① 黃土濕陷
(一)溫陷性黃土的特徵
(1)溫陷性黃土的物質成分和結構
濕陷性黃土的顏色主要呈黃色或褐黃色、灰黃色,富含碳酸鈣,具大孔隙,垂直節理發育;從物質成分上看,濕陷性黃土多以粉砂、細砂為主,含量一般為57%~72%,礦物成分以石英、長石、碳酸鹽礦物、粘土礦物等為主。
濕陷性黃土在結構上由原生礦物單顆粒和集合體組成,集合體中包括集粒和凝塊。高孔隙性是濕陷性黃土最重要的結構特徵之一。孔隙類型有粒間孔隙、集粒間孔隙、集粒內孔隙、顆粒-集粒間孔隙等,孔隙大小多為1~0.002mm。
濕陷性黃土是乾旱氣候條件下風積作用的產物。形成初期土質疏鬆,靠顆粒的摩擦和粘粒與CaCO3的粘結作用略有連接而保持架空狀態,形成較鬆散的大孔和多孔結構。黃土孔隙率高,多在40%~50%之間,孔隙比為0.85~1.24,多數在1.0左右。
(2)濕陷性黃土的物理力學性質
1)低含水量:黃土天然含水量一般在7%~23%之間,但濕陷性黃土多數為11%~20%;密度為1.3~1.8g/cm3,干密度為1.24~1.47g/cm3;塑性較弱,塑性指數多為8~12,液限一般為26%~34%,多處於堅硬或硬塑狀態;沿沖溝兩側和陡壁附近垂直節理發育;由於存在大孔隙,故透水性比較好,滲透系數一般為0.8~1.0m/d,而且具有明顯的各向異性,垂直方向比水平方向的滲透系數大幾倍甚至幾十倍。
2)高孔隙性,中等壓縮性:馬蘭黃土壓縮系數一般為0.1~0.4MPa-1,抗剪強度較高,內摩擦角一般為15°~25°,黏聚力為30~60kPa。但新近堆積的黃土土質松軟,強度低,屬中—高壓縮性,壓縮系數為0.1~0.7MPa-1。
2.濕陷性黃土的危害
濕陷性黃土因其濕陷變形量大、速率快、變形不均勻等特徵,往往使工程設施的地基產生大幅度的沉降或不均勻沉降,從而造成建築物開裂、傾斜,甚至破壞。
(1)建築物地基濕陷災害
建築物地基若為濕陷性黃土,在建築物使用中因地表積水或管道、水池漏水而發生濕陷變形,加之建築物的荷載作用更加重了黃土的濕陷程度,常表現為濕陷速度快和非均勻性,使建築物地基產生不均勻沉陷,破壞了建築基礎的穩定性及上部結構的完整性。
例如西寧市南川鍛件廠的數十棟樓房,因地基濕陷均遭到不同程度的破壞。1號樓在施工中受水浸濕,一夜之間建築物兩端相對沉降差達16cm,地下室尚未建成便被迫停建報廢。廠區由於地下水位上升,造成大部分房屋因地基濕陷而破壞,其中最大沉降差達61.6cm,最大裂縫寬度達10cm。類似的例子在濕陷性黃土地區不勝枚舉。
在濕陷黃土分布區,尤其是黃土斜坡地帶,經常遇到黃土陷穴。這種陷穴常使工程建築遭受破壞,如引起房屋下沉開裂、鐵路路基下沉等。由於陷穴的存在,可使地表水大量潛入路基和邊坡,嚴重者導致路基坍滑。由於地下暗穴不易被發現,經常在工程建築物剛剛完工交付使用時突然發生倒塌事故。濕陷性黃土區鐵路路基有時因暗穴而引起軌道懸空,造成行車事故。
為了保證建築物基礎的穩定性,常常需要花費大量的物力、財力對濕陷性黃土地基進行處理。如西安市建築物黃土地基的處理費用一般占工程總費用的4%~8%,個別建築場地甚至高達30%。
(2)渠道濕陷變形災害
黃土分布區一般氣候比較乾燥,為了進行農田灌溉、城市和工礦企業供水,常修建引水工程。但是,由於某些地區黃土具有顯著的自重濕陷性,因此水渠的滲漏常引起渠道的嚴重濕陷變形,導致渠道破壞。
在中國隴西和陝北黃土高原有不少渠道工程受到渠道自重濕陷變形的破壞。如甘肅省修建的一座堤灌工程,在引水灌溉十多年之後,有的地段下沉0.8~1m,不少分水閘、泄水閘和泵站等因濕陷而破壞,不得不投入資金多次重建(紀萬斌等,1997)。
3.濕陷性黃土的防治措施
在濕陷性黃土地區,雖然因濕陷而引發的災害較多,但只要能對濕陷變形特徵與規律進行正確分析和評價,採取恰當的處理措施,濕陷便可以避免。
(1)防水措施
水的滲入是黃土濕陷的基本條件,因此,做到嚴格防水,濕陷事故是可以避免的。
防水措施是防止或減少建築物地基受水浸濕而採取的措施。這類措施有平整場地,以保證地面排水通暢;做好室內地面防水設施、室外散水、排水溝,特別是開挖基坑時,要注意防止水的滲入;切實做到上下水道和暖氣管道等用水設施不漏水等。
(2)地基處理措施
地基處理是對建築物基礎一定深度內的濕陷性黃土層進行加固處理或換填非濕陷性土,達到消除濕陷性、減小壓縮性和提高承載能力的方法。在濕陷性黃土地區,通常採用的地基處理方法有重錘表層夯實(強夯)、墊層、擠密樁、灰土勢層、頂浸水、土樁壓實爆破、化學加固和樁基、非濕陷性土替換法等。
對於某些水工建築物,防止地表水滲入幾乎是不可能的,此時可以採用預浸法。如對渠道通過的濕陷性黃土地段預先放水,使之浸透水分而先期發生濕陷變形,然後通過夯實碾壓再修築渠道以達到設計要求,在重點地區或輔之以重錘夯實。
選擇防治措施,應根據場地濕陷類型、濕陷等級、濕陷土層的厚度,結合建築物的具體要求等綜合考慮後來確定。對於弱濕陷性黃土地基,一般建築物可採用防水措施或配合其他措施;重要建築物除採用防水措施外,還需用重錘夯實或換土墊層等方法。對中等或強烈濕陷性黃土地基,則以地基處理為主,並配合必要的防水措施和結構措施。
(3)黃土陷穴的防治處理措施
在可能產生黃土陷穴的地帶,應通過地面調查和探測,查明分布規律,並針對陷穴形成和發展的原因採取必要的預防措施。具體措施有:
1)設置排水系統,把地表水引至有防滲層的排水溝或截水溝,經由溝渠排泄到地基或路基范圍以外。
2)夯實表土、鋪填粘土等不透水層或在坡面種植草皮,增強地表的防滲性能。
3)平整坡面,減少地表水的匯聚和滲透。
對已有的黃土陷穴,可採用如下的措施進行處理:
1)對小而直的陷穴進行灌砂處理。
2)對洞身不大、但洞壁曲折起伏較大的洞穴和離路基中線或地基較遠的小陷穴,可用水、粘土、砂製成的泥漿重復灌注。
3)對建築基礎下的陷穴一般採用明挖回填方式。
4)對較深的洞穴,要開挖導洞和豎井進行回填,由洞內向洞外回填密實。
② 濕陷性黃土地基強夯施工方法
1、強夯技術參數的確定
現在國內外尚沒有一整套斷定強夯參數的理論與計算方法,一般應參照國內強夯法加固路基的成功經驗,開始斷定各類路基的強夯參數。在大面積強夯施工前,再挑選代表性路段(夯區)進行試夯,以斷定合理的強夯參數與施工工藝,試夯區的夯點安置不宜小於5×5個夯點,試夯區寬度不小於2倍的預期加固深度,且不小於20m×20m。
2、基土含水量的控制
