劉三縣

（岳陽市規(guī)劃勘測設(shè)計院湖南岳陽414000）

湖濱地區(qū)粉質(zhì)粘土相關(guān)性及承載力探究

劉三縣

（岳陽市規(guī)劃勘測設(shè)計院湖南岳陽414000）

結(jié)合對湖濱地區(qū)粉質(zhì)粘土的勘察，對粘土淺層的物理特性以及承載力進(jìn)行了研究得到了一系列的結(jié)果，表明粉質(zhì)粘土的承載力和其他的實驗值如標(biāo)準(zhǔn)貫入值呈線性關(guān)系，其經(jīng)驗公式具有較高的實際應(yīng)用價值。本文詳細(xì)介紹了粉質(zhì)粘土的各種相關(guān)性以及對其承載力進(jìn)行了系統(tǒng)性的探究，期望可以為湖濱地區(qū)地基設(shè)計以及提高建筑物的性能提供良好的參數(shù)依據(jù)。

湖濱地區(qū)；粉質(zhì)粘土；承載力

1　引言

隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，高樓大廈以及象征性的建筑正在如雨后春筍般的涌現(xiàn)出來，而地質(zhì)的考察成為了一個主要的指標(biāo)。為了就是能夠盡可能的掌握場地地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造以及物理性質(zhì)和地下水的情況來判斷水和土對建筑材料的腐蝕性，并以此為依據(jù)進(jìn)行判斷此處建筑地基的穩(wěn)定性能能否復(fù)合國家標(biāo)準(zhǔn)，是否會對建筑物的安全性能有所威脅。現(xiàn)當(dāng)下對湖濱地區(qū)的考察成為了一個新的潮流，粉質(zhì)粘土經(jīng)過長時間的河流湖泊的沖刷所沉積形成。在湖濱區(qū)由于活動時間頻繁以及部分區(qū)域地層缺失過多，地質(zhì)的構(gòu)造很難確定出具體的成分。而這些區(qū)域的粉質(zhì)粘土一般情況下為沖洪積粉質(zhì)粘土以及中更新統(tǒng)殘坡積粉質(zhì)粘土。根據(jù)不同地質(zhì)的考察會出現(xiàn)的粉質(zhì)粘土的類型也隨之出現(xiàn)，各種參數(shù)指標(biāo)的研究也在各大城市逐漸展開，并取得了很好的成果，對粉質(zhì)粘土的物理、力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行分析考察，又助于對地基的分析，為以后房屋、橋梁以及其他建筑的勘察和設(shè)計提供有利的幫助。

2　粉質(zhì)粘土的分析

2.1粉質(zhì)粘土的概況

在不同的地帶粘土地帶有著不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，湖濱地區(qū)軟土地層由上而下可以分為五層，其中第一層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層，第二層為硬塑粉質(zhì)粘土層，第三層為可塑狀的粉質(zhì)粘土夾薄層粉砂-粉砂層，第四層為可塑狀的粉質(zhì)粘土與粉砂互層，最下部的是中密粉細(xì)砂層。像在黃沙灣一帶的湖濱區(qū)侵蝕型堆積階地又分為四級掩埋型階地和三級上迭階地。這樣的分類都是按照材料的組成而定性分析形成的。

