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文檔簡(jiǎn)介
濕陷性黃土路基處理及施工技術(shù)介紹第五大組黃土概述一、黃土1.黃土是在第四紀(jì)形成的一種特殊的陸相疏松堆積物顆粒成份以粉粒為主,顏色一般呈黃色或褐黃色。2.黃土按成因分為:原生黃土和次生黃土。
濕陷性黃土:在上覆土層自重應(yīng)力作用下,或者在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作用下,因浸水后土的結(jié)構(gòu)破壞而發(fā)生顯著附加變形的黃土。濕陷性土的分布:廣泛分布于我國(guó)東北、西北、華中和華東部分地區(qū)的黃土多具濕陷性。(這里所說(shuō)的黃土泛指黃土和黃土狀土。濕陷性黃土又分為自重濕陷性和非自重濕陷性黃土,也有的老黃土不具濕陷性)。濕陷性黃土我國(guó)現(xiàn)行《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》將中國(guó)濕陷性黃土工程地質(zhì)分為七區(qū)(其中又細(xì)分為十二個(gè)亞區(qū)),這七個(gè)區(qū)是:Ⅰ—隴西地區(qū),Ⅱ—隴東-陜北-晉西地區(qū),Ⅲ—關(guān)中地區(qū),Ⅳ—山西-冀北地區(qū),Ⅴ—河南地區(qū),Ⅵ—冀魯?shù)貐^(qū),Ⅶ—邊緣地區(qū),規(guī)范并同時(shí)列出了各區(qū)和亞區(qū)濕陷性黃土的物理性質(zhì)指標(biāo)和特征描述(見所附的中國(guó)濕陷性黃土工程地質(zhì)分區(qū)略圖及附表)。二、黃土地層的劃分我國(guó)黃土的形成經(jīng)歷了地質(zhì)時(shí)代中的整個(gè)第四紀(jì)時(shí)期,按形成的年代可分為老黃土和新黃土。年代黃土名稱成因備注全新世Q4近期—新黃土新近堆積黃土次生黃土以水成為主一般有濕陷性,常具有高壓縮性早期—一般濕陷性黃土一般具有濕陷性晚更新世Q3馬蘭黃土老黃土原生黃土風(fēng)成為主中更新世Q2離石黃土非濕陷性黃土一般無(wú)濕陷性早更新世Q1午城黃土三、濕陷性黃土組成及結(jié)構(gòu)構(gòu)造1.顆粒組成及礦物成分
濕陷性黃土的顆粒組成以粉土顆粒為主,一般占總質(zhì)量的60%以上。而粉土中又以0.01~0.05mm的粗粉粒為多,小于0.005mm的粘粒含量較少,大于0.1mm的細(xì)砂顆粒含量在5%以內(nèi),大于0.25mm的中砂以上的顆粒則很少見到。此外黃土中還含有大量的碳酸鹽、硫酸鹽和氯化物等可溶鹽類。黃土中粗顆粒的主要礦物成分是石英和長(zhǎng)石,粘土顆粒的主要成分是中等親水性的伊里石,以及一些水溶性鹽類物質(zhì),這些鹽類物質(zhì)呈固態(tài)或半固態(tài)分布在各種顆粒的表面。粒徑地區(qū)砂粒>0.05粉粒0.05~0.005粘粒<0.005隴西陜北關(guān)中山西豫西20~2916~2711~2517~2511~1858~7259~7452~6455~6553~668~1412~2219~2418~2019~26總體11~2952~748~262.黃土的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造
形成初期,季節(jié)性的少量雨水把松散的粉粒粘聚起來(lái),而長(zhǎng)期的干旱使水分不斷蒸發(fā),于是少量的水分以及溶于水中的鹽類都集中到較粗顆粒的表面和接觸點(diǎn)處,可溶鹽逐漸濃縮沉淀而成為膠結(jié)物,形成以粗粉粒為主體骨架的蜂窩狀大孔隙結(jié)構(gòu)黃土結(jié)構(gòu)示意圖
由于黃土是在干旱半干旱的氣候條件下形成的,隨著干旱季節(jié)的來(lái)臨,黃土因失去大量水分而體積收縮,在土體中形成許多豎向裂隙,使黃土具有了柱狀構(gòu)造。雨季來(lái)臨,大氣降水將黃土中的水溶性鹽類物質(zhì)溶解并沿著土中的孔隙下滲,干旱季節(jié)來(lái)臨時(shí)土中的水分蒸發(fā)逃逸,溶解的鹽類物質(zhì)在水分蒸發(fā)的同時(shí)于下滲線附近重新結(jié)晶并殘存下來(lái)。四、黃土的濕陷原因和影響因素