雖然強夯加固路基時對土體含水量的要求有所放寬,但基土含水量對強夯作用的影響仍是比較顯著的。強夯法處理黃土路基的施工中,操控土體含水量至最佳含水量鄰近對改進強夯法處理路基的質量很有必要。土的含水量宜低於塑限含水量1%~3%,在擬夯實的土地層內,土的含水量低於10%時,宜加水到塑限含水量;當土的含水量大於塑限含水量3%時,宜選用辦法恰當下降其含水量。
③ 常用的處理濕陷性黃土地基的方法有哪些
墊層法。
墊層法是先將基礎下的濕陷性黃土一部分或全部挖除,然後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,並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。
當僅要求消除基底下1~3m濕陷性黃土的濕陷量時,宜採用局部或整片土墊層進行處理;當同時要求提高墊層土的承載力或增強水穩性時,宜採用局部或整片灰土墊層進行處理。
判定
濕陷性黃土除了具備黃土的一般特徵如呈黃色或黃褐色,粒度成分以粉土顆粒為主,約佔50%以上,具有肉眼可見的孔隙等外,它還呈鬆散多孔結構狀態,孔隙比常在 1.0 以上,天然剖面上具有垂直節理,含水溶性鹽(碳酸鹽、硫酸鹽類等)較多。
垂直大孔性、鬆散多孔結構和遇水即降低或消失的土顆粒間的加固凝聚力(主要由水溶性鹽在土顆粒間沉澱凝結而產生),是黃土發生濕陷的兩個內部因素,而壓力和水是外部條件。
以上內容參考:網路-濕陷性黃土地基處理
④ 濕陷性黃土地基該怎麼處理
濕陷性黃土在天然濕度下,其壓縮性較低,強度較高,但遇水浸濕時,土的強度則顯著降低,在附加壓力或在附加壓力與土的飽和自重壓力的共同作用下,並具有突然下沉的性質。工程實踐表明,當工業與民用建(構)築物(以下統稱建築物)的地基不處理或處理不足時,建築物在使用期間,由於各種原因的漏水或地下水位上升往往引起濕陷事故。因此,在濕陷性黃土地區進行建設,對建築物地基需要採取處理措施,以改善土的物理力學性質,減小或消除濕陷性黃土地基因偶然浸水引起濕陷變形,保證建築物的安全與正常使用
濕陷性黃土地基的變形,包括壓縮變形和濕陷變形兩種。壓縮變形是地基土在天然濕度下由建築物的荷載所引起,並隨時間增長而逐漸減小,建築物竣工後一年左右即趨於穩定。濕陷性黃土地區的年降雨量稀少(約300mm-500mm),蒸發量遠大於年降雨量,屬乎乾旱及半乾旱氣候地區,濕陷性黃土的天然濕度一般在 10%~22%以內,其飽和度大都在40%~60%以內。當基底壓力不大於地基土的承載力特徵值時,壓縮變形值很小。通常不超過上部結構的容許變形值,對建築物不致產生有害影響,故從壓縮變形的角度考慮,除壓縮性較高、承載力較低的新近堆積黃土及高濕度黃土需要處理地基外,壓縮性較低、承載力較高的黃土可不採取措施處理地基。
濕陷變形是當地基的壓縮變形還未穩定或穩定後,建築物的荷載未改變,由於地基局部受水浸濕引起的附加變形(即濕陷),它經常是突然發生的,而且很不均勻,尤其是地基受水浸濕初期,一晝夜內往往可產生 15cm~25cm 的濕陷量,因而建築物的上部結構很難適應和抵抗這種數量大、速率快及不均勻的地基變形,故對建築物的破壞性較大。濕陷性黃土地基處理的目的:一是消除其全部濕陷量,使處理後的地基變為非濕陷性黃土地基,或採用深基礎、樁基礎穿透全部濕陷性土層,使上部荷載通過基礎或樁基礎轉移至非濕陷性的土(或岩)層中,防止地基產生濕陷;二是消除地基的部分濕陷量,減小被處理地基的總濕陷量,控制下部未處理濕陷性土層的剩餘濕陷量不大於設計規定。
鑒於甲類建築的重要性,地基受水浸濕的可能性和使用上對不均勻沉降的嚴格限制等與其他建築都有所不同,而且甲類建築的數量少、投資規模大、工程造價高,一旦出問題,在政治上或經濟上將會造成嚴重影響和損失。為此不允許甲類建築出現任何破壞性的變形,也不允許因變形而影響使用,故對其地基處理從嚴,要求消除地基的全部濕陷量。乙、丙類建築涉及面廣。地基處理過嚴,建設投資明顯增加,不符合我國現有的技術經濟水平,因此只要求消除其地基的部分濕陷量,然後根據地基處理的程度或剩餘濕陷量的大小,採取相應的防水措施和結構措施,以彌補地基處理的不足,防止建築物產生有害變形。
⑤ 濕陷性黃土的濕陷性黃土的工程特性
濕陷性黃土是一種特殊性質的土,其土質較均勻、結構疏鬆、孔隙發育。在未受水浸濕時,一般強度較高,壓縮性較小。當在一定壓力下受水浸濕,土結構會迅速破壞,產生較大附加下沉,強度迅速降低。故在濕陷性黃土場地上進行建設,應根據建築物的重要性、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格程度,採取以地基處理為主的綜合措施,防止地基濕陷對建築產生危害。 我國濕陷性黃土的顆粒主要為粉土顆粒,占總重量約50~70%,而粉土顆粒中又以0.05~0.01ram的粗粉土顆粒為多,占總重約40.60%,小於0.005ram的粘土顆粒較少,占總重約14.28%,大於0.1rnm的細砂顆粒占總重在5%以內,基本上無大於0.25mm的中砂顆粒。從以下表1可見,濕潤陷性黃土的顆粒從西北向東南有逐漸變細的規律。
表l 濕陷性黃土的顆粒組成
單位:mm 地名 >0.05 0.05一0.01 0.0l—0.005<0.005平均值 常見值 平均值 常見值 平均值 常見值 平均值 常見值 蘭州 19 10~25 57 50一65 10 5~10 14 5—25 西安 9 5~15 50 40~60 16 10一20 25 20一30 洛陽 1l 5~15 48 40~60 13 10~15 28 20一35 太原 27 15—35 50 40—60 7 5~15 16 10一20 延安 24 20—30 48 40—55 11 9^一15 17 10~25 上述顆粒的礦物成分,粗顆粒中主要是石英和長石,粘粒中主要是中等親水性的伊利石(見表2)。此外,在濕陷性黃土中又含有較多的水溶鹽,呈固態或半固態分布在各種顆粒的表面。
表2 濕陷性黃土的礦物成分和水溶鹽含量 地區 粗顆粒的
主要礦物 細顆粒的
主要礦物 水溶鹽含量(%) 易溶鹽 中溶鹽 難溶鹽 山西 石英、長石 伊利石 0.02~0.66 極少 11—13 陝西 石英、長石 伊利石 0.03—0.95 極少 9~14 甘肅 石英、長石 伊利石 0.10~0.90 0.5~1.4 10 黃土是乾旱或半乾旱氣候條件下的沉積物,在生成初期,土中水分不斷蒸發,土孔隙中的毛細作用,使水分逐漸集聚到較粗顆粒的接觸點處。同時,細粉粒、粘粒和一些水溶鹽類也不同程度的集聚到粗顆粒的接觸點形成膠結。
