湿陷性黄土地基处理 湿陷性黄土地质条件下管道地基处理与施工.docx

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湿陷性黄土地基处理湿陷性黄土地质条件下管道地基处理与施工

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第32卷第3期2005年9月黑　龙　江　水　专　学　报

JournalofHeilongjiangHydraulicEngineeringCollege

Vol132,No.3Sep.,2005

文章编号:

1000-9833（2005）03-0135-02

湿陷性黄土地质条件下管道地基处理与施工

李太荣1,杜忠臣2,王　娟3

（1.海伦市水务局东方红灌区,黑龙江海伦　152300;2.海伦市水务局设计队,黑龙江海伦　152300;3.海伦市燎原水库,黑龙江海伦　152300）

摘　要:

介绍了湿陷性黄土的分布及其特征及在湿陷性黄土地区管道地基处理的几种方法。

关键词:

湿陷性黄土;管道地基;处理方法中图分类号:

TU444　　　文献标识码:

B

Treatmentofdrainagepipefoundationattheconditionloess

LITai-rong1,DUZhong-chen2,3

（1.DongfanghongIrrigationAreaofHailunCityWaterConservancyBureauof,;DesignTeamofHailunCityWaterConservancyBureauofHeilongjiangProv.,Hailun152300,ofHeilongjiangProv.,Hailun152300,China）

Abstract:

ThispaperintroducestheanditscharacterandsomemethodsofdrainagepipefoundationKeywords:

;treatmentmethod

　　,在这种土质中敷设管道,对地基的处理有着特殊的要求。

1　湿陷性黄土的分布及其特征

2　管道地基的处理方法

为了保证湿陷性黄土地基上管道的安全和正常使用,在绝大多数情况下都必须考虑地基处理。

湿陷性黄土地基处理的目的是消除黄土的湿陷性,同时提高地基的承载能力。

211　黄土的湿陷类型

在我国,黄土和黄土状土分布广泛。

黄土在自重或一定荷重作用下受水浸湿后其结构迅速破坏而发生显著地沉陷,以至在其上的建筑物遭到破坏。

我国湿陷性黄土分布约占黄土分布面积的60%以上,而且多出现在地表上层。

湿陷性黄土按其湿陷机理可分为高可溶盐的湿陷性黄土和高空隙率的湿陷性黄土,由于这两类湿陷性黄土的湿陷性机理不同,因此应对湿陷性黄土地基做可靠地鉴定和正确的认识,并采取必要的工程措施防止或消除它的湿陷性。

湿陷性黄土以粉土颗粒为主,粉粒约占50%以上,具有肉眼可见的大孔隙,天然剖面上具有垂直节理,含可溶盐（碳酸盐、硫酸盐及氯化物）较多。

垂直大孔性、松散多孔结构和遇水即降低或消失的土颗粒间的凝聚力是其发生湿陷的内部因素,而压力及水是外部条件。

关于黄土湿陷性大小的鉴别,可用室内浸水压缩实验来判别,并以此提出工程上评价湿陷性的定量指标。

由于各地黄土堆积环境、地理和气候条件不同,致使其在堆积黄土的物理、力学性质等方面都具有明显的差别。

在湿陷性黄土地区管道发生事故的主要原因是地基的不均匀沉降。

按室内浸水压缩试验测定的湿陷系数δZS判定,湿陷系数按下式计算

δ）/h0ZS=（hz-hz′

式中hz为原状土样在规定压力作用下达到压缩稳定后的高度,cm;h′z为上述试样在浸水湿陷稳定后的高度,cm;h0为土样的原始高度,cm。

当δ01015时,ZS<01015时,定为非湿陷性黄土;δZS≥定为湿陷性黄土。

利用湿陷系数可将湿陷性黄土分为:

弱湿陷性黄土（δZS≤0103）、中等湿陷性黄土（0103<δ0106）和强湿陷性黄ZS≤土（δZS>0107）3类。

212　湿陷性黄土层的管道基础处理

（1）素土垫层是先挖去基坑下的部分或全部湿陷性黄

土,然后回填非湿陷性黄土类的素土分层夯实。

素土垫层的土料一般以粘性土为宜,填土必须在无水的管沟（基坑）中进行。

夯（压）实施工时,应使土的含水率接近于最佳含水率,填土的夯（压）实应分层进行。

（2）灰土层常被用于非湿陷性黄土地区管道地基的处

理。

一般适用于处理1～4m厚的软弱地层。

灰土垫层是将

收稿日期:

2004-12-22;修订日期:

2005-04-15

作者简介:

李太荣（1976-）,女,黑龙江海伦人,助理工程师。

地基下面一定范围内的弱土层挖去用一定体积比配合的灰土在最优含水率情况下分层回填夯实或压实。

用灰土比为3∶7灰土垫层,当压实系数控制在0197及

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泥土的含水率,强度会受到一定影响,实际应用时需根据土的工程性质,尤其是含水率情况作出适当地选择。

（6）预浸水法:

①浸水坑面积大小对自重湿陷量的影响。

干土重度<1415～1510kN/m3,其容许承载力可达300kPa以上,对于灰土比为2∶8,当压实系数控制在0197及干土重度≥1418～1515kN/m时,其容许承载力也可达300kPa。

（3）砂和砂石垫层。

砂垫层和砂石垫层材料透水性大,

3

根据试坑浸水试验结果表明:

