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湿陷性黄土地区岩土工程勘察和地基处理要点
摘要:在工程施工过程中,往往会遇到一些特殊的土体,湿陷性黄土便是其中的一种。另外,我国的湿陷性黄土分布很广,施工过程中若不能及时进行治理,不但会给施工单位带来安全隐患,还会给企业的财产造成一定的损害。本文在对不同类型的湿陷性黄土进行分析的基础上,提出了在湿陷性黄土地区进行岩土工程勘察的几种方法,并对其进行了总结,以便为工程的安全、稳定提供可靠的依据。
关键词:工程施工;湿陷性黄土;损害
引言:湿陷性黄土广泛的分布在我国东北、华东、华中地区和西北地区的主要地区,由于“一带一路”战略的实施,我国在湿陷性黄土地区的道路、管道、房屋建设等工程的建设迅速增多,湿陷性黄土的病害日益突出,对其安全和耐久性造成了极大的威胁。由于湿陷性黄土的地层厚度、浸水量、上部荷载的大小等因素都会对其造成的工程破坏产生较大的影响,因此,在湿陷性黄土地区进行工程勘察和地基处理时,将会有较高的难度。目前,我国在实际工程中,还存在着大量勘察不清、处理不当等问题,致使湿陷性黄土地基引起的工程病害时有发生。在此基础上,对湿陷性黄土地区进行了深入的研究,并提出了相应的对策措施,为今后的发展提供了参考依据。
1.湿陷性黄土地基本概述
黄土是一种因陆地沉积而在半干旱、干旱环境中逐渐形成的特有土壤类型。黄土可划分为原生黄土与次级黄土,前者是由风化过程中逐渐形成的黄土,后者是在水流的冲刷和运输过程中再次冲积而成。根据黄土湿陷性的特点,一般可将黄土划分为三大类:湿陷性黄土、自重黄土、非自重湿陷性黄土。湿陷性黄土是指在特定的压力下,土体结构在受到水的冲刷后,会迅速地被破坏,形成明显的附加沉降,使土壤中的水分渗透,进而导致黄土的结构发生改变。自重湿陷性黄土是由于上部覆盖物自身的重力作用,使其受湿,从而产生附加的湿陷性黄土。非自重湿陷性黄土是由于覆盖层的重力作用,导致了土壤的湿润化,但并没有产生显著的附加沉降。
2.湿陷性黄土地区岩土工程勘察措施
2.1明确黄土土层形成原因
在湿陷性黄土地区进行岩土工程勘察时,必须对其成因有一定的认识。一般认为,湿陷性黄土可以分为原始黄土和次生黄土两种。原始黄土,也叫旧黄土,通常是在半干旱的环境中形成的。原生黄土是由细沙颗粒组成,在水分作用下易发生崩解,并表现出湿陷性特征。次生黄土是由流水冲刷、搬运、堆积而成的。与原始黄土不同的是,次生黄土具有较高的层理性,而且在其内部还存在大量的砂砾和细沙。我们所熟悉的黄土状岩石、黄土状土壤均为二次黄土。与原始黄土比较,次生黄土的强度明显低于原始黄土。不同的形成因子对黄土的湿陷性有较大的影响。
2.2加强勘察取样与试验
在调查湿陷性黄土的时候,不要对其进行干扰。因此,在调查过程中,工作人员要加大对薄壁取土器的使用力度,在黄土地区采样,既可以避免干扰黄土,又能确保探井数量,确保采样质量。只有对未发生干扰的黄土进行试验,才能确保在试验时真实地反映出土体的实际参数。在此过程中,勘探者所选取的测量地点必须满足相关的规范和标准,以确保黄土的湿陷性稀释的合理性。通过对黄土相关系数、深度参数、初始压力等相关参数进行分析,制定具有一定可行性的地基处理方案,为以后的工程设计奠定了坚实的基础。
2.3了解勘察特殊要求