試驗研究表明,粗粉粒和砂粒在黃土結構中起骨架作用,由於在濕陷性黃土中砂粒含量很少,而且大部分砂粒不能直接接觸,能直接接觸的大多為粗粉粒。細粉粒通常依附在較大顆粒表面,特別是集聚在較大顆粒的接觸點處與膠體物質一起作為填充材料。
粘粒以及土體中所含的各種化學物質如鋁、鐵物質和一些無定型的鹽類等,多集聚在較大顆粒的接觸點起膠結和半膠結作用,作為黃土骨架的砂粒和粗粉粒,在天然狀態下,由於上述膠結物的凝聚結晶作用被牢固的粘結著,故使濕陷性黃土具有較高的強度,而遇水時,水對各種膠結物的軟化作用,土的強度突然下降便產生濕陷。 濕陷性黃土之所以在一定壓力下受水時產生顯著附加下沉,除上述在遇水時顆粒接觸點處膠結物的軟化作用外,還在於土的欠壓密狀態,乾旱氣候條件下,無論是風積或是坡積和洪積的黃土層,其蒸發影響深度大於大氣降水的影響深度,在其形成過程中,充分的壓力和適宜的濕度往往不能同時具備,導致土層的壓密欠佳。接近地表2--3米的土層,受大氣降水的影響,一般具有適宜壓密的濕度,但此時上覆土重很小,土層得不到充分的壓密,便形成了低濕度、高孔隙率的濕陷性黃土。
濕陷性黃土在天然狀態下保持低濕和高孔隙率是其產生濕陷的充分條件。我國濕陷性黃土分布地區大部分年平均降雨量約在250~500ram,而蒸發量卻遠遠超過降雨量,因而濕陷性黃土的天然濕度一般在塑限含水量左右,或更低一些。
表3 我國濕陷性黃土的天然含.it~mm,液限值 地名 天然含水量(%) 塑限(%) 液限(%)平均值 常見值 平均值 常見值 平均值 常見值 蘭州 11 7~16 17 14~20 27 20~30 西安 19 12~25 18 15—22 32 25~37 太原 14 5~20 17 15~20 26 20~30 子長 14 7~20 19 18~20 28 25~30 延安 14 7—20 18 16~22 29 25~33 平涼 16 12~22 19 16—22 30 25~35 表4 我國濕陷性黃土的孔隙 孔隙比(e) 地名 平均值 常見值 蘭州 1.08 0.85一1.27 西安 1.04 0.85~1.22 太原 0.96 0.82~1.13 洛陽 0.93 0.82~1.03 延安 1.17 1.00一1.32 子長 1.04 0.89~1.22 在豎向剖面上,我國濕潤陷性黃土的孔隙比一般隨深度增加而減小,其含水量則隨深度增加而增加,有的地區這種現象比較明顯,為此較薄的濕陷性土層往往不具自重濕陷或自重濕陷不明顯。 濕陷性黃土地基處理的目的主要是通過消除黃土的濕陷性,提高地基的承載力。
常用的地基處理方法有:土或灰土墊層、土樁或灰土樁、強夯法、重錘夯實法、樁基礎、預浸水法等。
各類地基的處理方法都應因地制宜,通過技術比較後合理選用。
對於Ⅱ級以上濕陷性黃土地基處理如採用土或灰土墊層、土樁或灰土樁、樁基礎預浸水法,不同程度存在工作量大、花費勞力多、施工現場佔地大、工期長、造價高等缺點。近幾年來,強夯法以其處理地基施工簡便、速度快、效果好、造價低等優點,在全國濕陷性黃土地區得到廣泛應用和推廣。
⑥ 濕陷性黃土地基常用的處理方法有哪幾種
一、墊層法
墊層法是先將基礎下的濕陷性黃土一部分或全部挖除,然後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,並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。當僅要求消除基底下1~3m濕陷性黃土的濕陷量時,宜採用局部或整片土墊層進行處理;當同時要求提高墊層土的承載力或增強水穩性時,宜採用局部或整片灰土墊層進行處理。
墊層的設計主要包括墊層的厚度、寬度、夯實後的壓實系數和承載力設計值的確定等方面。墊層設計的原則是既要滿足建築物對地基變形及穩定的要求,又要符合經濟合理的要求。同時,還要考慮以下幾方面的問題:
1.局部土墊層的處理寬度超出基礎底邊的寬度較小,地基處理後,地面水及管道漏水仍可能從墊層側向滲入下部未處理的濕陷性土層而引起濕陷,因此,設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築物,不得採用局部土墊層處理地基。
2.整片墊層的平面處理范圍,每邊超出建築物外牆基礎外緣的寬度,不應小於墊層的厚度,即並不應小於2m。
3.在地下水位不可能上升的自重濕陷性黃土場地,當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格防水要求的建築物,採用整片土墊層處理地基較為適宜。但地下水位有可能上升的自重濕陷性黃土場地,應考慮水位上升後,對下部未處理的濕陷性土層引起濕陷的可能性。
二、重錘表層夯實及強夯
重錘表層夯實適用於處理飽和度不大於60%的濕陷性黃土地基。一般採用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。在夯實層的范圍內,土的物理、力學性質獲得顯著改善,平均干密度明顯增大,壓縮性降低,濕陷性消除,透水性減弱,承載力提高。非自重濕陷性黃土地基,其濕陷起始壓力較大,當用重錘處理部分濕陷性黃土層後,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採用重錘夯實的優越性較明顯。
強夯法加固地基機理一般認為,是將一定重量的重錘以一定落距給予地基以沖擊和振動,從而達到增大壓實度,改善土的振動液化條件,消除濕陷性黃土的濕陷性等目的。強夯加固過程是瞬時對地基土體施加一個巨大的沖擊能量,使土體發生一系列的物理變化,如土體結構的破壞或排水固結、壓密以及觸變恢復等過程。其作用結果是使一定范圍內的地基強度提高、孔隙擠密。
單點強夯是通過反復巨大的沖擊能及伴隨產生的壓縮波、剪切波和瑞利波等對地基發揮綜合作用,使土體受到瞬間加荷,加荷的拉壓交替使用,使土顆粒間的原有接觸形式迅速改變,產生位移,完成土體壓縮-加密的過程。加固後土體的內聚力雖受到破壞或擾動有所降低,但原始內聚力隨土體密度增大而得以大幅提高;單點強夯如圖1所示,夯錘底下形成夯實核,呈近似的拋物線型,夯實核的最大厚度與夯錘半徑相近,土體成千層餅狀,其干密度大於1.85g/cm3;
