柳发福
青海省西宁市城北区???810003
摘要:黄土是我国当下在干旱与半干旱地区当中的土质类型,在我国有着较为广泛的部分。一般情况下,这种形成的湿陷性黄土而言,由于承载能力不足,因此就使得在高层建筑施工的过程中,地基的承载力不足,十分容易出现地基塌陷的问题。在本文的分析中,就基于当下湿陷性黄土地区高层建筑地基处理方法进行详细的阐述。
关键字:湿陷性;黄土地质;高层建筑;可溶盐
引言:湿陷性黄土多是一些堆积的黄土,主要由风积或者冲积的方式或在自重应力和附加应力的共同作用下,由于浸水后土体的结构破坏而产生明显的附加变形,形成一种易溶盐类的胶结体。通常情况下,以粉土颗粒为主要的构成,并且塑性指数通常在7-13左右。
1 湿陷性黄土工程特征
湿陷性黄土指的是土壤重要的附加变形由于结构损伤后的土壤浸作用下上覆土的自重应力,或在自重应力和附加应力的共同作用,属于特殊土。另外,在黄土的强度方面,也会出现不同程度地降低。在当下的黄土研究中,其内部都具备着这样的湿陷性。一般根据其所造成的危害程度将湿陷性黄土划分为轻、中、重、重四个等级。由于黄土的湿陷是引起变形的主要原因,因此很有可能使地基发生沉降变形、地面出现开裂和建筑物受到严重破坏,从而对建筑工程的质量产生严重影响。
湿陷性黄土在自然状态下的低湿度、高孔隙率状态是形成湿陷的充分条件。大多数湿陷性黄土地区的年平均降雨量在250~500 mm左右,而蒸发量却大大超过了降雨量,因此湿陷性黄土的自然含水量通常在10%~20%之间。[]而在剖面上往往也具备着垂直解理、多虫孔的情况,同时在一些情况下,也存在着一些植物根系,在孔隙的尺寸上,一般情况下会在1或者更大的标准上。而在颗粒之间往往存在着较大的结构性强度。因此一旦受到水体的浸湿之后,或者在自重以及一定荷载的影响下,使得土体结构出现快速的损坏,因此直接导致土体当中的抗剪强度、承载力都直接受到严重的影响,因此就会导致附加下沉的情况出现。
在当下这种湿陷性的黄土的地质进行建筑项目的建设中,一旦没有开展针对性的处理,就会直接导致在上覆土的自重作用下,或者在一些附加压力的作用下,使得土层在受到水浸之后,其土层的结构快速发生破裂的问题,以此导致地质环境出现不均匀的沉降问题,以此就造成了建筑的倾斜或者倒塌。
在当下黄土湿陷性的问题的研究中,一直都是我国高层建筑建设过程中的重要考量环节。
2 黄土湿陷性评价中注意事项
2.1 自重湿陷量的起算地面
目前我国执行的相关标准当中,规定了自重的黄土湿陷量的计算值,需要从天然地面为计算的标准,一直到非湿陷性的黄土层顶面。因此,就使得自重湿陷量的计算值,往往与起算地面之间产生了十分紧密的关联,使得起算地面标高不同的情况下,就会导致场地的湿陷类型并不相同。例如,在某工程项目的场地勘察过程中,对其场地判断为非自重类型的场地。但是在实际的整地过程中,一部分的地段的厚底达到了4m的程度,以此就对土层的造成了较大的压力,同时也极大地超出了场地的湿陷起始值,这样就直接形成了自重湿陷性的黄土场地。因此,在施工建设过程中,需要对其自重湿陷系数进行计算,需要既有整平之后的地面进行计算,避免计算与判定结构不相符的问题出现。
2.2 黄土地基承载力特征值校正
对黄土的地基承载力实际检测中,主要是将基础宽度在大于3m程度或者基础埋深在1.5m的程度上,其基地承载力的特征值需要进行相应的校正处理,而对于这种地基承载力的特征值进行校正过程中,要充分的保障对于这两个规范进行相应的分析,以此充分地避免在黄土受到受浸湿之后,使得涂层的整体强度受到严重的影响,同时使得测限的作用并不明显。
2.3 湿陷性地区的地下水上升