粉質(zhì)粘土層也成之為沖洪積層，一般呈現(xiàn)為棕褐色或者褐黃色，粉粒以及粘粒是其主要的成分。其中風(fēng)化板巖巖屑的主要去向也是形成粉質(zhì)粘土層，粉質(zhì)粘土層是可以被人類的活動所影響的。第一種的粉質(zhì)粘土可以在上進(jìn)行耕作，種植等等，可以經(jīng)過一系列的方式方法來進(jìn)行飽和、擾動可以塑造，一般厚度保證在0.5～3m之間，在湖濱地區(qū)的沖溝中常常出現(xiàn)這種軟塑狀粘土層，具體項目施工中一般進(jìn)行清除或地基處理。第二種的粉質(zhì)粘土也稱之為殘坡積，紫紅、黃色、黃褐色以及棕褐色是其主要的象征色，是含有板巖碎塊的粉粒粘粒成分，一般條件下呈現(xiàn)的是硬塑的一種狀態(tài)，分布在丘頂上、邊坡上以及坡腳地帶。植被的生長層也就是這一層。在丘頂、且坡地帶的厚度隨著位置的變化而發(fā)生變化，變化區(qū)間是0.5～2.0m，而在坡腳的厚度比丘頂?shù)纳晕⒑褚恍?.0～3.0m。第三種的粉質(zhì)粘土黃褐色、紅褐色，呈現(xiàn)硬塑性的特點，其中粘土上含有少量的鐵錳質(zhì)的結(jié)核，中切面比較光滑，具有較好的壓縮性能，沒有強(qiáng)烈的振搖性，對光澤的反應(yīng)很差，在強(qiáng)度和韌性方面不是很好，但對于工程建設(shè)來說是很好的選擇，其主要分布在特定的某些場區(qū)，為破碎巖體。第四種的粉質(zhì)粘土主要顏色是黃灰以及黃綠色，主要成分是石英等變晶結(jié)構(gòu)，構(gòu)造呈現(xiàn)出板狀的特征，在裂隙上有褐色的鐵錳氧化膜，但是有的卻被特定的物質(zhì)填充，地質(zhì)性能保證的很完整。最后層為堅硬場地土能有效的抵抗土層剪切波速，有著很好的彈性模量等等。在這些的土層中，淤泥中淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，因為其埋藏淺以及厚度大和力學(xué)性能差，所以其對工程建設(shè)的影響最大，在公路建設(shè)以及其他的工程建設(shè)中上處理好這個黏土層的性能，能使工程的建設(shè)變得更加高效。

2.2粉質(zhì)粘土的相關(guān)性分析

統(tǒng)計分析粉質(zhì)粘土的參數(shù)一般選用的是平均值、標(biāo)準(zhǔn)差以及變異系數(shù)來進(jìn)行統(tǒng)計分析然后在按照特定的公式進(jìn)行實際的計算，在湖濱粉質(zhì)粘土的研究中，將土的物理參數(shù)設(shè)計成常量，變量為土的力學(xué)參數(shù)并將變異系數(shù)考慮在內(nèi)，盡可能的滿足工程精度的需要。在研究區(qū)域的粘土力學(xué)參數(shù)之間的相關(guān)性進(jìn)行考察，這樣不僅能夠使地基基礎(chǔ)可靠，而且能夠使地基極限承載能力的提高，不僅能夠簡化計算的過程，更能滿足工程精度的需要，從而可以縮短工期，減少人力物力。

粘土的物理性質(zhì)指標(biāo)具有一定的相關(guān)性，土的含水量以及和孔隙比的反映了粘性土的性能指數(shù)，湖濱粘土的相關(guān)系數(shù)不小于0.5，這有利于建筑得的施工，能保證施工的安全；粘土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)比物理性質(zhì)指標(biāo)的影響度小很多，它反映的是一些不確定性因素，導(dǎo)致的粘土性質(zhì)的復(fù)雜度以及使變異系數(shù)增大，粘性系數(shù)小，這都會對地基的建設(shè)造成一定的影響。

3　粉質(zhì)粘土承載力的研究

粘土作為地基就是可以承載一定負(fù)荷的某一深度范圍內(nèi)的土層，作為地基的承載力必須滿足建筑物的安全以及正常使用，既不能使地基變形也不能使建筑物整體滑坡，因此必須保證建筑物的穩(wěn)定。承載力也就是地基單位面積上所能承受的最大壓力，地基的土層以及基礎(chǔ)寬度都和承載力有一系列的原因。在基礎(chǔ)設(shè)計時，要對基礎(chǔ)寬度以及深度進(jìn)行適時的修正，這樣才能保證地基的穩(wěn)定性，保證建筑物的安全可靠。因此地基土工程特性起著舉足輕重的作用，利用理論或者經(jīng)驗方法來計算承載力是設(shè)計中經(jīng)常使用的方法。

3.1粉質(zhì)粘土的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗承載力公式

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗是應(yīng)用比較廣泛的方法來測定粘土、砂土以及粉土指標(biāo)的一種方法，這種方法就是利用一定的錘擊動能，將一定規(guī)格的對開管式貫入器打入鉆孔孔底的土層中，根據(jù)打入土層中的貫入阻力，評定土層的變化和土的物理力學(xué)性質(zhì)，如：評定湖濱粘土的密實度和相對密度，評定粘土的抗剪強(qiáng)度以及變形和壓縮模量，確定承載力，判斷地震液化問題上有著很好的權(quán)威性。承載力與標(biāo)準(zhǔn)貫入實驗的修正值成近似的線性關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)貫入試樣的主要成就就是測定N與粘土地基深度的關(guān)系線，進(jìn)行對工程地質(zhì)柱狀坡面圖的描述和標(biāo)貫。