三、擠密樁法
擠密樁法適用於處理地下水位以上的濕陷性黃土地基,施工時,先按設計方案在基礎平面位置布置樁孔並成孔,然後將備好的素土(粉質粘土或粉土)或灰土在最優含水量下分層填入樁孔內,並分層夯(搗)實至設計標高止。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。
灰土擠密樁和土樁地基一般適用於地下水位以上含水量14%~22%的濕陷性黃土和人工黃土和人工填土,處理深度可達5~10米。灰土擠密樁是利用錘擊打入或振動沉管的方法在土中形成樁孔,然後在樁孔中分層填入素土或灰土等填充料,在成孔和夯實填料的過程中,原來處於樁孔部位的土全部被擠入周圍土體,通過這一擠密過程,從而徹底改變土層的濕陷性質並提高其承載力。其主要作用機理分兩部分:
(一)機械打樁成孔橫向加密土層,改善土體物理力學性能
在土中擠壓成孔時,樁孔內原有土被強制側向擠出,使樁周一定范圍內土層受到擠壓,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幹密度,也就是說壓實系數可以接近或超過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。
(二)灰土樁與樁間擠密土合成復合地基
上部荷載通過它傳遞時,由於它們能互相適應變形,因此能有效而均勻地擴散應力,地基應力擴散得很快,在加固深度以下附加應力已大為衰減,無需堅實的下卧層。
樁徑宜為300~450mm,並可根據所選用的成孔設備或成孔方法確定;
樁距可為樁徑的2.0~2.5倍;
樁頂標高以上應設置300~500mm厚的2:8灰土,其壓實系數不小於0.95;
灰土擠密樁和土擠密樁復合地基承載力特徵值:《建築地基處理技術規范》JGJ79-2002規定應通過現場單樁或多樁復合地基載荷試驗確定。初步設計當無試驗資料時,可按當地經驗確定,但對灰土擠密樁復合地基的承載力特徵值,不宜大於處理前的2倍,並不大於250kpa;對於土擠密樁復合地基承載力特徵值,不宜大於處理前的1.4倍,並不宜大於180kpa.
用靜載荷試驗可測定單樁和樁間土的承載力,也可測定單樁復合地基或多樁復合地基承載力。當不用載荷試驗時,樁間土的承載力可採用靜力初探測定。
樁體特別是灰土填孔的樁體,採用靜力初探測定其承載力不一定可行,但可採用動力觸探測定。
處理後復合地基的載荷試驗,應按《建築地基處理技術規范》JGJ79-2202中附錄A的要求進行。
對高層建築或更重要的建築工程,應盡量通過載荷試驗確定處理後復合地基承載力特徵值和變形模量,這樣不僅安全可靠,而且還不受規范中承載力特徵值的限制,拓寬土擠密樁、灰土擠密樁地基的使用范圍。
當基礎的埋深大於0.5米時,處理地基的承載力特徵值可按有關規范進行計算,深度修正系數取1.0,寬度不作修正,即:Fa=Fak+0+1.0*γm *(d-0.5)
工程資料表明:灰土擠密樁地基的承載力特徵值已超過了400kpa,拓寬了灰土樁應用范圍。
隨著灰土樁應用范圍的擴展,有的方法對樁間土並不產生擠密效應,應用的土質也不限於黃土和填土,在此情況下,需要有一個理論計算方法,根據其作用機理,完全可以建立一個復合地基承載力的計算公式:
(1)、 Fspk=(K1*Fpk*Ap+K2*Fsk*As)/A
式中:Fspk—復合地基承載力特徵值(kpa)
Fpk—土樁或灰土樁承載力特徵值(kpa)
Fsk—天然土地基承載力特徵值(kpa)
A— 有效加固面積(平方米),A=Ap+As
Ap—土樁或灰土樁截面積(平方米)
As—樁間土受壓面積(平方米)
K1—與土樁或灰土樁不同樁徑、不同土質材料有關的系數,對於孔隙比不大於1.3、液性指數不大於1的一般粘性土和雜填土,K1可查表(表略)
K2—擠密後沉降量在10mm時的承載力特徵值與擠密前地基受壓沉降量在10mmm時承載力的比值,亦可取K2=1.0
(2)、若已知樁體的承載力特徵值Fpk和變形模量Eop、樁間土的承載力特徵值Fsk和變形模量Eos(一般按原地基取值)、處理地基中樁的置換率m,則可按下列公式計算復合地基承載力特徵值:
Fspk=m*Fpk+(1-m)Fsk
E0sp=m*Eop+(1-m)Eos
一般情況下,上式計算結果偏於安全。但少量工程除外,即設計值高於實測值。
(3)、若已知樁土應力比,復合地基承載力特徵值也可按下式計算:
Fspk=m*n*Fsk+(1-m)Fsk=[1+m(n-1)]Fsk=Fsk/Us
式中:n—樁土應力比
Us—應力擴散系數,Us=1/[1+m(n-1)]
(4)、復合地基承載力也可按剛度進行計算:
Fspk*A=Fpk*Ap+Fsk*As
式中符號意義同上式。
施工:成孔應按設計要求、成孔設備、現場土質和周圍環境等情況,選用沉管(震動、錘擊)或沖擊等方法。
質量檢驗:灰土擠密樁和土擠密樁地基竣工驗收時,承載力應採用復合地基載荷試驗。
一般來說,擠密樁可以按等邊三角形布置,這樣可以達到均勻的擠密效果。每根樁都對其周圍一定范圍內的土體有一定的擠密作用,即使樁與樁之間有一小部分尚未被擠密的土體,因為其周圍有著穩定的、不會發生濕陷的邊界這一部分也不會發生濕陷變形。樁與其周圍被擠密後的土體共同形成了復合地基,一起承受上部荷載。可以說,在擠密樁長度范圍內土體的濕陷性已完全被消除處理後的地基與上部結構渾然一體,即使樁底以下土後的土體即使有沉降變形,也是微小的和均勻的,不致對上部結構形成威脅。樁的間距的大小直接影響到擠密效果的好壞,也與工程建設的經濟性密切相關。
四、樁基礎
樁基礎既不是天然地基,也不是人工地基,屬於基礎范疇,是將上部荷載傳遞給樁側和樁底端以下的土(或岩)層,採用挖、鑽孔等非擠土方法而成的樁,在成孔過程中將土排出孔外,樁孔周圍土的性質並無改善。但設置在濕陷性黃土場地上的樁基礎,樁周土受水浸濕後,樁側阻力大幅度減小,甚至消失,當樁周土產生自重濕陷時,樁側的正摩阻力迅速轉化為負摩阻力。因此,在濕陷性黃土場地上,不允許採用摩擦型樁,設計樁基礎除樁身強度必須滿足要求外,還應根據場地工程地質條件,採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(岩)層;在自重濕陷性黃土場地,必須是可靠的持力層。這樣,當樁周的土受水浸濕,樁側的正摩阻力一旦轉化為負摩阻力時,便可由端承型樁的下部非濕陷性土(岩)層所承受,並可滿足設計要求,以保證建築物的安全與正常使用。