黃土發(fā)生濕陷的內(nèi)在原因是黃土的結(jié)構(gòu)特征和其物質(zhì)成分,外在的條件為水的浸濕。隨著含水量的減少土粒彼此靠近,顆粒間的分子引力以及結(jié)合水和毛細(xì)水的聯(lián)結(jié)力逐漸加大。這些因素都增強(qiáng)了土粒之間抵抗滑移的能力,阻止了土體在自重壓密,從而形成以粗顆粒為主體骨架的多孔隙結(jié)構(gòu)。
由于膠結(jié)物的凝聚和結(jié)晶作用、共用結(jié)合水的聯(lián)結(jié)作用以及毛細(xì)作用、負(fù)孔隙水壓力作用等,使黃土地基表現(xiàn)出較高的強(qiáng)度和抵抗壓縮變形的能力。當(dāng)黃土受水浸濕或在一定外部壓力作用下受水浸濕時(shí),結(jié)合水膜增厚并楔入顆粒之間,于是結(jié)合水聯(lián)系減弱,鹽類溶于水中,各種膠結(jié)物軟化,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低或失效,黃土的骨架強(qiáng)度降低,土體在上覆土層的自重壓力或在自重壓力與附加壓力共同作用下,其結(jié)構(gòu)迅速破壞,大孔隙塌陷,導(dǎo)致黃土地基附加的濕陷變形。這就是黃土產(chǎn)生濕陷現(xiàn)象的內(nèi)在過(guò)程。
濕陷性黃土分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土兩種。前者是指在上覆土自重壓力下受水浸濕發(fā)生濕陷的濕陷性黃土地基;后者是指只有在大于上覆土自重壓力下受水浸濕后才會(huì)發(fā)生濕陷的濕陷性黃土地基。五、濕陷性黃土地基的評(píng)價(jià)
多用室內(nèi)浸水側(cè)限壓縮試驗(yàn)1、濕陷系數(shù):濕陷系數(shù)反映了黃土對(duì)水的敏感程度。時(shí),定為非濕陷性黃土。時(shí),定為濕陷性黃土?!饵S土規(guī)范》規(guī)定,計(jì)算時(shí)壓力p從基礎(chǔ)底面(初堪時(shí)從地面下1.5米)算起。到其下10米內(nèi)土層為200KPa,10米以下至非失陷性土層頂面應(yīng)用上覆土的飽和自重壓力(大于300用300)。如基底壓力大于300時(shí),仍用實(shí)際壓力判別黃土的失陷性。2、濕陷起始?jí)毫褪萜鹗己侩p線法測(cè)定濕陷起始?jí)毫?/p>
黃土的濕陷量與所受壓力有關(guān),存在一個(gè)壓力界限,壓力低于這個(gè)數(shù)值,黃土浸水也不會(huì)濕陷,這個(gè)壓力為濕陷其始?jí)毫Α?/p>
曲線上取所對(duì)應(yīng)的壓力作為濕陷其始?jí)毫Α|S土的濕陷其始含水量在外荷載或自重作用下,受水浸濕開始出現(xiàn)濕陷現(xiàn)象時(shí)的最低含水量。3、濕陷類型和失陷等級(jí)自重濕陷量的計(jì)算公式為:當(dāng)時(shí)應(yīng)定為非自重濕陷性黃土。當(dāng)時(shí)應(yīng)定為自重濕陷性黃土。
--因地區(qū)土質(zhì)而異的修正系數(shù)。
--表示第I層土層的飽和自重壓力下的濕陷系數(shù),--加壓至土層的飽和自重壓力下時(shí),下沉穩(wěn)定后的試樣高度。--浸水飽和后土樣下沉后的高度。n--計(jì)算厚度內(nèi)濕陷土層的數(shù)目,從天然地面算起(挖、填方較大時(shí)從設(shè)計(jì)地面算起),其中的土層不計(jì)。濕陷性黃土地基的濕陷等級(jí),應(yīng)根據(jù)基底下各土層累計(jì)的總濕陷量和自重濕陷量的大小來(lái)確定??倽裣萘靠砂聪率接?jì)算:---考慮黃土地基側(cè)向擠出和浸水幾率等因素的修正系數(shù)。