浅析湿陷性黄土地基处理的方法

第３７卷第６期　２　０　ｌ　１年２月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖ０１．３７　Ｎ０．６　Ｆｅｂ．　２０１１　．５９．　文章编号：１００９—６８２５（２０１　１）０６—００５９—０２　浅析湿陷性黄土地基处理的方法　张桂芳　摘要：根据建筑的类别、湿陷性黄土的厚度等级，提出了湿陷性黄土地基的几种处理方法，并论述了各种处理方法的选　用原则、适用范围及处理效果等，从而为地基处理方案的选型论证及实施提供了技术支持。　关键词：湿陷性黄土，地基处理，地基变形　中图分类号：ＴＵ４７５．３　文献标识码：Ａ　湿陷性黄土地基处理的方法很多，要求地基具有较高的承载　变形及稳定的要求，又要符合经济合理的要求下处理１　ｍ～３　ｍ　力与较小的变形，尤其对差异变形有着较高的要求。在不同的地　湿陷性黄土的湿陷量，宜采用局部或整片土垫层进行处理；当同　区，根据不同的地基土质和不同的结构物，地基处理应选用不同　时要求提高垫层土的承载力或增强水稳性时，宜采用局部或整片　的处理方法。所采用的有垫层法、强夯法、灰土桩挤密法、深层搅　灰土垫层进行处理。经这种方法处理的灰土垫层的地基承载力　拌桩法等。本文根据几十年工作实践经验，浅述一些自己的看法　２５０　ｋＰａ（素土垫层可达１８０　ｋＰａ）且有良好的均匀性。　和建议。　垫层的设计主要包括垫层的厚度、宽度、夯实后的压实系数　和承载力设计值的确定等方面。垫层设计的原则是既要满足建　１　垫层法　筑物对地基变形及稳定的要求，又要符合经济合理的要求。同　垫层法是先将基础下的湿陷性黄土一部分或全部挖除，甲类　时，还要考虑以下几方面的问题：　建筑在自重湿陷性土场地应全部消除湿陷性黄土层；乙类建筑在　１）局部土垫层的处理宽度超出基础底边的宽度较小，地基处　自重湿陷性黄土场地不应小于湿陷性土层深度的２／３；丙类建筑　在自重湿陷性黄土场地，地基处理厚度不应小于２．５　ｍ。垫层的　理后，地面水及管道漏水仍可能从垫层侧向渗入下部未处理的湿　设置局部垫层不考虑起防水、隔水作　设计主要包括垫层的厚度、宽度、夯实后的压实系数和承载力设　陷性土层而引起湿陷，因此，用，地基受水浸湿可能性大及有防渗要求的建筑物，不得采用局部　计值的确定等方面。垫层设计的原则是既要满足建筑物对地基　……－　ｏ‘　一，　，……，…，…】…＇…，…，……～…＿…，…，…】…，　便于钻屑排出及锚具投放，钻孔也不易污染。根据下套管的方式　岩层破碎等Ｉ司题采用的慢速钻进、钻头反复清孔，套管随钻头ｌ司　不同，分为跟管、送管两类，在本工程中采用了跟管钻进的方法。　步，预压水泥浆稳定孔壁的方法，克服了锚索常见问题，至２０１０年　跟管钻进：利用气动潜孔锤的冲击功对扩孔钻头作高频冲击的同　７月初工程结束。所有锚索通过检测和试验，锚索达到设计及规　时，经连接在扩孑Ｌ钻头上方的专用接头，对套管靴产生高频锤击，　范要求，锚索工程合格，达到了锚固边坡的目的。　使套管随钻头同步下入。当套管达到设计孔深时，反向转动扩孔钻头，钻头便能随钻杆、专用接头一起从套管中提出钻孔。３）孔　４　结语　，苏家坝立交边坡工程实践证明对于孔壁易坍塌和缝隙大、　道岩层破碎，注浆量过大、注浆质量无法保证。处理方法：为保证　严重渗水坍塌孔壁分别采用钻孔预压浆稳定孔壁再钻孔和跟管　注浆质量及控制注浆量大的问题，采用了低压慢注、间歇注浆、逐　护壁的施工方法是能保证钻孔顺利及工程质量的有效方法值得　渐加压的注浆方法，浆液在压力作用下渗透人破碎岩层中，通过　重庆地区类似边坡锚索工程借鉴，，。　浆液的渗透，围岩整体强度提高，使这一关键性隐蔽工程的质量　参考文献．　在技术上有了进一步的保证，取得了较好的注浆效果。注浆应从　［１］　黄润秋高边坡整体稳定性综合评价探讨［Ｊ］．水文地质工　孔底开始，开始时要采用低压慢注的方式，注浆压力为０・３　ＭＰａ～　程地质１９９５（６）：２２．２５．　．，０・４　ＭＰａ，先使锚索孔孔壁之间的缝隙充分注满水泥浆。接着采　［２］ＧＢ　５０３３０２００２，建筑边坡工程技术规范［ｓ］．　—用多管轮流间歇注浆的方法，在间歇注浆中逐次地加大注浆压　［３］　柳治国刘世奇．边坡综合防护技术研究［Ｊ］．公路工程，　力，一般施压次数不少于２次，最终注浆压力必须达到０．８　ＭＰａ　２Ｏ０Ｒ　ｒ４、５７－５８　，：以上，直至浆液溢出孔ＩＺｌ。　［４］　肖　盈公路危岩稳定性评价分析［Ｊ］．公路交通技术，２０１０　．３在工程中的应用及应用效果　锚索钻孔自２０１０年５月底开始，施工中针对卡钻、坍孔、孔道　ｒ４、．