2015年公路監(jiān)理師《工程經(jīng)濟(jì)》考點:濕陷性黃土地基的處理方法

　　濕陷性黃土地基的處理方法

　　濕陷性黃土地基處理的方法很多，在不同的地區(qū)，根據(jù)不同的地基土質(zhì)和不同的結(jié)構(gòu)物，地基處理應(yīng)選用不同的處理方法。在勘察階段，經(jīng)過現(xiàn)場取樣，以試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判定屬于自重濕陷性黃土還是非自重濕陷性黃土，以及濕陷性黃土層的厚度、濕陷等級、類別后，通過經(jīng)濟(jì)分析比較，綜合考慮工藝環(huán)境、工期等諸多方面的因素。最后選擇一個最合適的地基處理方法，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后，確保滿足處理后的地基具有足夠的承載力和變形條件的要求。所采用的有墊層法、強(qiáng)夯法、灰土樁擠密法、深層攪拌樁法、振沖碎石樁法等。根據(jù)近幾年在公路建設(shè)中所見所聞，淺述一些自己的看法和建議與同行共同討論。? 1灰土和素土墊層法? 1.1將基底以下濕陷性土層全部挖除或挖至預(yù)計的深度，然后以灰土或素土分層回填夯實。墊層厚度一般為1.0～3.0m。它消除了墊層范圍內(nèi)的濕陷性，減輕或避免了地基因附加壓力產(chǎn)生的濕陷，可以使地基的自重濕陷表現(xiàn)不出來。這種方法施工簡易，效果顯著，是一種常用的地基淺層處理或部分濕陷性處理方法，經(jīng)這種方法處理的灰土墊層的地基承載力可達(dá)到300KPa(素土墊層可達(dá)200KPa)且有良好的均勻性。? 1.2施工中應(yīng)注意的問題：(1)地基土的含水量，對于含水量較大，或曾局部基坑進(jìn)水者，要采取相應(yīng)的措施(如涼曬等)，嚴(yán)格控制灰土(或素土)的最佳含水量，對接近最佳含水量時，寧小勿大，偏大時土體強(qiáng)度則顯著下降，變形明顯增大。(2)墊層處理的寬度要達(dá)到規(guī)范要求，使碾壓設(shè)備能充分碾壓到位，還使形成的墊層壓實度產(chǎn)生差異。(3)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，施工中碾壓分層的厚度不宜大于30cm，并逐層檢測壓實度，達(dá)到設(shè)計規(guī)范要求。? 2強(qiáng)夯法? 2.1強(qiáng)夯法亦稱動力固結(jié)法，通過重錘的自由落下，對土體進(jìn)行強(qiáng)力夯實，以提高其強(qiáng)度，降低其壓縮性，該法設(shè)備簡單，原理直觀，適用廣泛，特別是對非飽和土加固效果顯著。這種方法加固地基速度快，效果好，投資省，是當(dāng)前最經(jīng)濟(jì)簡便的地基加固方法之一。? 2.2施工中注意的問題

　　(1)首先在設(shè)計階段，應(yīng)考慮濕陷性黃土處于哪一種類別、等級，以及場地等因素，因為強(qiáng)夯的夯擊能量，夯點布置，夯擊深度，夯擊次數(shù)和遍數(shù)等因場地而異，土的含水量、孔隙比及夯擊的單位面積夯擊能對濕陷性黃土的強(qiáng)夯有效加固深度起著重要的作用。在經(jīng)過試夯后確定出設(shè)計參數(shù)，確定施工設(shè)計方案，因此不經(jīng)試夯確定施工參數(shù)往往會給工程造成后患。

　　(2)由于強(qiáng)夯影響深度內(nèi)土的含水量差異，會導(dǎo)致局部處理效果不佳，對于此種情況必須采取土的增濕或減濕措施，以免出現(xiàn)橡皮土情況。如有此種情況，應(yīng)立即停止夯擊，當(dāng)涼曬一定時間后，在夯擊坑內(nèi)加入碎石類的粗骨料，繼續(xù)夯擊。

　　(3) 施工中在控制關(guān)鍵工序上嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，因為一份設(shè)計提供后，錘重、落距、夯點布置等是沒有隨意性的，而唯一可能被人為改變的是夯擊次數(shù)，因在試夯時根據(jù)最后夯擊的沉降量來確定夯擊次數(shù)的，當(dāng)別的參數(shù)已確定后，它就成為影響處理的唯一因素，所以施工中應(yīng)以它為質(zhì)量控制的關(guān)鍵工序管理點。

　　(4)強(qiáng)夯結(jié)束后，檢測的重點是判定它的有效加固深度是否達(dá)到設(shè)計要求，因為有效加固深度的第一標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是消除濕陷性，也就是以δs<0.015作為判別指標(biāo)。所以檢驗手段應(yīng)采用探井取不擾動土試樣進(jìn)行檢測。當(dāng)這一指標(biāo)達(dá)到要求后，一般情況下對承載力的要求等也均可滿足。? 3深層攪拌樁法? 3.1探層攪拌樁是復(fù)合地基的一種，近幾年在黃土地區(qū)應(yīng)用比較廣泛，可用于處理含水量較高的濕陷性弱的黃土。它具有施工簡便、快捷、無振動，基本不擠土，低噪音等特點。