在实际的湿陷性黄土地区,土工测试是一项非常普遍的工作,它的测试质量直接关系到测量数据的科学性和合理性。因此,工作人员必须对不同的勘察特别需求有一定的了解,以保证以后的工作顺利进行。平时,工作人员要经常对各种设备进行检查和测试,以便及时发现设备出现的问题。淘汰不合格的产品,保证所使用的仪器和设备的质量达到要求。要确保勘探工作的顺利进行,必须加强对科研人员的教育和培训,提高他们的专业水平和综合素质。同时,本实验室的技术负责人、土工试验操作人员也应积极参加有关的学习,以不断提升自己的综合能力。此外,应注意并注意实验室的环境,使实验室的温度保持在合理的范围之内,避免因温差过大而影响实验结果的精度。同时,应加强实验室的湿度监控,确保在湿陷性黄土地区进行岩土工程勘察。
2.4岩土工程勘察试验要点
采用土工实验方法,可以得到黄土的物理机械性能指标。通过室内湿陷性实验,可以得到初始压强的数值,并对其进行分类,从而确定其承载能力。在对湿陷性黄土进行土工测试时,应尽可能地减小干扰,保证其完整性和结构,从而获得有代表性的物理机械性能指标。
2.5提高地质勘察实施与管理的科学性
在对湿陷性黄土进行地质勘察时,应依据其特点,设计合理的勘察方案,在不同的勘察阶段采用适当的勘察方法,以达到准确、高效的目的,并对其进行岩土工程勘察和评估。同时,应加强对勘测工作的监督和管理,采用科学的评估方法和分析手段,以保证工程勘察的精确性、合理性。
2.6工程地质测绘要点
在湿陷性黄土岩土工程勘察中,要注重工程地质测绘,首先要对湿陷性场地的微地貌,分析微地貌的类型、展布情况及不良地质现象,研究地形变化历史、地层岩性、结构和构造特征。同时,还要对地下水的季节性变化幅度、深度、升降趋势以及与灌溉条件、地表水体的关系进行研究,并对地表水体进行评价。
2.7分析地基的厚度及预处理方法
在调查湿陷性黄土地区的岩土工程时,应对其厚度进行细致的测量,并制定相应的预处理措施。在自重湿陷性黄土中,其相应的土层往往位于压缩层的内侧和下面,当基础土的厚度足够大时,其下方的湿陷量就会超过总的一半。在无重力湿陷性黄土中,地基的湿陷通常仅发生在压实层的内侧,这一点还有待实验证实。湿陷性黄土的预处理必须在充分了解其湿陷量的基础形式、建筑物类型、湿陷性黄土的面积等方面,才能真实、准确的完成湿陷性黄土的勘察工作。
3.湿陷性黄土地区岩土工程地基处理要点
3.1强夯法处理要点
在采用强夯法加固湿陷性黄土地区的基础时,要加大吊装机械的运用,采用起重机将其吊起,在达到一定高度后,保证其自由落体。在沉降过程中,可以实现对基础的撞击,从而达到较好的加固效果。在冲击作用下,土体内部会受到一定的冲击,从而消除了湿陷性土层,从而保证了基础的稳定和强度。采用强夯法,既保证了地基的固结效果,又减少了地基的吸水性,最大限度地减少了地基的湿陷性。采用碎石材料、块石材料等粗颗粒材料,可以更好地进行强夯置换。在实际工作开始前,工作人员应对工程现场进行初步的测试,以确定该区域是否适宜采用强夯地基。采用重锤夯实理论,可有效地解决湿陷黄土地基。采用这种方法,既能方便施工,又能缩短工期,而且能有效地消除黄土的湿陷性。但采用强夯处理方法也有其不足之处,即在施工中会产生较大的噪音,并伴随着振动问题。
3.2重锤夯实处理要点
重锤夯实的处理方法是将吊车、重锤设备在一定的高度后,自由下落,从而保证了在重物的连续撞击下,保证了黄土的致密。在采用锤击夯实法前,施工人员必须对现场的地下水进行调查和分析,并充分考虑锤底面积、夯击高度、夯击次数和含水量等各种因素。施工中应注意的是,要使土壤含水率保持在合理的水平,以保证较好的夯实效果。在含水率低、含水率高的区域,使用重锤夯实法不适用,当地下水与地面之间的距离大于800 mm时,也不宜采用重锤法进行夯实。