２３—２７　Ｃｏｍｍｏｎ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ　ｉｎ　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　ＳｌｊＩｊｉａ　ｄａｍ　ｏｖｅｒｐａｓｓ　ｓｌｏｐｅ　ａｎｃｈｏｒ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ＺＨＡＮＧ　Ｔａｏ　ＺＨ０Ｕ　Ｌｕ－ｌｕ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｓｏｍｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ａｎｃｈｏｒ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｕｎｓｔａｂｌｅ　ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ　ｓｏｉｌ　ｌａｙｅｒ，ｈｏｌｅ　ｊｏｉｎｔ　ｓｅｅｐａｇｅ，ｅａｓｙ　ｃｏｌ—　ｌａｐｓｅ，ａｎｄ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｓｔｉｃｋｉｎｇ，ａｎｄ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅｓｅ　ｄｉｉｃｕｌｆｔｉｅｓ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ　ｕｒｂａｎ　ｓｌｏｐｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｅｎ—　ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｃｈｏｒ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ，ｉｔ　ａｐｐｌｉｅｓ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｊａｃｋｅｔ　ｔｕｂｅ　ａｎｄ　ｐｒｅｌｏａｄｉｎｇ　ｓｌｕｒｒｙ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｓｕｃｈ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｎｃｈｏｒ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ，ｓｅｅｐａｇｅ，ｃｏｌｌａｐｓｅ，ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｓｔｉｃｋｉｎｇ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｊａｃｋｅｔ　ｔｕｂｅ，ｐｒｅｌｏａｄｉｎｇ　ｓｌｕｒｒｙ　收稿日期：２０１０一ｌｌ—Ｏ５　作者简介：张桂芳（１９６４一），女，工程师，二级注册结构师，吕梁市建筑勘察设计院，山西吕梁０３３０００　・６０・　第３７卷第６期　２　０　１　１年２月　山　西　建　筑　土体共同形成了复合地基，一起承受上部荷载。填料时必须分层　深层搅拌桩是复合地基的一种，近几年在黄土地区应用比较　土垫层处理地基。　的宽度，不应小于垫层的厚度，且不应小于２　ｍ。　２）整片垫层的平面处理范围，每边超出建筑物外墙基础外缘　回填夯实，其压实系数不宜小于０．９７。　３）在地下水位不可能上升的自重湿陷性黄土场地，当未消除　广泛，可用于处理含水量较高、湿陷性弱的黄土。它具有施工简　地基的全部湿陷量时，对地基受水浸湿可能性大或有严格防水要　便、快捷、无振动，基本不挤土，低噪声等特点。　求的建筑物，采用整片土垫层处理地基较为适宜。但地下水位有　处理的湿陷性土层引起湿陷的可能性。　深层搅拌桩的固化材料有石灰、水泥等，一般都采用后者作　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　可能上升的自重湿陷性黄土场地，应考虑水位上升后，对下部未　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　２　重锤表层夯实及强夯　溶于水的稳定的结晶化合物，这些新生成的化合物在水中或空气　重锤表层夯实适用于处理饱和度不大于６０％的湿陷性黄土　中发生凝硬反应，使水泥有一定的强度，从而使地基土达到承载　地基。一般采用２．５　ｔ～３．０　ｔ的重锤，落距４．０　ｍ～４．５　ｍ，对表面　刚文小。　松土满夯２击～３击，可消除基底以下１．２　～１．８　黄土层的湿　在湿陷性黄土地基处理中，灰土桩法能有效地消除大厚度黄　陷性。在夯实层的范围内，土的物理、力学性质获得显著改善，平　土的湿陷性，灰土桩与挤密土一起构成灰土桩复合地基，提高了　均干密度明显增大，压缩性降低．湿陷性消除，透水性减弱，承载　地基强度，减少了地基变形，改善了黄土地基的工程特性。　力提高。设备简单，原理直观，适用广泛，特别是对非饱和土加固　４　化学加固法　效果显著。这种方法加固地基速度快，效果好，投资省，是当前最　在我国湿陷性黄土地区地基处理应用很多，并取得实践经验　经济简便的一种方法，非自重湿陷性黄土地基，其湿陷起始压力　的化学加固法包括硅化加固法和碱液加固法，其适用于加固地下　较大，当用重锤处理部分湿陷性黄土层后，可减少甚至消除黄土　水位以上，渗透系数为０．５　ｍ／ｄ一２．