【摘要】這兩年強夯法以其處理地基施工簡便、速度快、效果好、造價低等優(yōu)點,在牧區(qū)濕陷性黃土處理方面得到廣泛應(yīng)用和推廣。
【關(guān)鍵詞】特殊土質(zhì);濕陷性黃土;地基處理
1、工程概況
2014年新疆瑪納斯縣瑪納斯河水利管理處開工建設(shè)的三個項目工程不同程度地存在著特殊土質(zhì)段的施工(濕陷性黃土),因為項目區(qū)地理位置的復(fù)雜性,造成設(shè)計、施工一連串的滯障效應(yīng)。也正是得益于之前對相似土質(zhì)的處理經(jīng)驗,造就了團結(jié)干渠二期、三期改擴建工程5.5 km(近5萬m3)濕陷性黃土的制備工藝。
2、牧區(qū)濕陷性黃土地基處理措施
濕陷性黃土在未受水浸濕時,一般強度較高,壓縮性較小。當(dāng)在一定壓力下受水浸濕,土結(jié)構(gòu)會迅速破壞,產(chǎn)生較大附加下沉,強度迅速降低。這就是2014年中灌項目610m渠道雖然施工中進行了防滲處理,依然在輸水過程的當(dāng)天出現(xiàn)塌陷的根本原因。故在濕陷性黃土場地上進行施工,應(yīng)根據(jù)水利工程的重要性、地基受水浸濕可能性的大小和在使用期間對不均勻沉降限制的嚴(yán)格程度,采取以地基處理為主的綜合措施,防止地基濕陷對水利工程產(chǎn)生危害。
2.1 墊層法
墊層法是先將基礎(chǔ)下的濕陷性黃土一部分或全部挖除,然后用素土或灰土分層夯實做成墊層,以便消除地基的部分或全部濕陷量,并可減小地基的壓縮變形,提高地基承載力,可將其分為局部墊層和整片墊層。
2.1.1 局部土墊層的處理寬度超出基礎(chǔ)底邊的寬度較小,地基處理后,地面水及管道漏水仍可能從墊層側(cè)向滲入下部未處理的濕陷性土層而引起濕陷,因此,設(shè)置局部墊層不考慮起防水、隔水作用,地基受水浸濕可能性大及有防滲要求的建筑物,不得采用局部土墊層處理地基。
2.1.2 整片墊層的平面處理范圍,每邊超出建筑物外墻基礎(chǔ)外緣的寬度,不應(yīng)小于墊層的厚度,即并不應(yīng)小于2m。
2.1.3 一般情況下在牧區(qū)地下水位不可能上升的自重濕陷性黃土場地,當(dāng)未消除地基的全部濕陷量時,對地基受水浸濕可能性大或有嚴(yán)格防水要求的建筑物,采用整片土墊層處理地基較為適宜。但對于平原區(qū)地下水位有可能上升的自重濕陷性黃土場地,應(yīng)考慮水位上升后,對下部未處理的濕陷性土層引起濕陷的可能性。
2.2 重錘表層夯實及強夯
重錘表層夯實適用于處理飽和度不大于60%的濕陷性黃土地基。一般采用2.5~3.0t的重錘,落距4.0~4.5m,可消除基底以下1.2~1.8m黃土層的濕陷性。非自重濕陷性黃土地基,其濕陷起始壓力較大,當(dāng)用重錘處理部分濕陷性黃土層后,可減少甚至消除黃土地基的濕陷變形。因此在非自重濕陷性黃土場地采用重錘夯實的優(yōu)越性較明顯。
2.3 擠密樁法
擠密樁法通過成孔或樁體夯實過程中的橫向擠壓作用,使樁間土得以擠密,從而形成復(fù)合地基。值得注意的是,不得用粗顆粒的砂、石或其它透水性材料填入樁孔內(nèi)。
2.3.1 機械打樁成孔橫向加密土層,改善土體物理力學(xué)性能
在土中擠壓成孔時,樁孔內(nèi)原有土被強制側(cè)向擠出,使樁周一定范圍內(nèi)土層受到擠壓,擾動和重塑,使樁周土孔隙比減小,土中氣體溢出,從而增加土體密實程度,降低土壓縮性,提高土體承載能力。土體擠密范圍,是從樁孔邊向四周減弱,孔壁邊土干密度可接近或超過最大干密度,也就是說壓實系數(shù)可以接近或超過1.0,其擠密影響半徑通常為1.5~2d(d為擠密樁直徑),漸次向外,干密度逐漸減小,直至土的天然干密度,試驗證明沉管對土體擠密效果可以相互疊加,樁距愈小,擠密效果愈顯著。
