第44卷第7期 山西建筑• 74 • 2 0 1 8 年 3 月 SHANXI ARCHITECTURE V〇l.44No.7 Mar.2018文章编号:1009-6825 (2018) 07-0074-02湿陷性黄土特性及应用分析令狐艳丽(山西省建筑设计研究院,山西太原030013)摘要:阐述了湿陷性黄土的工程特性,明确在湿陷性黄土场地进行地基处理的目的,介绍了湿陷性黄土地基处理的所有方法,通 过详细勘察确定湿陷的类型及湿陷等级,在太原地区分布着大片湿陷性黄土,所以经常会用到湿陷性黄土的一些处理方法,通过 某一工程实例将经常用的灰土挤密桩消除湿陷性和提高地基承载力进行分析。
湿陷性黄土属于特殊性岩土,如在湿陷性黄土地 基上进行工程建设时,勘察期间必须查明其工程特征,确定最佳的地基处理措施,保证建筑物的安全性。
关键词:湿陷性黄土,工程特性,地基处理中图分类号:TU475.31概述太原地区存在湿陷性黄土这种特殊性土质,根据以往的勘察 资料太原市湿陷性黄土主要分布在汾河两岸高阶地至黄土台地,绝大部分为非自重湿陷性黄土,自重湿陷性黄土沉积无规律,分 布在汾河以东,例如敦化坊、太原东客站以南、道场沟南、双塔西 街至十方院等地。
湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密土,土质较均匀,具有大 孔隙,天然湿度下一般强度较高,压缩性较小,不容易发生变形,遇水浸湿时土的强度显著降低。
2湿陷性黄土的工程特性黄土是指第四纪以来在干旱、半干旱气候条件下陆相沉积的 一种特殊土,分为老黄土和新黄土,老黄土一般没有湿陷,承载力 较高,新黄土广泛覆盖在老黄土之上,与工程建筑关系密切,一般 都具有湿陷性,湿陷性黄土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,下沉稳定后,因浸水土的结构 迅速破坏而发生显著附加变形,强度迅速降低,体现在建筑物方 面:在框架结构中,对于上部结构的刚度较大的建筑物,发生不均 匀沉降,随着不均匀沉降的发展,可能造成上部结构发生破坏,甚至是倒塌;在砖混结构中,主要体现墙体开裂并附加不均匀沉 降引发危险。
所以在湿陷性黄土地基上进行工程建设时,我们 应先查明建筑工程特征,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来采取 适宜的地基处理方法,防止地基湿陷引起附加沉降对工程造成 危害。
3湿陷性黄土的地基处理措施及勘察重点在湿陷性黄土场地进行地基处理的目的有三个:一是降低土 的压缩性;二是提高地基承载力;三是消除湿陷性。
文献标识码:A湿陷性黄土的地基处理方法有:换填土或灰土垫层法、挤密 法、强夯法、桩法、预浸水法等等,在我们太原地区预浸水法不经常用,经常用到垫层法和挤密法处理湿陷性黄土地基,在用这两 种方法时严禁使用冻土、膨胀土、盐渍土、有机质等不良土料和粗 颗粒的透水材料作填料。
针对不同湿陷性黄土的特性、不同建筑 物的类别、不同的浸水几率并考虑施工设备、材料来源、施工进度 和当地环境等因素,经技术经济综合分析比较后我们来确定其中 的一种或多种结合的最佳处理方法,湿陷性场地上任何建筑物的 地基处理都应符合以下两点:1)甲类建筑应消除地基的全部湿陷 量;2)乙类、丙类建筑应消除地基的部分湿陷量(具体参照《湿陷 性黄土地区建筑规范》)。
我们将通过太原市东山地区某一工程 实例中湿陷性黄土地基处理进行分析。
首先勘察部门应当详细查明黄土地层的时代、成因以及其物 理力学性能指标(包括湿陷系数、湿陷起始压力随深度的变化、自重湿陷系数等等),严格按照规范对场地进行布置勘察探点,勘探 点的深度应大于地基压缩层的深度,并应符合表1或穿透湿陷性 黄土层。
为了准确测试黄土的湿陷特征需要进行探井取样,对同 一钻孔相同深度分别采取探井取样和取土器取样,送往室内试验 测试,最终确定场地土的地基湿陷等级的平面分布、湿陷类型以 及承载力大小,对场地和地基做出评价,并结合设计要求和建筑 物的特点,对地基处理措施提出宝贵意见。
表1勘探点深度湿陷类型非自重湿陷性黄土场地自重湿陷性黄土场地陇西、陳北一陕北一晋西地区其他地区勘探深度/m(自基础底面算起)>10>15>104湿陷性黄土地基处理具体工程实例分析某一新建综合楼位于太原东山地区,本工程地质情况见表2。
Test study on bearing characteristics ofconcrete-cored sand-gravel pile in soft soil foundation treatmentWu Xingzheng(Sinopec Petroleum Engineering Construction Jiangsu Corporation,Yangzhou225002, China)Abstract: Deep soft soil foundation is often encountered in road construction,with improper treatment may causes the problem of road quality. Field test study on concrete-cored sand-gravel pile with coastal soft soil