０　ｍ／ｄ的湿陷性黄土地基。　地基的湿陷变形。因此在非自重湿陷性黄土场地采用重锤夯实　对酸性土和渗入沥青油脂及石油化合物的地基土不宜采用。　的优越性较明显。强夯土的承载力宜在地基强夯结束３０　ｄ左右　硅化加固湿陷性黄土的物理化学过程，一方面基于浓度不大　采用静载荷试验测定。　３　榕密擗渎　将上部荷载传递给桩侧和桩底端以下的土（或岩）层，采用挖、钻　的、粘滞度很小的硅酸钠溶液顺利地渗入黄土孔隙中，另一方面　溶液与土的相互凝结，土起着凝结剂的作用。在灌注硅酸钠溶液　碱液加固：利用氢氧化钠溶液加固湿陷性黄土地基，其加固　桩基础既不是天然地基，也不是人工地基，属于基础范畴，是　过程中，应进行沉降观测。　孔等非挤土方法而成的桩，在成孔过程中将土排出孔外，桩孔周　原则为：氢氧化钠溶液注入黄土后，首先与土中可溶性和交换性　围土的性质并无改善。但设置在湿陷性黄土场地上的桩基础，桩　碱土金属阳离子发生置换反应，反应结果使土颗粒表面生成碱土　周土受水浸湿后，桩侧阻力大幅度减小，甚至消失，当桩周土产生　金属氢氧化物。加固深度应根据湿陷性黄土层深度，基础宽度，　白重湿陷时，桩侧的正摩阻力迅速转化为负摩阻力。因此，在湿　基底压力与湿陷事故的严重程度等综合因素确定。　陷性黄土场地上，不允许采用摩擦型桩，设计桩基础除桩身强度　ｂ　绢偌　必须满足要求外，还应根据场地工程地质条件，采用穿透湿陷性　本文论证了湿陷性黄土地基常用处理方法的选用原则、适用　黄土层的端承型桩（包括端承桩和摩擦端承桩），其桩底端以下的　范围、可能处理深度及效果，同时对各处理方法应注意事项和可　受力层：在非自重湿陷性黄土场地，必须是压缩性较低的非湿陷　能带来的负面作用等也进行了概述，这为工程场地地基处理方案　性土（岩）层；在自重湿陷性黄土场地，必须是可靠的持力层。这　的选型论证及实施提供了技术支持。随着科学技术的迅速发展，　样，当桩周的土受水浸湿，桩侧的正摩阻力一旦转化为负摩阻力　对湿陷性黄土地基的处理方法越来越多，但不管是采用哪种方　时，便可由端承型桩的下部非湿陷性土（岩）层所承受，并可满足　法，只要有严密的质量控制手段，都可能经济而有效地获得期望　设计要求，以保证建筑物的安全与正常使用。　的效果。　桩挤密地基的加固作用主要是增加土的密实度，降低土中孑Ｌ　参考文献：　隙率，从而达到消除地基湿陷性和提高水稳性的工程效果。挤密　［１］谢定义．讨论我国黄土力学研究中的若干新趋向［Ｊ］．岩土　桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土地基，常用的布桩方　工程学报，２００１，２３（１）：３１—３２．　式有两种：１）按三角形布桩；２）将桩布置成正方形。在实际施工　［２】　裴章勤，刘卫东．湿陷性黄土地基处理［Ｍ］．北京：中国建筑　中，也有按梅花形布桩的。梅花形布桩，实质上是沿４５。斜线布置　工业出版社，１９９２．　的方形桩，所以与正方形布桩并无本质上的差别。在设计中先确　［３］　汪国烈，李新怀．大厚度湿陷性黄土的工程处置［Ａ】．西部　定出桩孔深度，再根据施工设备及施工工艺拟定桩径，然后依据　开发中的岩土工程问题［Ｃ］．２００８．　挤密效果确定出桩距。孔底在填料前必须夯实，孔内填料宜采用　［４］　刘桂灵．湿陷性黄土湿陷机理及处理措施［Ｊ］．山西建筑，　素土或灰土，必要时可用强度高的填料如水泥土等。不得用粗颗　２００９，３５（６）：１４８．１４９．　粒的砂、石或其他透水性材料填入桩孔内，桩与其周围被挤后的　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ　ｌｏｅｓｓ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ＺＨＡＮＧ　Ｇｕｉ．ｆａｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｃａｔｅｇｏｒｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｇｒａｄｅ　ｏｆ　ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ　ｌｏｅｓｓｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｓｏｍｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　，ｈｅ　ｃｏｌｔｌａｐｓｉｂｌｅ　ｌｏｅｓｓ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｓｃｏｐｅ，ｔｅａｔｍｅｎｔｒ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ．Ｉｔ　，ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ　ｌｏｅｓｓ，ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