王 爽
(陜西陜焦化工有限公司,陜西 渭南 711712)
目前,黃土濕陷性評(píng)價(jià)被較多學(xué)者關(guān)注,大部分學(xué)者在參與評(píng)價(jià)的過程中,都爭(zhēng)取縮小評(píng)價(jià)差異,以便為地基處理乃至后續(xù)再次加固處理提供有力依據(jù),該評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性直接影響工程造價(jià)以及后續(xù)化工廠生產(chǎn)使用經(jīng)濟(jì)效益。分析灰土擠密樁法在地基處理中的應(yīng)用,能為地基處理工作提供實(shí)踐指導(dǎo),同時(shí),還能起到加固方法改進(jìn)的作用。由此可見,該論題具有一定現(xiàn)實(shí)意義,具體探究如下。
所謂黃土濕陷性,指的是土質(zhì)自身具有的一種特殊地質(zhì)性質(zhì),受上部荷載、自重以及水分浸透影響,極易導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)在短時(shí)間迅速破壞,隨后突然發(fā)生大幅度沉降,這一過程即黃土濕陷性。對(duì)其進(jìn)行濕陷性評(píng)價(jià)時(shí),應(yīng)注意相關(guān)事項(xiàng)以及評(píng)價(jià)結(jié)果影響因素,具體介紹如下。
實(shí)際評(píng)價(jià)的過程中,應(yīng)參照土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)規(guī)范,準(zhǔn)確計(jì)算土體密度、含水量、液塑限、壓縮系數(shù)、剪切試驗(yàn)、固結(jié)試驗(yàn)等數(shù)值,同時(shí),全面了解項(xiàng)目特點(diǎn),制定、優(yōu)選地基處理計(jì)劃。此外,具體分析工況條件,總結(jié)黃土濕陷性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),并適時(shí)調(diào)整相應(yīng)參數(shù)值,以此縮小評(píng)判誤差。
影響因素分為內(nèi)外兩部分,其中,內(nèi)部影響因素有礦物成分、微結(jié)構(gòu)表征以及化學(xué)成分;外部影響因素有外部載荷、水分浸透等。依據(jù)影響因素進(jìn)行指標(biāo)選取,影響顯著的指標(biāo)有干密度、孔隙比、含水量、塑性指數(shù),指標(biāo)排列順序即對(duì)黃土濕陷性影響順序,影響由大到小。
下文針對(duì)濕陷性黃土地基處理方法具體介紹,總結(jié)不同處理方法的優(yōu)點(diǎn)和不足,以便施工工程根據(jù)施工實(shí)際以及施工需要進(jìn)行方法選擇,進(jìn)而使所選地基處理方法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)能夠及時(shí)彰顯。
這種方法即借助夯錘強(qiáng)有力沖擊來進(jìn)行土體夯實(shí),它細(xì)分為兩種方法,第一種方法即重錘夯實(shí)法,夯錘重量1.4 t~3 t,落距2.1 m~4.8 m,這種方法在組織水分滲透、增加干密度等方面發(fā)揮了重要作用,適于地下水位0.8 m以上、稍濕的濕陷性黃土的地基加固處理,重錘表面夯實(shí)的加固深度一般為1.2 m~2.0 m,該方法在大面積淺層地基處理中有整體性效果;第二種方法即強(qiáng)夯法,夯錘重量8.5 t~20.5 t,強(qiáng)夯法能夠改善濕陷性,能夠迫使孔隙壓縮,強(qiáng)夯法是我國目前最為常用和最經(jīng)濟(jì)的深層地基處理方法之一。
該方法通過挖去軟土層、鋪墊灰土分層來消除濕陷量,同時(shí),還能增強(qiáng)對(duì)上部荷載的地基承載力,有效避免地基變形。其應(yīng)用條件為:地下水位之上,地基厚度在1.1 m~2.9 m之間,方法應(yīng)用期間,務(wù)必做好防水工作,以免防水工作不到位出現(xiàn)土層下沉現(xiàn)象。
基礎(chǔ)樁由鋼筋及混凝土制成,這種制作材料具有良好的地基承載效果,由于受力原理存在差異,進(jìn)而樁類型不相一致,常見樁類型主要有兩種,第一種即端承樁,第二種即摩擦樁。這兩種方法適用于不同種類土壤,允許較大外力施重,并且工藝相對(duì)成熟,但存在施工進(jìn)程緩慢這一不足。
所謂擠密樁法,指的是根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行成孔操作,之后在樁孔內(nèi)分層進(jìn)行振搗操作,填料可選擇灰土、砂石或水泥粉煤灰碎石混合料,直到符合應(yīng)用要求。在此期間,充分利用樁間土的承載力共同作用形成復(fù)合地基。該方法實(shí)際應(yīng)用的過程中,應(yīng)關(guān)注地下水含量,根據(jù)水位合理確定處理深度,一般來講,處理深度為6 m~21 m。擠密樁法對(duì)場(chǎng)地、土壤等應(yīng)用要求較低。