湿陷性地区一旦出现大量的降水,就会导致地下水位的提升。因此,就需要在湿陷性黄土的建筑工程项目建设中,可以实现对地下水的实际情况进行勘察,进而避免由于较为强烈的地下水环境,对其建筑工程项目造成直接的影响。
3 湿陷性黄土地区高层建筑的处理技术
3.1 灰土挤密桩加固法
前苏联最早产生了石灰土压实桩,主要用于消除黄土地基的湿陷性,直到20世纪中叶才逐渐推广和广泛使用。水泥压实桩是指将土压实后通过冲击地基土而打成的孔,然后将石灰土压实后填入孔内形成桩。在成孔过程中,桩孔位置的土体不断从侧方挤压,从而压实桩附近的土体。石灰压实桩可以充分混合各种比例的熟石灰和土壤,并采用多种方法将石灰填入孔内。其加固原理为:首先桩孔内土体被造孔压实地基土从侧面挤压,然后桩周土体主要处于压缩、扰动和重塑状态。如果土壤被压实到相应的程度,则可消除湿陷性。其次,石灰作为一种气动胶凝材料是最常用的建筑材料。当熟石灰与土壤充分混合后,会发生一系列的物理化学反应,形成硅酸钙等水合物,凝结后可形成高强度的桩。当桩与土结合(压实后),即可形成复合地基。
3.2 冲击碾压
采用冲击式压路机碾压湿陷性黄土,可使加固层更加均匀,有效地提高高层建筑地基强度,表层黄土的湿陷性也可得到有效地消除。一般而言,采用冲击碾压法,湿陷性黄土需保持大约2米的压实度。用此法碾压黄土必须先进行试验,以确保施工参数最优。普通冲击碾压可从地基一侧开始,纵向错轮冲击碾压,保持15次左右排压遍数,冲击轮的轮迹高差应小于10毫米。冲压碾压法不仅速度快,施工效率高,而且还能产生连续冲击,土结构不易破坏,且施工作业相对简单,所需资金少。所以该方法多适用于湿陷性较大的黄土,在对地基进行浅部处理的同时,加强了地基的补强作用。
3.3 强夯法
所谓强夯法,就是一种在重锤的夯实过程中,其工艺与设备方面基本上保持着一致性,但是对于强夯法而言,其夯击的功能较重,通过可以提供更多功能的夯实效果。因此,在这样的方法处理下,可以提升夯实的整体厚度,另外,对于这种强夯法而言,也可以很好地降低地基土方的开挖程度,极大地促进施工建设的效率的提升。
3.4 孔内深层夯扩桩
这种技术在近些年的发展中,逐渐影响在了湿陷性的黄土地区,以此可以充分地利用建筑垃圾,以此让施工现场也有着较高的干净程度,不会造成大量的污染出现。在孔内的填料选择上,一般情况下都采用素土或者灰土的方式,也有采用建筑材料的方式。在成孔之后,使得在孔内的分层夯填过程中,可以对孔周围的土体进行挤密。对于这种挤密的影响而言,往往会与夯锤给地基土强大的冲击能量有着较为紧密地关联。在实际的使用过程中,可以很好地去除周围土地的湿陷性,以此就使得地基保持着较高的承载能力。
3.5 预浸水法
对于预浸水法而言,就是一种很好地在黄土厚度大于10m厚度的情况下,所开展的一种处理技术方案。在使用的过程中,可以消除厚度超过6m以上土层当中的湿陷量。在浸水处理之前,还要在施工现场开展现场的测试,以此保障进水的实际时间与耗水量,以免对施工周围的建筑造成不良的影响。其次,在作业的过程中,其浸水坑的控制在黄土层的厚度以内的标准。在一些黄土面积较大的施工现场,就可以利用分段浸水的处理方式,保障浸水的全面性和合理性。
总结:综上所述,在未来的建筑工程项目的建设开展中,为了能够更高的在湿陷性黄土区域进行建筑工程项目的建设,就需要积极地对其黄土地层进行针对性的湿陷性处理,以此最大程度上提升地基的整体稳定性和承载力,不会对建筑造成稳定性的影响。
参考文献:
[1]梁军.湿陷性黄土地区复杂环境下深基坑施工管理[J].工程质量,2019,37(11):14-18.
[3]GB 50025-2018,湿陷性黄土地区建筑标准[S].北京:中华人民共和国住房和城乡建设部,2018.
柳发福,生于1992年,本科,工程师,研究方向为岩土工程勘察