3.3换填垫层处理要点
换垫层的方法主要是在基坑底部采用石灰土进行换填,再用砂土或灰土充填,分层压实,达到加固湿陷性黄土的目的,可使湿陷性黄土得到较好的稳定。在更换过程中,可将其划分为局部衬垫和整体衬垫。在进行基础处理之前,要立即进行试验,并在试验中充分考虑影响试验结果的因素,确定掺灰的用量,通常是6%左右。在石灰土充填完毕后,通过化学反应可以进一步提高其强度。通过更换石灰土,可以明显提高湿陷性黄土的强度。更换填料的方法有其缺点,即在施工中必须进行大范围的挖掘,因而施工周期比较长,对周围的环境也有一定的影响。
3.4冲击碾压处理要点
冲击碾压地基的方法,是采用冲击压路机进行碾压,从而形成一层加劲层,保证了加劲层的均匀度,提高了基础的强度,从而最大限度地减少了表面的湿陷性黄土。它可以作用于4米深的泥土,压缩深度可以达到2米。在进行冲击碾压作业前,应对工作人员进行及时的测试,以获取更精确的工程参数。采用冲击、碾压工艺,具有较高的机械效率和较高的工作速率。在碾压和冲击时,可以实现连续的冲击,不会影响到场地的构造,并且施工工艺相对简单,操作费用也比较低廉。因此,在湿陷性黄土地基的基础上,通常采用冲击碾压法进行浅层的处理,并能获得较好的加固效果。
3.5灰土挤密桩法处理要点
在湿陷性黄土地区,采用灰土挤密桩法进行地基处理时,必须及时进行钻孔。在钻孔时,可以采取冲击法或沉管法,将灰土和素土填入钻孔部位,使其压实,从而保证地基的稳定。在灰土挤密桩施工中,在成孔期产生了一定的侧向挤压力,这种挤出力很大,可以对黄土进行压缩。当填筑灰土或粘质的土壤时,应采取分层充填的方法,并应及时进行夯实。由于粉土挤密桩法可以承受建筑物本身的荷载,所以在高于地下水位的湿陷性黄土地基时,采用压实方法更为合适。挤密桩的优点表现在多个方面,例如可以在原有的基础上进行处理,从而达到了就地取材的目的,同时也降低了施工费用。
3.6化学加固处理要点
在湿陷性黄土基础上,常用的化学加固方法主要有单液硅和碱液两种。这两种方法都是在地下水位以上进行基础加固的。采用单液硅化方法,将水玻璃掺入地基,在自重、湿陷的场地施工中,通过钻孔将溶液注入到地基中。在非重力、湿陷性的工地上,还可以采用压入法。碱液加固的方法是将碱液注入地基,再经钻孔注入地基。在自重湿陷黄土地基上,常用碱液补强方法进行加固。化学方法具有较好的补强作用,且效果比较显著,且工期较短。但其缺点是造价高,不适合于低渗透率的黄土地基。
3.7预浸水法
利用自身的重力湿陷特性,可以在施工前对地基进行浸渍处理,使其在重力作用下产生湿陷,然后进行施工。采用预浸法处理含水量超过10 m、自重和湿陷率均超过50 cm的湿陷区是可行的。预浸法处理后,表层6 m以下的土壤,由于压强较低,一般具有湿陷性,应采取垫层等措施。
结束语
在湿陷性黄土地区进行地质勘察,必须在充分了解其地质条件和形成原因的基础上,对其进行采样,增强其实际效果,提高其精度和质量,并对其进行加固,以达到全面的勘探效益。在对湿陷性黄土地基进行加固时,应结合工程实际选用适当的加固措施,以使地基的强度和稳定性得到最大限度的改善,以确保工程施工的安全性和可靠性。
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