所謂注漿法,指的是向地基孔隙注入水泥漿液,以此填充、滲透和擠密優(yōu)化土壤性質(zhì)。具體操作:利用鉆機(jī)進(jìn)行打孔,借助高壓泵引導(dǎo)漿液噴出,并使其良好的混合于土壤,驅(qū)走土顆粒間的水分和氣體,并填充其位置,硬化后將土體膠結(jié)成一個(gè)整體,形成一個(gè)強(qiáng)度大、壓縮性低、抗?jié)B性高的新的土體結(jié)構(gòu),完成地基加固任務(wù)。
該方法在成孔期間橫向擠密樁間土,夯填樁孔時(shí)樁體土及樁間土均受擠密作用,這一方法在濕陷性黃土地基處理中有良好的應(yīng)用效果,能夠大大增強(qiáng)地基承載力,確保濕陷性消除目標(biāo)及時(shí)實(shí)現(xiàn)。
3.2.1擠密效果及加固效果
常用加固處理方法主要有兩種,第一種即人工成孔,第二種即利用機(jī)械設(shè)備成孔,兩種方法相對(duì)比,后者優(yōu)越于前者,后者擠密范圍相對(duì)較大,并且濕陷性處理效果良好。擠密操作進(jìn)行的過程中,如果水分過多,則樁孔回淤的幾率相對(duì)較大,進(jìn)而擠密效果達(dá)不到預(yù)期,反之,水分含量較少或者接近要求的水分含量,最終擠密效果良好。
加固效果:灰土樁接觸于樁周土,膠結(jié)層緊密度良好,并且石灰顆粒能夠均勻分布,這類顆粒結(jié)合于土顆粒,二者反應(yīng)形成的碳酸鈣物質(zhì)能夠優(yōu)化膠結(jié)效果。灰土樁在黃土地基性能調(diào)整方面有積極作用。
3.2.2載荷傳遞規(guī)律
受豎向載荷作用,灰土樁會(huì)發(fā)生壓縮變形,樁頂在1.0 d~1.5 d時(shí)間段內(nèi)的變形占全部樁身壓縮變形量的60%~85%,樁身壓縮變形層的深度為6d左右,樁身在一定深度內(nèi)產(chǎn)生壓縮變形及側(cè)向膨脹,其值上大下小,在6d~10d深度以下樁身所承受的載荷力大大減少,樁身應(yīng)力趨近于0。
3.2.3殘余濕陷性影響復(fù)合地基承載力
濕陷性除了發(fā)生于黃土地基外,還常見于復(fù)合地基,對(duì)其進(jìn)行濕陷性和承載力的關(guān)系分析,了解殘余濕陷性對(duì)地基承載力產(chǎn)生的影響,能為地基加固處理提供依據(jù)。當(dāng)樁心距為2.5d時(shí),個(gè)別樁間存在浸水濕陷的幾率較高;當(dāng)樁心距為2.25d時(shí),樁間存在浸水濕陷的幾率較低,這意味著承載力以及濕陷性均能滿足施工要求;當(dāng)樁心距為3.0d時(shí),樁間存在浸水濕陷的幾率較高,并且濕陷性范圍較大,此時(shí)土體浸水濕陷會(huì)較大削弱承載力,承載力及濕陷性均不能滿足施工需要,因此,施工工程應(yīng)將樁心距控制在3.0d之內(nèi)。
3.2.4加固措施
加固操作開始之前,應(yīng)合理確定地基承載力特征值,即應(yīng)用地基容許承載力公式對(duì)其估損,據(jù)此確定基礎(chǔ)尺寸、承載力特征值、埋深參數(shù),最后針對(duì)得到的數(shù)值檢驗(yàn)分析,必要時(shí)進(jìn)行數(shù)值修正。實(shí)際加固處理流程為:準(zhǔn)備充足的拌合料,針對(duì)參與拌合的各項(xiàng)材料進(jìn)行試驗(yàn)分析,據(jù)此確定含水量和干密度;接下來進(jìn)行試樁、成孔操作,妥善排列樁間間距;按照夯填成樁程序進(jìn)行地基處理,首先清理底部樁孔,然后進(jìn)行灰土攪拌,接下來針對(duì)樁孔做回填處理和夯實(shí)處理,最后順利成樁,在此期間,應(yīng)準(zhǔn)備夯填機(jī)以及輔助設(shè)備,合理控制每次填料后的夯擊次數(shù),并對(duì)夯填操作具體記錄,所記錄的內(nèi)容包括回填夯擊次數(shù)、孔錘擊次數(shù)、灰土量等;質(zhì)量控制方面,嚴(yán)格校對(duì)樁位擺放的合理性,合理控制樁孔誤差,以及放線誤差,細(xì)致檢查成孔深度、垂直度,嚴(yán)格校驗(yàn)樁孔質(zhì)量;針對(duì)地基處理工作進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí),首先進(jìn)行濕陷性分析,然后依次進(jìn)行密實(shí)度、地基承載力試驗(yàn),對(duì)比各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果與設(shè)計(jì)要求,據(jù)此檢驗(yàn)加固處理措施的應(yīng)用效果。
在評(píng)價(jià)黃土濕陷性的基礎(chǔ)上,應(yīng)用灰土擠密樁進(jìn)行地基沉降處理,這一方法不僅能夠有效消除濕陷性,還能節(jié)省成本,具有良好的經(jīng)濟(jì)效果。掌握灰土擠密樁法的應(yīng)用技巧,能夠做好黃土濕陷性地基處理工作,這對(duì)施工效率提高、施工質(zhì)量?jī)?yōu)化有重要作用。此外,相關(guān)學(xué)者應(yīng)主動(dòng)學(xué)習(xí)西方國家的黃土濕陷性評(píng)價(jià)方法,探究灰土擠密樁法有效應(yīng)用途徑,這對(duì)建筑物質(zhì)量全面保障有重要作用,同時(shí),灰土擠密樁法的應(yīng)用范圍會(huì)不斷擴(kuò)大。