五、化學加固法
在我國濕陷性黃土地區地基處理應用很多,並取得實踐經驗的化學加固法包括硅化加固法和鹼液加固法,其加固機理如下:
硅化加固濕陷性黃土的物理化學過程,一方面基於濃度不大的、粘滯度很小的硅酸鈉溶液順利地滲入黃土孔隙中,另一方面溶液與土的相互凝結,土起著凝結劑的作用。
鹼液加固:利用氫氧化鈉溶液加固濕陷性黃土地基在我國始於20世紀60年代,其加固原則為:氫氧化鈉溶液注入黃土後,首先與土中可溶性和交換性鹼土金屬陽離子發生置換反映,反映結果使土顆粒表面生成鹼土金屬氫氧化物。
六、預浸水法
預浸水法是在修建建築物前預先對濕陷性黃土場地大面積浸水,使土體在飽和自重應力作用下,發生濕陷產生壓密,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。預浸水法一般適用於濕陷性黃土厚度大、濕陷性強烈的自重濕陷性黃土場地。由於浸水時場地周圍地表下沉開裂,並容易造成「跑水」穿洞,影響建築物的安全,所以空曠的新建地區較為適用。
⑦ 濕陷性黃土地基處理
2011-7-9 10:03 滿意回答 一、墊層法
墊層法是先將基礎下的濕陷性黃土一部分或全部挖除,然後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,並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。當僅要求消除基底下1~3m濕陷性黃土的濕陷量時,宜採用局部或整片土墊層進行處理;當同時要求提高墊層土的承載力或增強水穩性時,宜採用局部或整片灰土墊層進行處理。
墊層的設計主要包括墊層的厚度、寬度、夯實後的壓實系數和承載力設計值的確定等方面。墊層設計的原則是既要滿足建築物對地基變形及穩定的要求,又要符合經濟合理的要求。同時,還要考慮以下幾方面的問題:
1.局部土墊層的處理寬度超出基礎底邊的寬度較小,地基處理後,地面水及管道漏水仍可能從墊層側向滲入下部未處理的濕陷性土層而引起濕陷,因此,設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築物,不得採用局部土墊層處理地基。
2.整片墊層的平面處理范圍,每邊超出建築物外牆基礎外緣的寬度,不應小於墊層的厚度,即並不應小於2m。
3.在地下水位不可能上升的自重濕陷性黃土場地,當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格防水要求的建築物,採用整片土墊層處理地基較為適宜。但地下水位有可能上升的自重濕陷性黃土場地,應考慮水位上升後,對下部未處理的濕陷性土層引起濕陷的可能性。
二、重錘表層夯實及強夯
重錘表層夯實適用於處理飽和度不大於60%的濕陷性黃土地基。一般採用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。在夯實層的范圍內,土的物理、力學性質獲得顯著改善,平均干密度明顯增大,壓縮性降低,濕陷性消除,透水性減弱,承載力提高。非自重濕陷性黃土地基,其濕陷起始壓力較大,當用重錘處理部分濕陷性黃土層後,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採用重錘夯實的優越性較明顯。
強夯法加固地基機理一般認為,是將一定重量的重錘以一定落距給予地基以沖擊和振動,從而達到增大壓實度,改善土的振動液化條件,消除濕陷性黃土的濕陷性等目的。強夯加固過程是瞬時對地基土體施加一個巨大的沖擊能量,使土體發生一系列的物理變化,如土體結構的破壞或排水固結、壓密以及觸變恢復等過程。其作用結果是使一定范圍內的地基強度提高、孔隙擠密。
單點強夯是通過反復巨大的沖擊能及伴隨產生的壓縮波、剪切波和瑞利波等對地基發揮綜合作用,使土體受到瞬間加荷,加荷的拉壓交替使用,使土顆粒間的原有接觸形式迅速改變,產生位移,完成土體壓縮-加密的過程。加固後土體的內聚力雖受到破壞或擾動有所降低,但原始內聚力隨土體密度增大而得以大幅提高;單點強夯如圖1所示,夯錘底下形成夯實核,呈近似的拋物線型,夯實核的最大厚度與夯錘半徑相近,土體成千層餅狀,其干密度大於1.85g/cm3;
三、擠密樁法
擠密樁法適用於處理地下水位以上的濕陷性黃土地基,施工時,先按設計方案在基礎平面位置布置樁孔並成孔,然後將備好的素土(粉質粘土或粉土)或灰土在最優含水量下分層填入樁孔內,並分層夯(搗)實至設計標高止。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。
灰土擠密樁和土樁地基一般適用於地下水位以上含水量14%~22%的濕陷性黃土和人工黃土和人工填土,處理深度可達5~10米。灰土擠密樁是利用錘擊打入或振動沉管的方法在土中形成樁孔,然後在樁孔中分層填入素土或灰土等填充料,在成孔和夯實填料的過程中,原來處於樁孔部位的土全部被擠入周圍土體,通過這一擠密過程,從而徹底改變土層的濕陷性質並提高其承載力。其主要作用機理分兩部分:
(一)機械打樁成孔橫向加密土層,改善土體物理力學性能
在土中擠壓成孔時,樁孔內原有土被強制側向擠出,使樁周一定范圍內土層受到擠壓,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幹密度,也就是說壓實系數可以接近或超過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。
(二)灰土樁與樁間擠密土合成復合地基
上部荷載通過它傳遞時,由於它們能互相適應變形,因此能有效而均勻地擴散應力,地基應力擴散得很快,在加固深度以下附加應力已大為衰減,無需堅實的下卧層。
樁徑宜為300~450mm,並可根據所選用的成孔設備或成孔方法確定;
樁距可為樁徑的2.0~2.5倍;
樁頂標高以上應設置300~500mm厚的2:8灰土,其壓實系數不小於0.95;
灰土擠密樁和土擠密樁復合地基承載力特徵值:《建築地基處理技術規范》JGJ79-2002規定應通過現場單樁或多樁復合地基載荷試驗確定。初步設計當無試驗資料時,可按當地經驗確定,但對灰土擠密樁復合地基的承載力特徵值,不宜大於處理前的2倍,並不大於250kpa;對於土擠密樁復合地基承載力特徵值,不宜大於處理前的1.4倍,並不宜大於180kpa.
