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    湿陷性黄土,湿陷性黄土地基处理

    作者:瑞力通地基处理    日期:2019-11-14 12:21    来源:瑞力通    浏览:

    湿陷性黄土是指在上覆土层自重应力作用下,或者在自重应力和附加应力共同作用下,因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土,属于特殊土。有些杂填土也具有湿陷性。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。(这里所说的黄土泛指黄土和黄土状土。湿陷性黄土又分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土,也有的老黄土不具湿陷性)。


    基本信息


    湿陷性黄土是指在上覆土层自重应力作用下,或者在自重应力和附加应力共同作用下,因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土,属于特殊土。有些杂填土也具有湿陷性。 

    分布范围

    广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。

    分类

    这里所说的黄土泛指黄土和黄土状土。湿陷性黄土又分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土,也有的老黄土不具湿陷性。


    可能造成危害


    在湿陷性黄土地基上进行工程建设时,必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害,选择适宜的地基处理方法,避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。 请选择DDC桩技术(一种深层地基处理方法。该方法先成孔至预定深度,然后自下而上分层填料强夯或边填料边强夯,形成承载力的密实桩体和强力挤密的桩间土(以下简称DDC法)。)


    作用原理


      DDC桩是在综合了重锤夯实、强力夯实、钻孔灌注桩、钢筋混凝土预制桩、灰土桩、碎石桩、双灰桩等地基处理技术的基础上,吸收其长处,抛弃其缺陷,集高动能、高压强、强挤密各效应于一体,完成对软弱土层的处理。


      DDC桩是通过机具成孔(钻孔或冲孔),然后通过孔道在地基处理的深层部位进行填料,用具有高动能的特制重力夯锤进行冲、砸、挤压的高压强、强挤密的夯击作业,从而达到加固地基的目的,使地基承载性状显著改善。这是一般地基处理技术都不具备的,具有显著特色的建筑地基处理方法。


    工程特性


    湿陷性黄土是一种特殊性质的土,其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时,一般强度较高,压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿,土结构会迅速破坏,产生较大附加下沉,强度迅速降低。故在湿陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基湿陷对建筑产生危害。

    颗粒组成

    我国湿陷性黄土的颗粒主要为粉土颗粒,占总重量约50~70%,而粉土颗粒中又以0.05~0.01mm的粗粉土颗粒为多,占总重约40.60%,小于0.005mm的粘土颗粒较少,占总重约14.28%,大于0.1mm的细砂颗粒占总重在5%以内,基本上无大于0.25mm的中砂颗粒。从以下表1可见,湿润陷性黄土的颗粒从西北向东南有逐渐变细的规律。

    表l 湿陷性黄土的颗粒组成

    单位:mm


    地名

    >0.05

    0.05一0.01


      0.0l—0.005

      <0.005

    平均值

    常见值

    平均值

    常见值

    平均值

    常见值

    平均值

    常见值

    兰州

    19

    10~25

    57

    50一65

    10

    5~10

    14

    5—25

    西安

    9

    5~15

    50

    40~60

    16

    10一20

    25

    20一30

    洛阳

    1l

    5~15

    48

    40~60

    13

    10~15

    28

    20一35

    太原

    27

    15—35

    50

    40—60

    7

    5~15

    16

    10一20

    延安

    24

    20—30

    48

    40—55

    11

    9^一15

    17

    10~25


    上述颗粒的矿物成分,粗颗粒中主要是石英和长石,粘粒中主要是中等亲水性的伊利石(见表2)。此外,在湿陷性黄土中又含有较多的水溶盐,呈固态或半固态分布在各种颗粒的表面。

    表2 湿陷性黄土的矿物成分和水溶盐含量

    地区

    粗颗粒的

    主要矿物

    细颗粒的

    主要矿物

    水溶盐含量(%)