面积较大的试坑具有较大的自重湿陷量,面积相近的试坑,其湿陷量基本相近,试坑的形状对湿陷量影响较小。

当浸水坑尺寸大小等于湿陷性土层厚度时,由于消除了侧边土阻力的影响,方可使自重湿陷充分发生,即试坑的最佳尺寸应等于湿陷土层的厚度且≥10m;②土体湿陷开始时间、湿陷高峰出现时间。

根据试坑浸水实验成果显示,面积较大的试坑,其湿陷速率要比面积较小的试坑快,土层湿陷速率的峰值一般出现在浸水后的第2～3

d。

此前,由于水的浸入深度逐渐加大,土的结构逐渐破坏,

软弱土层受压后,垫层可作为良好的排水体,可以使基础下面的孔隙水压力迅速消散,加速垫层下软弱土层的固结和提高其强度。

因此湿陷性黄土地基处理也可采用砂和砂石垫层,砂垫层的厚度一般根据垫层底面处的自重应力和附加应力之和不大于同一标高处软弱土层的容许承载力来计算。

具体计算时,一般可根据砂层的容许承载力确定垫层基础宽度,再根据下卧土层的承载力确定出砂垫层的厚度。

砂垫层的宽度除应满足应力扩散的要求外,还根据垫层侧面的容许承载力来确定,防止垫层向两侧挤动。

砂、砂石垫层的材料宜用级配良好,质地坚硬的粒料,其颗料的不均匀系数≥10。

管道基础砂垫层以中粗砂为好,也可掺一定数量的碎卵石。

（4）重夯法。

重夯法处理湿陷性黄土地基具有效果显

故湿陷速率逐渐加快。

此后,由于土又不断密实,深层浸水的影响相对较小,,直至达到稳定或缓;③。

根据,,湿陷量亦愈大,但湿,;④坑。

根据有关资料,试坑在浸水1～,坑边向外013～110m处出现第一道环形裂缝,随后在外围相继出现新的裂缝。

裂缝呈同心圆状分布,最外边处的裂缝距坑边的距离约等于试坑的直径。

预浸水法一般适用于湿陷性黄土厚度大,湿陷性强烈的自重湿陷性黄土场地。

此法用水量大,工期长。

处理1m2面积需用水5～30t。

一个场地从浸水起至下沉稳定及土的含水率降低到一定要求时所需的时间,至少需要1a。

因此,预浸水法只能在具备充足水源,又有较长施工准备时间的条件下才能采用。

3　注意事项

著、设备简单、施工方便、适用范围广、点。

在管道施工中,若遇到湿陷性黄土层厚、、且管道自重大,,夯法来处理地基。

当重夯能力为100～40,一般可消除夯面下5～8mm深度内土的压缩模量可提高到150MPa,容许承载力可提到200kPa。

（5）深层搅拌法。

深层搅拌是复合地基的一种,近几年

在湿陷性黄土地区应用比较广泛,可用于处理含水率较高的湿陷性黄土。

它具有施工简便、快捷、无振动,基本不挤土,低噪音等特点。

深层搅拌的固化材料有石灰、水泥等,一般都采用后者作固化材料。

其加固机理是将水泥掺入粘土后,与粘土中的水分发生水解和水化反应,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中发生凝硬反应,从而使地基土达到承载的要求。

深层搅拌的施工方法有干法施工和湿法施工两种。

干法施工就是“粉喷法”,其工艺是用压缩空气将固化材料通过深层搅拌机械喷入土中并搅拌而成。

因为输入的是水泥干粉,因此必然对土的天然含水率有一定的要求,如果土的含水率较低时,很容易出现土体中心固化不充分、强度低的现象。

因此,应用粉喷法的土层中含水率应>30%,在饱和土层或地下水位以下的土层中应用更好。

湿法施工是将水泥搅拌成浆后注入土中的方法。

水泥浆通过柱塞式泥浆泵强制注入,施工中一般采用预搅下沉时喷浆的工艺,因此其均匀性比干法施工好。

但喷浆增加了水参考文献:

[1]　钱鸿缙.湿陷性黄土地基[M].北京:

中国建筑工业出版社,1987.

管道湿陷性黄土地基处理不同于其它建筑工程,大部分地基处理方法的加固效果并不是施工结束后就能全部发挥,还需要在施工完成后经过一段时间才能逐步体现出来。

另一方面,每一阶段的地基处理存在它的特殊性,而且地基处理效果大都是隐蔽工程,很难直接检验其处理效果,这就要求在地基施工过程中和施工完成之后注意以下几点:

（1）在地基处理过程中,只了解如何施工是不够的,还必

须了解所采用处理方法的原理,技术标准和质量要求。

（2）进行施工质量和处理效果检验,确保工程质量。

（3）作好临测工作,以保证施工的正常进行,通过观察数

据为下一阶段的工作提供可靠依据。

（4）采用可行的检测手段来检验处理效果。

（5）通过分析可获得必要的参考值,必要时进行设计修

改,也可通过分析获得宝贵的经验。

[2]　孙更生,郑大同.软土地下工程[M].北京:

中国建筑工业出版社,1984.[3]　GBJ25-90.湿陷性黄土地区建筑规范[S].[4]　JGJ79-2002.建筑地基处理技术规范[S].[5]　GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].

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