黄土湿陷试验在湿陷类别的判定及其工程中的应用

摘要:本文就黄土湿陷试验在湿陷类别的判定及其工程中的应用进行深入的探讨,提出了自己的建议和看法,具有一定的参考价值。

Abstract: The judgment of the collapsibility of loess and its application in engineering are discussed,and the author"s own proposals and views are proposed,which have some reference value.

关键词:黄土湿陷分析;工程;应用

Key words: collapsibility analysis;engineering;applications

中图分类号:TU74 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)30-0039-01

0引言

黄土在天然含水率时一般呈坚硬或硬塑状态且具有较高的强度和低的或中等偏低的压缩性,但遇水浸湿后,部分黄土即使在其自重作用下也会发生剧烈的沉陷,强度也随之迅速降低。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。本文就湿陷性黄土地湿陷类别的判断方法及处理措施进行探讨。

1黄土湿陷的影响因素分析

1.1 含水量天然含水量越高,黄土的湿陷性越低,它们之间呈负相关。随着天然含水量的增大,湿陷系数呈现出逐渐减小的趋势,但压缩性增大,这一点应该引起注意。

1.2 孔隙特征大、中孔隙是黄土湿陷产生的主要原因,微小孔隙含量越多湿陷性越小。湿陷性不仅与孔隙的总体积有关,也与其大小和形态有关。

1.3 粘粒含量对黄土粘粒含量的实测分析,发现粘粒量<20%时,湿陷性随粘粒含量升高而增大。当粘粒含量>20%时,湿陷性随粘粒含量升高而降低。这是因为当粘粒含量过小时,没有足够的粘粒充当黄土粒间之胶结物,黄土就形成不了足够的架空孔隙,而湿陷性很小;而粘粒含量过多,一些孔隙被粘粒充填,且遇水膨胀而使黄土压缩性变大,湿陷性变小。

2黄土湿陷试验对于湿陷类别的判断方法

黄土湿陷试验的目的是测定黄土变形和压力的关系,以计算压缩变形系数湿陷变形系数,渗透溶滤变形系数,自重湿陷系数等黄土压缩性指标,测定项目根据未处理的和预先浸水处理过的场地,工程实际情况,选定试验程序来确定。黄土湿陷试验研究资料表明,非自重湿陷性黄土场地,湿陷起始压力值较大,湿陷事故较少,在上覆土的自重压力下受水浸湿不产生自重湿陷或自重湿陷量不大于7cm;自重湿陷性黄土场地,湿陷起始压力值较小,湿陷事故较多,在上覆土的自重压力下受水浸湿产生自重湿陷,且自重湿陷量大于7cm。

湿陷性黄土场地的湿陷类型,可采用自重湿陷量的计算值判定,也可采用现场试坑浸水试验测得的自重湿陷量的实测值判定。当自重湿陷量的实测值和计算值出现矛盾时,应按自重湿陷量的实测值判定。

3黄土湿陷试验在工程中的应用

在黄土发育地区,进行工程建设,现场浸水试验结果,与室内黄土自重湿陷量相比较,对准确判定该地区黄土的自重湿陷类型非常重要.因此现场浸水试验是必要的。

浸水试验试坑宜为园(或方)形,其直径(或边长)不应小于浸水试验场地的湿陷性黄土厚度,并不应小于10m,试坑深度不宜小于0.5m,坑底铺10cm左右的粗砂或砾石。

为测定在浸水过程中试坑内各土层(或不同深度)的湿陷变形,浸水前在试坑底的中部及其他部位,应对称埋设观测自重湿陷的深标点,设置深标点的深度及数量,宜按各湿陷性黄土层的顶面深度及分层数确定。在试坑底部,由中心向坑边以不少于3个方向均匀设置观测自重湿陷的浅标点;在试坑外沿浅标点方向10-20m范围内设置地面观测标点,观测精度为土0.10mm。

浸水试验试坑内的水头高度不宜小于30cm,在浸水过程中,应观测湿陷量、浸水量、浸湿范围和地面裂缝,湿陷稳定停止浸水,稳定标准为最后5d的平均湿陷量小于1mm/d。

根据室内浸水压缩试验资料和现场试验资料分析,在同一场地自重湿陷量的实测值和计算值相差较大,有的与场地所在地区有关。例如:陇西地区和陇东——陕北——晋西地区,自重湿陷量的实测值大于计算值,实测值与计算值之比值大于1;陕西关中地区自重湿陷量的实测值与计算值基本相同或接近,实测值与计算值之比值接近1;山西、河南、河北等地区,自重湿陷量的实测值小于计算值,实测值与计算值之比值均小于1。

为使同一场地自重湿陷量的实测值与计算值接近或相同,对因地区土质而异的修正系数,根据不同地区,分别规定不同的修正值:陇西地区为1.5;陇东——陕北——晋西地区为1.2;关中地区为0.9;其他地区为0.5。

自重湿陷量的实测值与浸水试坑面积有关,面积大的试坑,场地受水浸湿的范围大,自重湿陷量的实测值亦大,面积小的试坑,场地受水浸湿的范围小,自重湿陷产生不充分,自重湿陷量的实测值小。在缺乏建筑经验的新建地区,为准确确定场地湿陷类型,是属非自重湿陷性黄土场地,还是属自重湿陷性黄土场地,对地基受水浸湿可能性大的重要建筑,在现场采用试坑浸水试验,用自重湿陷量的实测值判定,不会导致误判。

4黄土湿陷带来的思考

当黄土地基的湿陷变形、压缩变形或承载力不能满足设计要求时,要针对不同的建筑类别和黄土的湿陷特点,采用经济合理的处理措施。目前我们已经由早期的大开挖逐渐发展到后来的垫层(灰土或砂石)、强夯(表面强夯、深孔强夯、置换强夯)、挤密(灰土桩,水泥土桩,二灰桩、DDC)、沉桩(预制打入桩、钻孔灌注桩、大径扩底灌注桩、水泥搅拌桩)、化固(单液法,双液法,碱液法,水泥浆灌注法)和预湿等,这些方法与设计中基本防水,检漏防水和严格防水等不同的等级以及施工中的施工防水等防水处理措施的结合成了黄土地基设计施工中的一个重要理念。黄土一般为粉质赫土或粉土,当用黄土直接作填料用于铁路建设当中时,其压实性质、稳定性和水稳性均较难达到路基工程的要求,因此需将黄土进行改良填筑,其黄土改良方法主要是掺加水泥、石灰等掺和料,这样改良后黄土的强度、变形特征、水稳性都会有大的改善和提高。

由于黄土工程地质性质的复杂性,因此需要进一步结合区域黄土的地貌特征、成因、地层结构特征、物理力学性质和湿陷性特征对浸水试验工点湿陷性结果的差异性做出合理的解释和分析,为铁路建设的湿陷性问题提供可靠的数据支持以及处理方法。

参考文献:

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[2]李萍,李同录.黄土物理性质与湿陷性的关系及其工程意义[J].工程地质学报,2007(4).

[3]黄土的湿陷性和密度、湿度、压力的关系[J].建筑学报,2008(1).

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