    易溶盐

    中溶盐

    难溶盐

    山西

    石英、长石

    伊利石

    0.02~0.66

    极少

    11—13

    陕西

    石英、长石

    伊利石

    0.03—0.95

    极少

    9~14

    甘肃

    石英、长石

    伊利石

    0.10~0.90

    0.5~1.4

    10


    黄土是干旱或半干旱气候条件下的沉积物,在生成初期,土中水分不断蒸发,土孔隙中的毛细作用,使水分逐渐集聚到较粗颗粒的接触点处。同时,细粉粒、粘粒和一些水溶盐类也不同程度的集聚到粗颗粒的接触点形成胶结。

    试验研究表明,粗粉粒和砂粒在黄土结构中起骨架作用,由于在湿陷性黄土中砂粒含量很少,而且大部分砂粒不能直接接触,能直接接触的大多为粗粉粒。细粉粒通常依附在较大颗粒表面,特别是集聚在较大颗粒的接触点处与胶体物质一起作为填充材料。

    粘粒以及土体中所含的各种化学物质如铝、铁物质和一些无定型的盐类等,多集聚在较大颗粒的接触点起胶结和半胶结作用,作为黄土骨架的砂粒和粗粉粒,在天然状态下,由于上述胶结物的凝聚结晶作用被牢固的粘结着,故使湿陷性黄土具有较高的强度,而遇水时,水对各种胶结物的软化作用,土的强度突然下降便产生湿陷。

    湿度和密度

    湿陷性黄土之所以在一定压力下受水时产生显著附加下沉,除上述在遇水时颗粒接触点处胶结物的软化作用外,还在于土的欠压密状态,干旱气候条件下,无论是风积或是坡积和洪积的黄土层,其蒸发影响深度大于大气降水的影响深度,在其形成过程中,充分的压力和适宜的湿度往往不能同时具备,导致土层的压密欠佳。接近地表2--3米的土层,受大气降水的影响,一般具有适宜压密的湿度,但此时上覆土重很小,土层得不到充分的压密,便形成了低湿度、高孔隙率的湿陷性黄土。

    湿陷性黄土在天然状态下保持低湿和高孔隙率是其产生湿陷的充分条件。我国湿陷性黄土分布地区大部分年平均降雨量约在250~500mm,而蒸发量却远远超过降雨量,因而湿陷性黄土的天然湿度一般在塑限含水量左右,或更低一些。

    表3 我国湿陷性黄土的天然含.it~mm,液限值

    地名

    天然含水量(%)

    塑限(%)

    液限(%)

    平均值

    常见值

    平均值

    常见值

    平均值

    常见值

    兰州

    11

    7~16

    17

    14~20

    27

    20~30

    西安

    19

    12~25

    18

    15—22

    32

    25~37

    太原

    14

    5~20

    17

    15~20

    26

    20~30

    子长

    14

    7~20

    19

    18~20

    28

    25~30

    延安

    14

    7—20

    18

    16~22

    29

    25~33

    平凉

    16

    12~22

    19

    16—22

    30

    25~35


    表4 我国湿陷性黄土的孔隙


    孔隙比(e)


    地名

    平均值

    常见值

    兰州

    1.08

    0.85一1.27

    西安

    1.04

    0.85~1.22

    太原

    0.96

    0.82~1.13

    洛阳

    0.93

    0.82~1.03

    延安

    1.17

    1.00一1.32

    子长

    1.04

    0.89~1.22


    在竖向剖面上,我国湿润陷性黄土的孔隙比一般随深度增加而减小,其含水量则随深度增加而增加,有的地区这种现象比较明显,为此较薄的湿陷性土层往往不具自重湿陷或自重湿陷不明显。

    地基处理

    湿陷性黄土地基处理的目的主要是通过消除黄土的湿陷性,提高地基的承载力。

    常用的地基处理方法有:土或灰土垫层、土桩或灰土桩、强夯法、重锤夯实法、桩基础、预浸水法等。

    各类地基的处理方法都应因地制宜,通过技术比较后合理选用。

    对于Ⅱ级以上湿陷性黄土地基处理如采用土或灰土垫层、土桩或灰土桩、桩基础预浸水法,不同程度存在工作量大、花费劳力多、施工现场占地大、工期长、造价高等缺点。强夯法以其处理地基施工简便、速度快、效果好、造价低等优点,在全国湿陷性黄土地区得到广泛应用和推广。

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