质黄土、冲积砂层、碎石类土　为浸水下沉量）曲线上取其转折点所对应的压力为湿陷起始压力　及粘性土；上、中更新统冲积砂层、粘性土层和风积粘质黄土层。　值。如转折点不明确，可取　／ｂ＝０．０１５（ｂ为压板宽度）所对应　主要工程地质问题有地震液化、地裂缝、湿陷性黄土、人工坑洞和　的压力作为湿陷起始压力值。对自重湿陷性黄土，不需要确定其　松软地层。其中湿陷性黄土较为严重。一级阶地湿陷类型为非　湿陷起始压力值。　自重，湿陷等级为工级～Ⅱ级，局部为Ⅱ级，湿陷深度ｌ　ｍ～５　ｍ；　３）湿陷起始含水量ｗ　：即湿陷性黄土在一定压力作用下受　二级阶地湿陷类型为自重，湿陷等级为Ⅱ级～Ⅲ级，湿陷深度６　ｍ　水浸湿开始出现湿陷时的最低含水量。对同一种土，起始含水量　～ｌ５　ｍ；三级阶地湿陷类型为自重，湿陷等级大部分为Ⅱ级～Ⅲ　并非是一个定值，一般随压力的增大而减小。确定Ｗ　的方法是　级，湿陷深度１０　ｍ～２０　ｉｎ。设计过程中，由于湿陷厚度及湿陷类　以土样在某一压力作用下的湿陷系数等于０．０１５时相应含水量值。　别的不同，采用了灰土换填以及深层搅拌桩法，下面就湿陷性黄　３湿陷性黄土地基处理方法的选择　土的成因、等级判定方法、涵洞基础处理方法的选取和施工注意　湿陷性黄土地基处理的目的，主要是改善土的物理力学性　事项探讨如下。　质，消除或减少地基因浸水而引起的湿陷变形。湿陷性黄土地基　２湿陷性黄土的形成及湿陷变形的特征指标　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　湿陷性黄土一般是指非饱和的不稳定土，在一定压力作用　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　下，遇水后发生显著的沉陷。它的这种特性，会对结构物带来不　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　同程度的危害，使线路及桥涵结构物大幅度沉降、折裂、倾斜，严　自重湿陷性黄土，以及湿陷性黄土层的厚度、湿陷等级、类别后，　重影响其安全和使用。　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。　２．１　湿陷性黄土的形成及分类　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　黄土是在风的搬运作用下沉积，没有经过次生扰动、无层理、　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　含大孔隙的黄色粉质碳酸盐类沉积物。黄土在天然含水量时，一　法等。在北环线的设计过程中。一级阶地和三级阶地范围比较　般具有较高的强度和较小的压缩性。但遇水后。在自重压力或自　广，根据这两种阶地的湿陷类型和特性，选择灰土换填和深层搅　重压力与附加压力共同作用下。有的会产生大量的沉陷变形，有　拌桩的方法分别进行地基处理，收效甚好，下面就这两种方法进　的却并不发生湿陷。前者称为湿陷性黄土。后者称为非湿陷性黄　行分别论述。　土。湿陷性黄土又分为自重湿陷性黄土（在自重压力作用下产生　湿陷性的）和非自重湿陷性黄土（自重压力与附加压力共同作用　３．１灰土和素土垫层法　１）在一级阶地地段，因为湿陷类型为非自重，湿陷等级为Ｉ　下产生湿陷性的）　ｌ　Ｊ。　级～Ⅱ级，局部为Ⅱ级，湿陷深度１　ｍ。５　ｍ；深度较浅，而且都在　２．２湿陷变形的特征指标　地下水位以上，经济以及施工技术要求都比较好，所以在此段采　衡量黄土湿陷性变形特征的指标主要有三个：湿陷系数、湿　用灰土和素土换填。也就是将基底以下湿陷性土层全部挖除或　陷起始压力和湿陷起始含水量。　挖至预计的深度，大概１　ｍ－３　ＩＴＩ的范围内，然后以灰土和素土分　１）湿陷系数　：是单位厚度土样在规定的压力作用下受水浸　层回填夯实，换填压实系数不小于９５％。它消除了垫层范围内　湿后所产生的湿陷量。　可通过室内侧限浸水压缩试验确定。　的湿陷性，减轻或避免了地基因附加压力产生的湿陷。这种方法　湿陷系数的大小反映了黄土对水的湿陷敏感程度。　越大，表示　施工简易，效果显著，是一种常用的地基浅层处理或部分湿陷性处　土受水浸湿后的湿陷性越大。一般认为：０．０１５≤　≤０，０３，为弱　理方法，经这种方法处理的灰土垫层的地基承载力可达到３００　ｋＰａ　湿陷性；０．０３＜　≤０．０７，为中等湿陷性；　＞０．０７，为强湿陷性。　（素土垫层可达２００　ｋＰａ），这样既阻断了水分的下渗又提高了地　２）湿陷起始压力Ｐ　：即黄土在某一压力作用下浸水后开始　基的整体性和承载力，且有良好的均匀性。　出现湿陷时的压力。如果作用在湿陷性黄土地基上的压力小于　．　２）施工中应注意的问题。　这个起始压力，地基即使浸水，也不会发生湿陷。　值常通过室　ａ．施工时，挖出基底下拟处理的湿陷性黄土，并利用基坑内　内浸水压缩试验和现场浸水载荷试验确定。黄土规范规定，当按　的黄土或就地挖出的其他粘性土作填料，灰土应过筛、拌和均匀，　收稿日期ｉ２００５．１１．０５　作者简介：刘红云（１９７７），女，助工，铁道第一勘察设计院桥隧处，陕西西安７１００４３　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３２卷第８期　・１０２・　２　０　０　６年４月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲ（：ＨＩＴＥＣｒＵＲＥ　Ｖ０１．３２　Ｎｏ．８　Ａｐｔ．２００６　文章编号：１００９．６８２５｛２００６）０８　０１０２—０３　嵌岩桩桩长计算中桩基承载力ｌ计算式的探讨　张海英摘吴瑗　要：结合建筑桩基设计及桥梁施工实践，针对ＪＴｌ　０２４　８５中的嵌岩桩承载力计算的局限性，介绍了更符合嵌岩桩实　际受力模式的计算方法，并提出了应用中的注意问题，以提高桩基设计的可靠性和经济性。　关键词：单桩轴向承载力，桩基，嵌岩桩，端承桩　中图分类号：ＴＵ４４１．４　文献标识码：Ａ　引言　现与１９８５年由交通部公路规划设计院制定的现行ＪＴＪ　０２４　８５公　在公路桥梁设计中，由于桩基具有承载力大、沉降小、混凝土　路桥涵地基与基础设计规范第４．３．４条嵌岩桩单桩轴向容许承　载力［Ｐ］＝（ＣｌＡ＋Ｃ２　）Ｒ　（４．３．