foundation treatment project, its bearing characteristics and stress mechanism are analyzed. The research shows that the concrete-cored sand-gravel pile has good application effect in treating deep soft soil foundation. Key words :concrete-cored sand-gravel pile, composite foundation, static load test, bearing capacity of foundation收稿日期=2017-12-29作者简介:令狐艳丽(1983-),女,工程师第44卷第7期2 0 1 8年3月令狐艳丽:湿陷性黄土特性及应用分析• 75 •表2本工程土质情况土层平均层厚m 土层湿陷情况天然地基承载力特征值kPa ①素填土 2.70具强烈湿陷性110②黄土状粉土 2.15具强烈湿陷性150③粉砂 3.14具中等~强烈湿陷性130④湿陷性粉土 5.38具轻微〜强烈湿陷性160⑤湿陷性粉质粘土 4.34具轻微~中等湿陷性200⑥湿陷性粉土 5.87轻微湿陷性190⑦粉质粘土12.61不计湿陷性220本工程设计为地上7层,采用框架剪力墙结构,筏板基础,地 下室顶板以上由抗震缝分为3个单体,地下室顶板以下连为整 体,此场地为自重湿陷性场地,地基湿陷性等级:A 区和B 区为n级、C 区为HI 级,持力层位于第四层湿陷性黄土层,本工程按湿陷地区建筑物分类属乙类建筑,根据上部结构形式和场地工程地质条 件,本工程地基处理分两个步骤:第一步,采用灰土挤密桩消除桩长范围内的全部湿陷土;第二步,采用1.〇 m 厚的三七灰土垫层换填 掉基底以下杂填土。
要求分层回填、分层夯实,下层检验合格后方 可铺设上层土,压实系数不小于〇. 97,处理后复合地基承载力特征 值不小于200 k P a 。
本工程的灰土挤密桩布置范围见图1。
本工程灰土挤密桩的设计要求:1)材料:粧孔内用二七灰土回填;2)粧径400 m m ,粧间距 0.9 m ,正方形布桩,有效桩长9.5 m ,灰土挤密桩布置范围超出建 筑物基础外轮廓线4.5 m ,工程桩总桩数:12 126个,其中A 段基 础范围内5 878个,B 段基础范围内2 350个,C 段基础范围内 1319个。
要求桩体三七灰土分层回填、分层夯实,下层检验合格 后方可铺设上层土,压实系数不小于〇. 97 ;3)施工工艺采用振动 沉管成孔,桩顶以上预留覆盖土层厚度不小于1 m 。
灰土挤密桩检测:1)施工前,应在场地基础范围以外进行两种桩间距试桩(试 桩1桩间距900 m m 、试桩2桩间距1 000 m m ),A 区西北角(第 1点)、场地东北(第2点)以及场地东南(第3点)详见图2,三处 进行试桩,每组9根,以此取得必要的施工参数和数据,同时检测 湿陷性消除效果,试桩后的复合地基承载力特征值不小于200k P a 。
根据相关部门提供的灰土挤密桩试桩检测结果,第2点和第3点的试桩地基承载力满足设计要求、桩长范围内完全消除地 基土湿陷性;第1点的试桩地基承载力满足设计要求,但是桩长 范围内未完全消除地基土湿陷性。
根据上述试桩检测结果,需将 桩布置方案做以下修改。
a . 对场地东侧的B区和C 区的地基处理布置方案不变。
b . 对A 区的灰土挤密桩调整为桩径400 m m 桩间距900 m m梅花形布置。
c . 根据现场实际情况,试桩位置在A 区的西北角(第4点)以 及西南角(第5点)增加两组新试桩,试桩每组10根,对这两组新 试桩仅进行消除地基土湿陷性和桩间土挤密效果的检测。
第4点范H f l 点范围第I I A 区丨B 区pp -二A '丨基础外轮廓线 |丨第i s 范围庄外扩线第3点范围图2试桩检测位置图试桩报告出来后经设计确认施工工程桩。
2) 桩孔质量检验应在成孔后及时进行,所有桩孔均需检验并 做出记录,检验合格或经处理后方可进行夯填。
3) 应随机抽样检测夯后桩长范围内灰土或土填料的平均压 实系数,抽检的数量不应少于桩总数的1%。
4) 应分层检验桩间土平均挤密系数和湿陷系数,评价湿陷性 消除效果,检测探井数不应少于总桩数的〇. 2%。
5)地基竣工验收时,承载力检验宜采用单桩复合地基静载荷试验或多桩复合地基静载荷试验,检验时间为成桩后14 d ~ 28 d 后进行,由于本工程桩总数比较多,我们根据山西省工程建设地 方标准《湿陷性黄土场地勘察及地基处理技术规范》要求:桩数小于3 000根的工程,承载力检验数量不应小于桩数的0. 5% ,桩数 大于3 000根的工程,对超出部分取桩数的0.4% ,确定检验数量:A区26根、B 区12根、C 区7根。
5湿陷性黄土地区使用维护在湿陷性黄土场地施工应保持场地排水畅通,在建筑物的使用期间,应对建筑物及管道经常进行维护和检修,并应确保所有 防水措施发挥有效作用,防止建筑物和管道的地基浸水湿陷带来 安全隐患。
6结语湿陷性黄土属于特殊性岩土,勘察期间必须查明其工程特征,选择相应的地基处理措施,如若地基处理措施不当会对工程 的质量造成很大的危害,在地基处理施工时,施工单位应严格按 照设计的图纸要求进行,并结合相关的规范要求。