其中：N就是標(biāo)準(zhǔn)貫入的修正指數(shù)的代表字母。

3.2粉質(zhì)粘土的土工試驗承載力經(jīng)驗公式

孔隙比和液性指數(shù)是粉質(zhì)粘土土工實驗參數(shù)法經(jīng)常采用的重要參數(shù)，承載力隨著孔隙比和液性指數(shù)的增加呈現(xiàn)下降的趨勢，通過最小二乘法的計算，用線性擬合的方法得出了一些經(jīng)驗公式。

在這兩種方法中，標(biāo)準(zhǔn)貫入方法的相對誤差范圍比較小，穩(wěn)定性比較高，而土工試驗方法由于取樣和運送中土體會受到很大的擾動，一次計算的誤差范圍比較大，因此在選擇地基建筑的方法上一般采用標(biāo)準(zhǔn)貫入方法，這樣才可以與實際承載力具有較高的符合性。保證建筑物的安全性，防止湖濱地下水的影響。

4　在建筑上加強(qiáng)湖濱地區(qū)粉質(zhì)粘土上承載力的措施

在湖濱地區(qū)的粉質(zhì)粘土上，特別是在飽和的淤泥條件下的粉質(zhì)粘土上進(jìn)行施工建設(shè)是具有相當(dāng)大的難度的，湖濱地區(qū)的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土屬于軟弱粘土，其中含水率較高、空隙大、土的不排水抗剪度低，更重要的是滲透性比較弱，壓縮性能比較低，土的成分比較復(fù)雜，在動力的作用下土體結(jié)構(gòu)容易破壞，會驟然降低強(qiáng)度，施工過程中也許會造成坍塌或者夾樁的現(xiàn)象，所以必須采取特定的手段來加強(qiáng)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的承載力，采取特定的措施來進(jìn)行對建筑物的加固，提高粘土性能，防止不必要的災(zāi)害產(chǎn)生。

4.1加固土體

在建筑上采用一定的攪拌樁來加固土體，能將攪拌樁與道路連接形成網(wǎng)狀形態(tài)，以分割成的一個個土體為單位來減少對土體的破壞，這樣可以有效地保護(hù)樁位；進(jìn)行對施工通道的加固，配置一定數(shù)量的鋼板通道，基坑采用水泥攪拌樁進(jìn)行裝配。在建設(shè)初期進(jìn)行不斷的土地夯實或者添加一些石料等添加劑來加強(qiáng)粘土的穩(wěn)定性能。

4.2加強(qiáng)降水措施

在粘土的土地上添加有效的將水處理設(shè)施，主要是針對淺層地表水的降水設(shè)施，比如設(shè)置集水井，將集水井的深度按照粘土的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)每隔500m布置一個集水井，按照建筑體積布置15～ 20不等的集水井，集水井采用混凝土管進(jìn)行裝配，特殊時期采用抽水泵進(jìn)行積水的外排。防止降水的沖刷破壞地基的穩(wěn)定性能，也減少由于降水的存積來使地基中其他金屬物質(zhì)的腐敗，破壞粘土的物理性質(zhì)，防止類似于泥石流現(xiàn)象的產(chǎn)生，對生態(tài)環(huán)境造成一定的威脅。

5　結(jié)語

通過對湖濱地區(qū)粉質(zhì)粘土的相關(guān)分析以及承載力的研究可以發(fā)現(xiàn)，粘土的物理性質(zhì)指標(biāo)之間會有很好的關(guān)聯(lián)效果，確定好物理指標(biāo)可以更好的考慮其他的相關(guān)性，檢驗試驗結(jié)果的正確與否，同時可以了解湖濱地區(qū)的各項指標(biāo)以及是否對建筑造成影響，通過承載力的研究來進(jìn)行對粉質(zhì)粘土的改良以至于在提高固化強(qiáng)度和保證建筑施工順利進(jìn)行以及保障建筑物的安全穩(wěn)定提供有效的幫助，對以后的施工建設(shè)和土地改良提供了很好的技術(shù)支持，保障國家財產(chǎn)不受損失。

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P624

A

1673-0038（2015）16-0169-02

2015-1-10

劉三縣（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事巖土工程勘察工作。