用靜載荷試驗可測定單樁和樁間土的承載力,也可測定單樁復合地基或多樁復合地基承載力。當不用載荷試驗時,樁間土的承載力可採用靜力初探測定。
樁體特別是灰土填孔的樁體,採用靜力初探測定其承載力不一定可行,但可採用動力觸探測定。
處理後復合地基的載荷試驗,應按《建築地基處理技術規范》JGJ79-2202中附錄A的要求進行。
對高層建築或更重要的建築工程,應盡量通過載荷試驗確定處理後復合地基承載力特徵值和變形模量,這樣不僅安全可靠,而且還不受規范中承載力特徵值的限制,拓寬土擠密樁、灰土擠密樁地基的使用范圍。
當基礎的埋深大於0.5米時,處理地基的承載力特徵值可按有關規范進行計算,深度修正系數取1.0,寬度不作修正,即:Fa=Fak+0+1.0*γm *(d-0.5)
工程資料表明:灰土擠密樁地基的承載力特徵值已超過了400kpa,拓寬了灰土樁應用范圍。
隨著灰土樁應用范圍的擴展,有的方法對樁間土並不產生擠密效應,應用的土質也不限於黃土和填土,在此情況下,需要有一個理論計算方法,根據其作用機理,完全可以建立一個復合地基承載力的計算公式:
(1)、 Fspk=(K1*Fpk*Ap+K2*Fsk*As)/A
式中:Fspk—復合地基承載力特徵值(kpa)
Fpk—土樁或灰土樁承載力特徵值(kpa)
Fsk—天然土地基承載力特徵值(kpa)
A— 有效加固面積(平方米),A=Ap+As
Ap—土樁或灰土樁截面積(平方米)
As—樁間土受壓面積(平方米)
K1—與土樁或灰土樁不同樁徑、不同土質材料有關的系數,對於孔隙比不大於1.3、液性指數不大於1的一般粘性土和雜填土,K1可查表(表略)
K2—擠密後沉降量在10mm時的承載力特徵值與擠密前地基受壓沉降量在10mmm時承載力的比值,亦可取K2=1.0
(2)、若已知樁體的承載力特徵值Fpk和變形模量Eop、樁間土的承載力特徵值Fsk和變形模量Eos(一般按原地基取值)、處理地基中樁的置換率m,則可按下列公式計算復合地基承載力特徵值:
Fspk=m*Fpk+(1-m)Fsk
E0sp=m*Eop+(1-m)Eos
一般情況下,上式計算結果偏於安全。但少量工程除外,即設計值高於實測值。
(3)、若已知樁土應力比,復合地基承載力特徵值也可按下式計算:
Fspk=m*n*Fsk+(1-m)Fsk=[1+m(n-1)]Fsk=Fsk/Us
式中:n—樁土應力比
Us—應力擴散系數,Us=1/[1+m(n-1)]
(4)、復合地基承載力也可按剛度進行計算:
Fspk*A=Fpk*Ap+Fsk*As
式中符號意義同上式。
施工:成孔應按設計要求、成孔設備、現場土質和周圍環境等情況,選用沉管(震動、錘擊)或沖擊等方法。
質量檢驗:灰土擠密樁和土擠密樁地基竣工驗收時,承載力應採用復合地基載荷試驗。
一般來說,擠密樁可以按等邊三角形布置,這樣可以達到均勻的擠密效果。每根樁都對其周圍一定范圍內的土體有一定的擠密作用,即使樁與樁之間有一小部分尚未被擠密的土體,因為其周圍有著穩定的、不會發生濕陷的邊界這一部分也不會發生濕陷變形。樁與其周圍被擠密後的土體共同形成了復合地基,一起承受上部荷載。可以說,在擠密樁長度范圍內土體的濕陷性已完全被消除處理後的地基與上部結構渾然一體,即使樁底以下土後的土體即使有沉降變形,也是微小的和均勻的,不致對上部結構形成威脅。樁的間距的大小直接影響到擠密效果的好壞,也與工程建設的經濟性密切相關。
四、樁基礎
樁基礎既不是天然地基,也不是人工地基,屬於基礎范疇,是將上部荷載傳遞給樁側和樁底端以下的土(或岩)層,採用挖、鑽孔等非擠土方法而成的樁,在成孔過程中將土排出孔外,樁孔周圍土的性質並無改善。但設置在濕陷性黃土場地上的樁基礎,樁周土受水浸濕後,樁側阻力大幅度減小,甚至消失,當樁周土產生自重濕陷時,樁側的正摩阻力迅速轉化為負摩阻力。因此,在濕陷性黃土場地上,不允許採用摩擦型樁,設計樁基礎除樁身強度必須滿足要求外,還應根據場地工程地質條件,採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(岩)層;在自重濕陷性黃土場地,必須是可靠的持力層。這樣,當樁周的土受水浸濕,樁側的正摩阻力一旦轉化為負摩阻力時,便可由端承型樁的下部非濕陷性土(岩)層所承受,並可滿足設計要求,以保證建築物的安全與正常使用。
五、化學加固法
在我國濕陷性黃土地區地基處理應用很多,並取得實踐經驗的化學加固法包括硅化加固法和鹼液加固法,其加固機理如下:
硅化加固濕陷性黃土的物理化學過程,一方面基於濃度不大的、粘滯度很小的硅酸鈉溶液順利地滲入黃土孔隙中,另一方面溶液與土的相互凝結,土起著凝結劑的作用。
鹼液加固:利用氫氧化鈉溶液加固濕陷性黃土地基在我國始於20世紀60年代,其加固原則為:氫氧化鈉溶液注入黃土後,首先與土中可溶性和交換性鹼土金屬陽離子發生置換反映,反映結果使土顆粒表面生成鹼土金屬氫氧化物。
六、預浸水法
預浸水法是在修建建築物前預先對濕陷性黃土場地大面積浸水,使土體在飽和自重應力作用下,發生濕陷產生壓密,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。預浸水法一般適用於濕陷性黃土厚度大、濕陷性強烈的自重濕陷性黃土場地。由於浸水時場地周圍地表下沉開裂,並容易造成「跑水」穿洞,影響建築物的安全,所以空曠的新建地區較為適用。
⑧ 銀川是濕陷性黃土地區嗎
銀川屬於深厚濕陷性黃土地區。