　　深層攪拌樁的固化材料有石灰、水泥等，一般都采用后者作固化材料。其加固機(jī)理是將水泥摻入粘土后，與粘土中的水分發(fā)生水解和水化反應(yīng)，進(jìn)而與具有一定活性的粘土顆粒反應(yīng)生成不溶于水的穩(wěn)定的結(jié)晶化合物，這些新生成的化合物在水中或空氣中發(fā)生凝硬反應(yīng)，使水泥有一定的強(qiáng)度，從而使地基土達(dá)到承載的要求。

　　深層攪拌樁的施工方法有干法施工和濕法施工兩種，干法施工就是"粉噴樁"，其工藝是用壓縮空氣將固化材料通過深層攪拌機(jī)械噴入土中并攪拌而成。因為輸入的是水泥干粉，因此必然對土的天然含水量有一定的要求，如果土的含水量較低時，很容易出現(xiàn)樁體中心固化不充分、強(qiáng)度低的現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至根本沒有強(qiáng)度。在某些含水量較高的土層中也會出現(xiàn)類似的情況。因此，應(yīng)用粉噴樁的土層中含水量應(yīng)超過30%，在飽和土層或地下水位以下的土層中應(yīng)用更好。

　　濕法施工是將水泥攪拌成漿后注入土中的方法。水泥漿通過柱塞式泥漿泵強(qiáng)制注入，除非特殊情況很少斷漿，施工中一般采用預(yù)攪下沉?xí)r就噴漿的工藝，因此樁體的均勻性比干法施工好。但噴漿增加了水泥土的含水量，強(qiáng)度會受到一定影響，實際應(yīng)用時需根據(jù)土的工程性質(zhì)，尤其是含水量情況作出適當(dāng)?shù)倪x擇。?

　　3.3.2施工中應(yīng)注意的問題

　　(1)必須在設(shè)計或施工中采取有效措施來保證攪拌樁復(fù)合地基各參數(shù)能達(dá)到各自的設(shè)計值，否則設(shè)計的可靠度會降低，如樁端為硬土，或樁長超過臨界樁長時， (樁間土承載力拆減系數(shù))取值高于規(guī)定，就必須采取設(shè)置褥墊層或其他方法使樁間土發(fā)揮較高的強(qiáng)度，選用較高的樁體強(qiáng)度時，就必須采取增加水泥用量、摻加外加劑、復(fù)攪等措施，才能保證設(shè)計與預(yù)期的實際結(jié)果比較一致。

　　(2)施工中為達(dá)到強(qiáng)度要求，有必要進(jìn)行復(fù)攪。復(fù)攪是在樁的一部分或樁的全長重復(fù)攪拌一次，其作用是：①改善樁體的均勻性，如第一次注漿不均勻時，可通過復(fù)攪調(diào)節(jié)，提高樁長方向上的均勻程度，同時，也使樁截面內(nèi)的均勻性得到改善。② 現(xiàn)場不同樁段有不同的水泥摻入比，使不同樁段有不同的樁身強(qiáng)度。

　　(3)加強(qiáng)施工管理，因為樁體的固化材料需由壓縮空氣作載體，而氣體流速、流量受土層情況的影響，人工難以調(diào)節(jié)，所以施工機(jī)械應(yīng)采用帶有自動控制噴漿、噴粉的裝置，以消除施工中一些人為因素，便于監(jiān)督檢查，避免由于噴漿和噴粉不均勻或者噴漿量、噴粉量未達(dá)到設(shè)計要求而發(fā)生斷樁問題。

　　(4)現(xiàn)場施工中應(yīng)勤于檢查，嚴(yán)格監(jiān)督。深層攪拌樁屬于一種柔性樁，樁身檢測較困難，施工時質(zhì)量有疏忽，就可能發(fā)生斷樁現(xiàn)象。目前用低應(yīng)變動測法檢測攪拌樁的質(zhì)量得到了肯定，可用此法或結(jié)合抽芯取樣檢測法控制質(zhì)量?！?

　　4 結(jié)語

　　上述幾種濕陷性黃土地基的處理方法，近年來在公路建設(shè)中被廣泛使用，都取得了良好的效果。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對新型材料的研究使用，對濕陷性黃土地基的處理方法越來越多，也有了一定的施工經(jīng)驗。在近十幾年開始采用的有孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法CFG(水泥粉煤灰碎石樁)法、夯坑置換法、壓力灌漿法等，都不失為好方法。但不管是采用那種方法，只要有嚴(yán)密的質(zhì)量控制手段，都可能經(jīng)濟(jì)而有效地獲得期望的效果。在中的一些看法是基于幾年公路建設(shè)中的見聞積累，文中有不妥之處，望行業(yè)同仁指正。

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