胡曉明
(涇川縣建筑安裝工程質(zhì)量監(jiān)督管理站 甘肅涇縣 744300)
濕陷性黃土地基處理新途徑的探討
胡曉明
(涇川縣建筑安裝工程質(zhì)量監(jiān)督管理站 甘肅涇縣 744300)
文章圍繞濕陷性黃土地基處理展開討論,基于文獻(xiàn)資料的查閱,分析濕陷性黃土地基處理技術(shù)的現(xiàn)狀,最后分析地基處理三種新途徑的應(yīng)用優(yōu)勢和阻礙,希望能夠為有關(guān)部門的研究提供理論借鑒。
濕陷性黃土;地基處理;新途徑
前言:就我國濕陷性黃土的整體分布面積來看,整體的面積高達(dá)3.1×105km2,占到全國黃土面積的 70%多,就我國濕陷性黃土地區(qū)來看,如果沒能在建設(shè)之前消除地基的濕陷性,一旦地基進(jìn)水,會產(chǎn)生變形狀況,由于地震的作用,很容易發(fā)生滑坡、震陷、液化等危險。可見濕陷性黃土對于建筑物的建設(shè)是一個十分嚴(yán)重的威脅,對工程的安全造成很大影響,嚴(yán)重者甚至出現(xiàn)建筑物倒塌的情況。具體實踐結(jié)果顯示,濕陷性黃土?xí)o當(dāng)?shù)氐慕煌ā⒔ㄖ踔了?、農(nóng)業(yè)等帶來很大的阻礙,由此為了保障工程的安全和正常建設(shè),需要采取先進(jìn)技術(shù)來強化地基的強度和穩(wěn)定性,保證建設(shè)的順利完成。
1.1 地基處理要求
濕陷性黃土地區(qū)的建筑物需要根據(jù)重要性進(jìn)行分類,但由于安全問題、經(jīng)濟問題和科學(xué)合理性的問題,針對不同類型的建筑物提出地基處理要求,并明確建筑措施和防水措施的具體要求。規(guī)定出當(dāng)?shù)鼗l(fā)生濕陷變形、壓縮變形或承載力無法滿足設(shè)計需求的時候,需要針對地基的土質(zhì)條件、濕陷類型和等級、建筑物類別等因素在地基壓縮層內(nèi)或者在濕陷性黃土層內(nèi)采取針對性處理措施。
1.2 地基處理技術(shù)
根據(jù)工程地質(zhì)學(xué)的角度來看,針對黃土的處理可以根據(jù)不同類型的方式來完成其加固處理,由此來改善和優(yōu)化工程的性質(zhì),就濕陷性黃土處理的本質(zhì)來看,可以分成兩種處理方式,即機械(物理)處理和化學(xué)加固的形式。國內(nèi)外利用濕陷性黃土地基處理方式主要包含重錘表層夯實、強夯、墊層、擠密樁、熱處理、預(yù)浸水、水下爆破、化學(xué)加固及樁基礎(chǔ)等措施。我國在改造濕陷性黃土的過程中較多采取重錘表層夯實、土墊層、土樁擠密及樁基礎(chǔ)的方式,使用次數(shù)多且經(jīng)驗比較豐富,國內(nèi)針對強夯法與沖擊壓實法的研究較多,當(dāng)前強夯法、沖擊壓實法及孔內(nèi)深層強夯等方式常用于針對高速公路濕陷性黃土地基和路基的處理,但是在我國西北、華北地區(qū)等利用強夯法,針對土質(zhì)實施動力夯實,由此來提升地基強度,降低地基壓縮性、消除濕陷性,該項已成為最常用且相對成熟的一種方式。就近年處理濕陷性黃土地基的方式來看,涌現(xiàn)了很多新型的處理方式,例如,擠密法的應(yīng)用研究在不斷的拓展,還有孔內(nèi)深層強夯擠密法(DDC技術(shù))的應(yīng)用范圍已經(jīng)蔓延至黃土地區(qū)電廠冷卻塔地基、多層及高層建筑地基的處理中。利用強夯、擠密等施工方式將卵石、礦渣等散體材料制作成飽和狀態(tài),由此將黃土地基轉(zhuǎn)變成“夯坑地基”。