寧夏深厚濕陷性黃土地基處理是針對黃土塬區深厚濕陷性土層的蒸發量遠大於降雨量、豎向浸水影響范圍遠大於水平向影響范圍、地下水位低於濕陷性土層以下、地面徑流主要來源於大氣降水或灌溉引水等特點,銀川深厚濕陷性黃土地基處理提供一種以防水為主的深厚濕陷性黃土地基綜合處理方法或簡稱IDITI法,寧夏深厚濕陷性黃土地基處理採用淺層阻水(impedance)、淺層導水(drainage)、淺層防水(interdiction)、封閉截水(truncation)和深層導水(infiltration)的綜合方法,銀川深厚濕陷性黃土地基處理也即擠密層或夯密層上填築一層防水墊層,採用灰土密實填築,填築厚度至少為60cm;寧夏深厚濕陷性黃土地基處理在當土層深厚時,一般採用預浸水法或孔內深層夯實法。預浸水法是通過工程措施,針對濕陷土層本身進行處理,適用於處理自重濕陷性黃土地基,銀川深厚濕陷性黃土地基處理不可能單以消除濕陷性為首選方案,應綜合考慮防水措施和地基處理措施,同時還要兼顧經濟、合理的原則。
⑨ 濕陷性黃土土地已被水浸蝕,還可以做地基嗎,如何處理
2011-7-910:03滿意回答一、墊層法墊層法是先將基礎下的濕陷性黃土一部分或全部挖除,然後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,並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。當僅要求消除基底下1~3m濕陷性黃土的濕陷量時,宜採用局部或整片土墊層進行處理;當同時要求提高墊層土的承載力或增強水穩性時,宜採用局部或整片灰土墊層進行處理。墊層的設計主要包括墊層的厚度、寬度、夯實後的壓實系數和承載力設計值的確定等方面。墊層設計的原則是既要滿足建築物對地基變形及穩定的要求,又要符合經濟合理的要求。同時,還要考慮以下幾方面的問題:1.局部土墊層的處理寬度超出基礎底邊的寬度較小,地基處理後,地面水及管道漏水仍可能從墊層側向滲入下部未處理的濕陷性土層而引起濕陷,因此,設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築物,不得採用局部土墊層處理地基。2.整片墊層的平面處理范圍,每邊超出建築物外牆基礎外緣的寬度,不應小於墊層的厚度,即並不應小於2m。3.在地下水位不可能上升的自重濕陷性黃土場地,當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格防水要求的建築物,採用整片土墊層處理地基較為適宜。但地下水位有可能上升的自重濕陷性黃土場地,應考慮水位上升後,對下部未處理的濕陷性土層引起濕陷的可能性。二、重錘表層夯實及強夯重錘表層夯實適用於處理飽和度不大於60%的濕陷性黃土地基。一般採用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。在夯實層的范圍內,土的物理、力學性質獲得顯著改善,平均干密度明顯增大,壓縮性降低,濕陷性消除,透水性減弱,承載力提高。非自重濕陷性黃土地基,其濕陷起始壓力較大,當用重錘處理部分濕陷性黃土層後,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採用重錘夯實的優越性較明顯。強夯法加固地基機理一般認為,是將一定重量的重錘以一定落距給予地基以沖擊和振動,從而達到增大壓實度,改善土的振動液化條件,消除濕陷性黃土的濕陷性等目的。強夯加固過程是瞬時對地基土體施加一個巨大的沖擊能量,使土體發生一系列的物理變化,如土體結構的破壞或排水固結、壓密以及觸變恢復等過程。其作用結果是使一定范圍內的地基強度提高、孔隙擠密。單點強夯是通過反復巨大的沖擊能及伴隨產生的壓縮波、剪切波和瑞利波等對地基發揮綜合作用,使土體受到瞬間加荷,加荷的拉壓交替使用,使土顆粒間的原有接觸形式迅速改變,產生位移,完成土體壓縮-加密的過程。加固後土體的內聚力雖受到破壞或擾動有所降低,但原始內聚力隨土體密度增大而得以大幅提高;單點強夯如圖1所示,夯錘底下形成夯實核,呈近似的拋物線型,夯實核的最大厚度與夯錘半徑相近,土體成千層餅狀,其干密度大於1.85g/cm3;三、擠密樁法擠密樁法適用於處理地下水位以上的濕陷性黃土地基,施工時,先按設計方案在基礎平面位置布置樁孔並成孔,然後將備好的素土(粉質粘土或粉土)或灰土在最優含水量下分層填入樁孔內,並分層夯(搗)實至設計標高止。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。灰土擠密樁和土樁地基一般適用於地下水位以上含水量14%~22%的濕陷性黃土和人工黃土和人工填土,處理深度可達5~10米。灰土擠密樁是利用錘擊打入或振動沉管的方法在土中形成樁孔,然後在樁孔中分層填入素土或灰土等填充料,在成孔和夯實填料的過程中,原來處於樁孔部位的土全部被擠入周圍土體,通過這一擠密過程,從而徹底改變土層的濕陷性質並提高其承載力。其主要作用機理分兩部分:(一)機械打樁成孔橫向加密土層,改善土體物理力學性能在土中擠壓成孔時,樁孔內原有土被強制側向擠出,使樁周一定范圍內土層受到擠壓,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幹密度,也就是說壓實系數可以接近或超過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。(二)灰土樁與樁間擠密土合成復合地基上部荷載通過它傳遞時,由於它們能互相適應變形,因此能有效而均勻地擴散應力,地基應力擴散得很快,在加固深度以下附加應力已大為衰減,無需堅實的下卧層。樁徑宜為300~450mm,並可根據所選用的成孔設備或成孔方法確定;樁距可為樁徑的2.0~2.5倍;樁頂標高以上應設置300~500mm厚的2:8灰土,其壓實系數不小於0.95;灰土擠密樁和土擠密樁復合地基承載力特徵值:《建築地基處理技術規范》JGJ79-2002規定應通過現場單樁或多樁復合地基載荷試驗確定。