４）计算式及其有关基岩的定　圬工少、施工技术成熟及受环境制约因素较少等优点而被广泛采　义有直接关系。结合建筑桩基设计及桥梁施工实践认为该计算　用。桩基同时具有单位造价高的不足之处。在实际设计中，设计　人员通常忽视了桩周覆盖土层的作用而不管基岩（未风化层）埋　置深度而过分保守地将桩尖伸入基岩一至数倍桩径，仅有效桩长　式针对嵌岩桩有一定的适用局限性并提出更为符合嵌岩桩实际　受力模式的计算方法，以期达到在满足使用功能的前提下减小桥　梁桩长、降低桥梁造价的目的。　（地面或局部冲刷线以下的桩长）就达二十几米以上。在很大程　　两种桩基单桩轴向承载力计算模式　度上造成了材料的浪费，提高了桥梁工程的造价。这种情况的出　１然后根据所选用的夯（或压）实设备，在最优或接近最优含水量下　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　分层回填、分层夯（或压）实至设计标高。灰土垫层中的消石灰与　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　土的体积配合比，宜为２：８或３：７，在本工程中建议采用３：７。　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　ｂ．严格控制地基土的含水量，对于含水量较大，或曾局部基　水位以下的土层中应用更好。　坑进水者，要采取相应的措施（如晾晒等）。　２）湿法施工是将水泥搅拌成浆后注入土中的方法。水泥浆　ｃ．垫层处理的宽度要达到规范要求，应超过基础边缘不得小　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　于厚度的３０％，并不得小于０．３　ｍ。这样使碾压设备能充分碾压　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　到位，还使形成的垫层压实度产生差异。　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　ｄ．严把质量关，施工中碾压分层的厚度不宜大于３０　ＬＴＩ１，并逐　用时需根据土的工程性质，尤其是含水量情况做出适当的选择。　层检测压实度，达到设计规范要求。　４结语　上述两种湿陷性黄土地基的处理方法，近年来在铁路公路建　３．２深层搅拌桩法　１）深层搅拌桩是复合地基的一种，近几年在黄土地区应用比　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　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　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　简便、快捷、无振动，基本不挤土，低噪音等特点。　越多，也有了一定的施工经验。　深层搅拌桩的固化材料有石灰、水泥等，一般都采用后者作　在近十几年开始采用的挤密法、预浸水法以及对既有建筑物　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　地基加固的单液硅化法和碱液加固法等，都不失为好方法。但不　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　管是采用哪种方法，只要有严密的质量控制手段，都可能经济而　溶于水的稳定结晶化合物，这些新生成的化合物在水中或空气中　有效地获得期望的效果。　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　参考文献：　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　［１］钱鸿缙，王继唐．湿陷性黄土地基［Ｍ］．北京：中国建筑工业出　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　版社．１９８５．８２　８４．　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　［２］ＧＢ　５００２５—２００４，湿陷性黄土地区建筑规范［ｓ］．　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　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｉｎ　ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ　ｌｏｅｓｓ　ａｒｅａ　ＬＩＵ　Ｈｏｎｇ－ｙｔｍ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｔｈｅ　ｆｅａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ　ｌｏｅｓｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｗａｙ　ｉｔ　ｃｏｍｅｓ　ｔｏ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｉｔ　ａｌｓｏ　ｇｉｖｅ　ｓｏｒｌｌｅ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｔｈｉｓ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｓｕｂｓｏｉｌ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｔｅｐｓ　ｙｏｕ　ｓｈｏｕｌｄ　ｐａｙ　ｍｏｒｅ　ａｔｔｅｎｔｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ　ｌｏｅｓｓ，ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｄｅｅｐ　ｍｉｘｉｎｇ　ｐｉｌｅ　收稿日期：２００５．１０．１４　作者简介：张海英（１９７７．），女，助工，河南省交通规划勘察设计院，河南郑州吴瑷（１９７３一），女，助工，河南省交通规划勘察设计院，河南郑州４５００５２　４５００５２