除此之外,還有研究人員利用飽和的土,基于土水勢原理和薄膜水運動理論的基礎(chǔ)來依據(jù)淺層阻水方案和深層散水方案來良好解決深厚濕陷性黃土地基的濕陷變形問題,發(fā)展前景良好。就目前來看,研究界針對濕陷性黃土地基處理方式很多,每一種處理方式都存在有點和缺點,因此有關(guān)部門需要根據(jù)研究現(xiàn)狀來找出經(jīng)濟且有效性高的處理方式,需要在不斷探索的基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化濕陷性黃土地基處理。
2.1 強夯法處理濕陷性黃土
很多工程的實踐結(jié)果顯示,就濕陷性黃土地基處理的方式中,造價最低的處理方式是強夯法,其次分別是砂井預(yù)壓、擠密砂樁、混凝土樁、化學(xué)法最高,因此考慮到地基處理的經(jīng)濟性,強夯法真是當(dāng)仁不讓。針對于粗顆粒非飽和土、含水量不大的雜填土或者濕陷性黃土的地基建設(shè)來看,其采用強夯法經(jīng)濟又實用。就目前來看,應(yīng)用強夯法來處理地基的主要范圍包含工業(yè)建筑、民用建筑、倉庫、儲倉、公路、鐵路路基、機場飛機跑道、港口碼頭和護(hù)岸工程等方面。但是利用強夯法處理黃土地基過程中最主要的問題出現(xiàn)在黃圖地基不防水上,由此會引發(fā)很多工程事故,為了保障工程施工的安全性,需要在利用強夯法的過程中采取針對性的防水和排水措施,由此對強夯法的使用造成了阻礙。
2.2 化學(xué)加固法與高分子材料SH固化黃土
化學(xué)加固和常用的化學(xué)材料加固的方式主要是將集中化學(xué)元素注入到黃土中,即將硅酸鈉、氯化鈣、氫氧化鈉、丙烯酰銨、鉻木素紙漿廢液以及水泥漿等注入到濕陷性黃土之中,利用溶液本身或者溶液和黃土地發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)來生成凝膠,由此將松散的黃土集中起來,形成一個整體,提升濕陷性黃土的強度和凝聚力,降低黃土的濕陷性和透水性,由此完成地基處理。但由于部分化學(xué)溶液的成本較高,其使用范圍受到局限,較多應(yīng)用在礦井、水壩或鐵路隧道工程中。
2.3 夯擊固化新方式
利用高分子材料固化黃土的最大特點在于固化之后的黃土具有很強的抗水性,但是該種措施的成本花費較大,如果將濕陷性黃土的深處使用強夯法進(jìn)行處理,在該操作完成之后,在黃土的淺層和表層適當(dāng)?shù)膰姙⒁恍└叻肿硬牧现v黃土攪拌夯實,利用強夯法和夯擊固化兩種方式的結(jié)合來完成濕陷性黃土的地基處理,能夠顯著降低和消除黃土的濕陷性、震陷性及液化性,由此顯著提升高原黃土地的地基處理效果。也能從處理方式的選擇上顯著降低黃土地基處理的成本花銷,能夠良好解決工程建設(shè)安全性問題,提升建筑防災(zāi)減災(zāi)的有效性和穩(wěn)定性。濕陷性黃土地基的夯擊固化法主要將強夯法與高分子材料固化法結(jié)合使用,由此來發(fā)揮兩種處理方式的優(yōu)勢,降低處理成本的一種新途徑,是一種創(chuàng)新性的處理路徑。
結(jié)語:濕陷性黃土地基處理方式需要在理論研究層面不斷深入,可以采用室內(nèi)試驗的方式來處理黃土地基加固,由此建立加固組合的模型,深入研究夯擊固化的應(yīng)用前景。
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