初步設計當無試驗資料時,可按當地經驗確定,但對灰土擠密樁復合地基的承載力特徵值,不宜大於處理前的2倍,並不大於250kpa;對於土擠密樁復合地基承載力特徵值,不宜大於處理前的1.4倍,並不宜大於180kpa.用靜載荷試驗可測定單樁和樁間土的承載力,也可測定單樁復合地基或多樁復合地基承載力。當不用載荷試驗時,樁間土的承載力可採用靜力初探測定。樁體特別是灰土填孔的樁體,採用靜力初探測定其承載力不一定可行,但可採用動力觸探測定。處理後復合地基的載荷試驗,應按《建築地基處理技術規范》JGJ79-2202中附錄A的要求進行。對高層建築或更重要的建築工程,應盡量通過載荷試驗確定處理後復合地基承載力特徵值和變形模量,這樣不僅安全可靠,而且還不受規范中承載力特徵值的限制,拓寬土擠密樁、灰土擠密樁地基的使用范圍。當基礎的埋深大於0.5米時,處理地基的承載力特徵值可按有關規范進行計算,深度修正系數取1.0,寬度不作修正,即:Fa=Fak+0+1.0*γm*(d-0.5)工程資料表明:灰土擠密樁地基的承載力特徵值已超過了400kpa,拓寬了灰土樁應用范圍。隨著灰土樁應用范圍的擴展,有的方法對樁間土並不產生擠密效應,應用的土質也不限於黃土和填土,在此情況下,需要有一個理論計算方法,根據其作用機理,完全可以建立一個復合地基承載力的計算公式:(1)、Fspk=(K1*Fpk*Ap+K2*Fsk*As)/A式中:Fspk—復合地基承載力特徵值(kpa)Fpk—土樁或灰土樁承載力特徵值(kpa)Fsk—天然土地基承載力特徵值(kpa)A—有效加固面積(平方米),A=Ap+AsAp—土樁或灰土樁截面積(平方米)As—樁間土受壓面積(平方米)K1—與土樁或灰土樁不同樁徑、不同土質材料有關的系數,對於孔隙比不大於1.3、液性指數不大於1的一般粘性土和雜填土,K1可查表(表略)K2—擠密後沉降量在10mm時的承載力特徵值與擠密前地基受壓沉降量在10mmm時承載力的比值,亦可取K2=1.0(2)、若已知樁體的承載力特徵值Fpk和變形模量Eop、樁間土的承載力特徵值Fsk和變形模量Eos(一般按原地基取值)、處理地基中樁的置換率m,則可按下列公式計算復合地基承載力特徵值:Fspk=m*Fpk+(1-m)FskE0sp=m*Eop+(1-m)Eos一般情況下,上式計算結果偏於安全。但少量工程除外,即設計值高於實測值。(3)、若已知樁土應力比,復合地基承載力特徵值也可按下式計算:Fspk=m*n*Fsk+(1-m)Fsk=[1+m(n-1)]Fsk=Fsk/Us式中:n—樁土應力比Us—應力擴散系數,Us=1/[1+m(n-1)](4)、復合地基承載力也可按剛度進行計算:Fspk*A=Fpk*Ap+Fsk*As式中符號意義同上式。施工:成孔應按設計要求、成孔設備、現場土質和周圍環境等情況,選用沉管(震動、錘擊)或沖擊等方法。質量檢驗:灰土擠密樁和土擠密樁地基竣工驗收時,承載力應採用復合地基載荷試驗。一般來說,擠密樁可以按等邊三角形布置,這樣可以達到均勻的擠密效果。每根樁都對其周圍一定范圍內的土體有一定的擠密作用,即使樁與樁之間有一小部分尚未被擠密的土體,因為其周圍有著穩定的、不會發生濕陷的邊界這一部分也不會發生濕陷變形。樁與其周圍被擠密後的土體共同形成了復合地基,一起承受上部荷載。可以說,在擠密樁長度范圍內土體的濕陷性已完全被消除處理後的地基與上部結構渾然一體,即使樁底以下土後的土體即使有沉降變形,也是微小的和均勻的,不致對上部結構形成威脅。樁的間距的大小直接影響到擠密效果的好壞,也與工程建設的經濟性密切相關。四、樁基礎樁基礎既不是天然地基,也不是人工地基,屬於基礎范疇,是將上部荷載傳遞給樁側和樁底端以下的土(或岩)層,採用挖、鑽孔等非擠土方法而成的樁,在成孔過程中將土排出孔外,樁孔周圍土的性質並無改善。但設置在濕陷性黃土場地上的樁基礎,樁周土受水浸濕後,樁側阻力大幅度減小,甚至消失,當樁周土產生自重濕陷時,樁側的正摩阻力迅速轉化為負摩阻力。因此,在濕陷性黃土場地上,不允許採用摩擦型樁,設計樁基礎除樁身強度必須滿足要求外,還應根據場地工程地質條件,採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(岩)層;在自重濕陷性黃土場地,必須是可靠的持力層。這樣,當樁周的土受水浸濕,樁側的正摩阻力一旦轉化為負摩阻力時,便可由端承型樁的下部非濕陷性土(岩)層所承受,並可滿足設計要求,以保證建築物的安全與正常使用。五、化學加固法在我國濕陷性黃土地區地基處理應用很多,並取得實踐經驗的化學加固法包括硅化加固法和鹼液加固法,其加固機理如下:硅化加固濕陷性黃土的物理化學過程,一方面基於濃度不大的、粘滯度很小的硅酸鈉溶液順利地滲入黃土孔隙中,另一方面溶液與土的相互凝結,土起著凝結劑的作用。鹼液加固:利用氫氧化鈉溶液加固濕陷性黃土地基在我國始於20世紀60年代,其加固原則為:氫氧化鈉溶液注入黃土後,首先與土中可溶性和交換性鹼土金屬陽離子發生置換反映,反映結果使土顆粒表面生成鹼土金屬氫氧化物。六、預浸水法預浸水法是在修建建築物前預先對濕陷性黃土場地大面積浸水,使土體在飽和自重應力作用下,發生濕陷產生壓密,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。預浸水法一般適用於濕陷性黃土厚度大、濕陷性強烈的自重濕陷性黃土場地。由於浸水時場地周圍地表下沉開裂,並容易造成「跑水」穿洞,影響建築物的安全,所以空曠的新建地區較為適用。