無(wú)浸水幾率取0,有浸水幾率,基底下5米深度以內(nèi)可取1.5,基底下5~10m深度內(nèi),取β=1,基底下10m以下至非濕陷性黃土層頂面,自重濕陷性黃土場(chǎng)地按。--三第i層土三的濕三陷系三數(shù)和三厚度三。計(jì)算三時(shí)土三層厚三度自三基底三(初三勘時(shí)三從地三面下三1.三5m)算起三;對(duì)三非自三重濕三陷性三黃土三地基三,累三計(jì)算三到其三下5m,對(duì)自三重濕三陷性三黃土三地基三,根三據(jù)地三區(qū)經(jīng)三驗(yàn)確三定。三其中三的土三層不三計(jì)。例題 濕陷類型
計(jì)算自重濕陷量△zs(mm)總濕陷量△s(mm)非自重濕陷性場(chǎng)地自重濕陷性場(chǎng)地△zs≤7070<△zs≤350△zs>350
△s≤300Ⅰ(輕微)Ⅱ(中等)—300<△s≤700Ⅱ(中等)*Ⅱ(中等)或Ⅲ(嚴(yán)重)Ⅲ(嚴(yán)重)△s>700Ⅱ(中等)Ⅲ(嚴(yán)重)Ⅳ(很嚴(yán)重)濕陷三性黃三土地三基的三濕陷三等級(jí)六.三失陷三性黃三土地三基的三勘察三和工三程措三施(一)三失陷三性黃三土地三基的三勘察1)三查明三黃土三層的三厚度三和分三布,三測(cè)定三各種三物理三指標(biāo)三。2)三研究三地形三起伏三與降三水的三積累三和排三瀉情三況。3)三劃分三不同三的地三貌單三元,三查明三不良三地質(zhì)三現(xiàn)象三。4)三調(diào)查三訪問(wèn)三,了三解情三況。5)三調(diào)查三鄰近三已有三建筑三物的三現(xiàn)狀三、開三裂及三損壞三情況三。(二三)地三基處三理針對(duì)三濕陷三性問(wèn)三題的三主要三措施三有地三基處三理、三防水三與結(jié)三構(gòu)措三施三三類。三地基三處理三的目三的是三消除三黃土三的濕三陷性三,它三又可三分為三全部三消除三和部三分消三除兩三種。三防水三措施三是為三了防三止雨三水和三其它三來(lái)源三的水三滲入三地基三中。三結(jié)構(gòu)三措施三的作三用是三使建三筑物三有一三定的三適應(yīng)三變性三的能三力,三在建三筑物三因地三基浸三水出三現(xiàn)附三加的三不均三勻沉三降時(shí)三能三減輕三對(duì)結(jié)三構(gòu)的三損害三。進(jìn)行三地基三處理三,以三部分三或全三部消三除建三筑物三地基三的濕三陷性三,并三達(dá)到三減小三地基三沉降三和提三高地三基承三載力三的目三的。選擇三地基三處理三方法三,應(yīng)三根據(jù)三建筑三物的三類別三和濕三陷性三黃土三的特三性,三并考三慮施三工設(shè)三備、三施工三進(jìn)度三、材三料來(lái)三源和三當(dāng)?shù)厝h(huán)境三等因三素,三經(jīng)技三術(shù)經(jīng)三濟(jì)綜三合分三析比三較后三確定。濕陷三性黃三土地三基常三用的三處理三方法黃土三地區(qū)三采用三樁基三礎(chǔ)也三相當(dāng)三普遍三,包三括鋼三筋混三凝土三預(yù)制三樁(三打入三、靜三壓等三)或三灌注三樁(三鉆孔三、挖三孔、三擠土三成孔三等)三。(三三)防水三措施濕陷三性黃三土產(chǎn)三生濕三陷必三須具三備的三外部三條件三是地三基土三浸水三,因三此做三好建三筑物三建設(shè)三期間三的防三排水三工作三并考三慮其三在使三用期三間的三防水三措施三無(wú)疑三也可三減少三或避三免地三基的三浸水三濕陷三事故三。(四)三結(jié)三構(gòu)措三施如果三沒(méi)有三采用三地基三處理三從根三本上三解決三地基三的浸三水濕三陷問(wèn)三題時(shí)三,在三設(shè)計(jì)三中應(yīng)三當(dāng)采三取相三應(yīng)的三結(jié)構(gòu)三措施三,以三利于三抑制三地基三不均三勻沉三降,三減輕三或避三免上三部結(jié)三構(gòu)
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