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摘要:在工程建设中湿陷性黄土地基将对工程的稳定性造成很大的影响。在工程建设中对湿陷性黄土地基的处理也一直是工程建设的难点。基于湿陷性黄土地基对工程的威胁性。本文主要对湿陷性黄土地基特征进行研究,并从湿陷性黄土地基形成的条件,以及湿陷性的判断两个方面,对湿陷性黄土地基湿陷的机理进行研究。在此基础上探讨如何对湿陷性黄土地基进行处理。希望能够通过本文的相关研究,对相关领域的建设起到启发的作用。
关键词:湿陷性黄土;湿陷机理;地基处理;处理方法
湿陷性黄土属于饱和构架不平稳的黄土,这种黄土本身具有不稳性,其结构不仅会受到外界压力的影响,同时黄土本身的重力也会对土质结构造成破坏。在压力的影响下,黄土会与水分结合,这一步降低了土质结构的稳定性,这种不稳定的结构会导致黄土不断的沉陷。由于湿陷性黄土地基本身的支撑力不足,因此在湿陷性黄土地基上进行工程建设,很容易导致建筑物沉降或者是发生倾斜,对工程的质量以及工程的安全都会造成很大的影响。目前来看,我国正在积极的推动西部大开发战略,而西部地区有大量的湿陷性黄土,想要保证相关建设计划的顺利实施,就需要加强对湿陷性黄土地基机理的研究,并总结湿陷性黄土地基的处理办法。
一、湿陷性黄土概述
(一)湿陷性黄土含义
黄土本身的粘聚力有限,在外界环境的作用下,以及自身重力的作用下,黄土与水融合,在这个过程中黄土自身的支撑结构会进一步遭到破坏。同时由于黄土吸收了大量的水分,导致黄土的粘聚力也会下降。黄土地基本身也是有一定重力的,同时黄土层上也可能有附加压力,这种压力也导致黄土逐渐的沉降,同时黄土结构的强度也会在沉降的过程中降低。在工程建设领域将这样的黄土称之为湿陷性黄土。从湿陷性黄土的形成的压力原因上可以将湿陷性黄土分为非自重湿陷性黄土以及自重湿陷性黄土。
(二)湿陷性黄土的特征
一般来说可以从黄土的湿陷性,膨胀性,压缩性上来对湿陷性黄土的特征进行分析。从黄土的湿陷性上来看,其主要的原因在于与水分的结合,在黄土吸收了大量的水分后,其内部的盐类物质会发生溶解,在这个过程中土体的作用力也会随之发生改变,盐类的溶解以及析出进一步加大了土体分子之间的间隙,导致土体分子之间融合困难。在这种情况下,土体的形态就会呈现出蜂窝状。同时由于受到外部压力的影响,原有的土体框架也会遭到破坏。这种破坏往往体现在土体的开裂,同时土体的开裂会快速的发展,进而会对土体的结构造成破坏,从而让黄土呈现出湿陷性的特征。从黄土的膨胀性上来看,在黄土吸收了大量的水分后,黄土的体积也会逐渐的增大,在黄土内部的水分蒸发后,黄土的体积则会缩小。这种体积大小的变化是交替进行的,同时这种特征也会给工程的建设带来更多的不稳定性。从黄土的压缩性上来看,其本身具有的压缩性是比较强的,由于干燥的黄土本身所含的水分比较少,因此难以实现紧实的碾压。
二、湿陷性黄土地基湿陷机理
黄土湿陷主要受两方面因素的影响;首先是黄土本身的结构特征,其次是胶结物质水理特性。通过对黄土成分的分析,可以发现主要的物质为石英以及长石,这两种物质在黄土中的比例可以占到一半以上,黄土的支撑框架主要来自于内部的粉粒以及集粒,二者共同构成了黄土的支撑框架。但是由于结构的支撑部分比较分散,同时衔接性不佳,因此黄土支撑框架的间距是比较大的。其次黄土产生的环境较为干燥,因此其内部的可溶盐会逐渐沉降,这种沉降现象就会导致胶结物的出现,在这种情况下中,黄土中土粒抗滑移能力是比较差的,因此难以保证土体本身的稳定性。当黄土吸收了大量的水分后,黄土内部的盐类物质会发生溶解,这也会进一步导致黄土的软化,其支撑结构的整体强度降低。
而黄土本身的重力,以及来自外部的压力也会导致黄土的框架遭到破坏。土粒的孔径变大,同时土粒之间的间距会进一步的加大,进而产生湿陷,这就是黄土湿陷机理。
黄土湿陷性系数会随着黄土压力的增大而提升,当黄土承受的压力达到一定的临界值后,黄土的湿陷性也将达到顶峰,在这情况下,压力的不断提升,将导致黄土的湿陷性出现下滑。如果黄土承受的外界压力在很大程度大于初始压力,且没有达到的最高压力时,吸收了大量水分的黄土会出现程度不同的变形。因此在湿陷性黄土地基进行施工时,如果没有针对压力进行专门的设计,则需要充分考虑到黄土的承压能力以及工程的载荷,防止湿陷性黄土地基对工程的稳定性造成影响。
三、湿陷性黄土地基的处理方法
在工程建设中一般有四种方法来处理湿陷性黄土地基,分别是浸水法,单液硅化法,碱液加固法以及挤密法。以上处理方法都能够有效的降低黄土地基的湿陷性,保证工程的稳定性。
(一)浸水法
该处理方式的要点在于,需要在黄土与没有与水分的融合之前,对黄土进行水浸处理,让黄土在自身重力以及外界压力的影响下,加速其湿陷的过程,在这个过程中会形成一定的压力,在施工中根据水浸的湿陷区域采取相关的处理措施,将黄土的湿陷祛除。一般来说,如果在施工的过程中发现土层的厚度在一米以上,且土层中的湿陷部分的厚度大于0.5米,采取浸水法对湿陷性地基进行处理能够起到很好的处理效果,在处理的过程中需要将高于地面0.6米的湿陷土层进行祛除。但是该处理方法需要一定的等待时间。在完全祛除后才能进行工程的建设。
(二)单液硅化法
该湿陷性地基处理方法的主要原理在于在压力的作用下,将密度小粘度低的硅酸钠溶液渗透到黄土地基中,进入到黄土中的硅酸钠溶液会与黄土发生化学反应,在这个过程中硅酸钠溶液与黄土框架进行融合,能够有效的提升黄土框架的强度,而这种强度也完全能够满足地基加固的要求。
(三)碱液加固法
该处理方法在处理的方式上与单液硅化法有很大的相似性,主要通过将氢氧化钠溶液注入到土层中,使土层中的碱性金属阳离子与氢氧化钠溶液发生化学反应,其反应的过程就是对碱性金属阳离子进行置换的过程,在这个过程中会产生一定的碱土金属氧化物,从而对土体结构进行加工,降低地基的湿陷性。
(四)挤密法
挤密法对于深层的湿陷性黄土地基有很好的处理效果。在应用挤密法进行处理时,需要从工程的实际情况出发安置处理点,在处理点上进行打桩,然后将准备好的素土以及灰土进行搅拌,保证灰土以及素土具有一定的含水量,再将搅拌好的灰土以素土通过压力注入到孔洞中,对其进行分层夯实处理。这种处理方法的原理是,通过提升土层的挤压度从而提升土层的支撑强度,保证土体与桩体之间能够有一个稳定的地基承载力。一般来说,这种处理方式一般被应用于10米左右的土层中,在应用该处理方法的过程中需要对承载系数进行精确的计算,并保证桩体的压实度。
参考文献
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