2.3.2 灰土樁與樁間擠密土合成復(fù)合地基
樁徑宜為300~450mm,并可根據(jù)所選用的成孔設(shè)備或成孔方法確定;樁距可為樁徑的2.0~2.5倍;樁頂標(biāo)高以上應(yīng)設(shè)置300~500mm厚的2:8灰土,其壓實系數(shù)不小于0.95;灰土擠密樁和土擠密樁復(fù)合地基承載力特征值:《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2002規(guī)定應(yīng)通過現(xiàn)場單樁或多樁復(fù)合地基載荷試驗確定。
質(zhì)量檢驗:灰土擠密樁和土擠密樁地基竣工驗收時,承載力應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗。
一般來說,在擠密樁長度范圍內(nèi)土體的濕陷性已完全被消除處理后的地基與上部結(jié)構(gòu)渾然一體,即使樁底以下土后的土體即使有沉降變形,也是微小的和均勻的,不致對上部結(jié)構(gòu)形成威脅。樁的間距的大小直接影響到擠密效果的好壞,也與工程建設(shè)的經(jīng)濟性密切相關(guān)。
2.4 樁基礎(chǔ)
在濕陷性黃土場地上,不允許采用摩擦型樁,應(yīng)根據(jù)場地工程地質(zhì)條件,采用穿透濕陷性黃土層的端承型樁(包括端承樁和摩擦端承樁),其樁底端以下的受力層:在非自重濕陷性黃土場地,必須是壓縮性較低的非濕陷性土(巖)層;在自重濕陷性黃土場地,必須是可靠的持力層。這樣,當(dāng)樁周的土受水浸濕,樁側(cè)的正摩阻力一旦轉(zhuǎn)化為負(fù)摩阻力時,便可由端承型樁的下部非濕陷性土(巖)層所承受,并可滿足設(shè)計要求。
2.5 預(yù)浸水法
預(yù)浸水法是在在渠道大開挖后預(yù)先對濕陷性黃土進行大面積浸水,使土體在飽和自重應(yīng)力作用下,發(fā)生濕陷產(chǎn)生壓密,以消除全部黃土層的自重濕陷性和深部土層的外荷濕陷性。團結(jié)干渠二期、三期改擴建工程濕陷性黃土占線長、開挖、制備量大、動工在秋末等天時地利的條件,遂采用將開挖出的2/3土方成槽制備于渠邊線附近,此時取樣送檢得出天然含水率,待冬季雪水摻勻后再度送檢達(dá)標(biāo)后鋪填碾壓處理。
3、牧區(qū)濕陷性黃土防水措施
3.1 基本防水措施
在水工建筑物布置、場地排水、基礎(chǔ)防水、散水、排水溝、管道敷設(shè)、管道材料和接口等應(yīng)采取防止雨水或生產(chǎn)經(jīng)營用水的滲漏。
3.2 檢查漏水措施
在基本防水措施的基本上,對防護范圍內(nèi)的地下管道應(yīng)增設(shè)漏管溝和檢漏井。
3.3 嚴(yán)格防水措施
在檢漏防水措施的基礎(chǔ)上,應(yīng)提高防水地面、排水溝、檢漏管溝和檢漏井等設(shè)施的材料標(biāo)準(zhǔn)。
4 結(jié)語
為了減小或調(diào)整建筑物的不均勻沉降或適應(yīng)地基的變形。對于濕陷性黃土地基上的結(jié)構(gòu)措施通常要注意以下細(xì)節(jié):
a不論是水工建筑物還是管道引水,都要按設(shè)計中的使用及維護說明進行管理;
b在濕陷性黃土地基上的非濕陷性土場地上的水工建筑物基礎(chǔ)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。