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膨胀土地基基础处理探讨 | |||||||||
来源:本站原创 新闻频道 时间:2015/12/28 10:32:09 点击:767 | ||||||||||
膨胀土地基基础处理探讨
我国地基土多样,其抗剪强度、压缩性及透水性等因土的种类不同而差别较大,各种地基土中,不少为软弱土和不良土,如软粘土、湿陷性黄土、多年冻土、膨胀土等。当前,随着我国工程建设规模的不断扩大,新建设工程越来越多地遇到不良地基,本文结合实践经验,以南方广泛分布的膨胀土地基为研究对象,就膨胀土地基处理技术进行探讨。
1 膨胀土地基特性及对建筑的危害性分析
膨胀土是一种其粘料成分主要由强亲水性矿物组成的高塑性黏土,多呈现坚硬或硬塑状态,强度一般较高,具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形,浸水后强度衰减,干缩裂隙发育的特征。我国膨胀土分布广泛,广西、云南、湖北、江苏、广东等地均有不同范围的分布。利用膨胀土作为建筑物的地基时,若在施工中没有采取必要的措施进行地基处理,往往会给建筑物带来危害,主要表现为建筑物的基础外移、房屋开裂(山墙倒八字形缝,外纵墙下部水平缝)、地坪开裂等事故。以南宁为例,据有关资料显示,南宁地区膨胀土成分含有较多的亲水性强的蒙脱石、伊利石等膨胀性物质,黏粒含量高,粒径<0.002mm的胶体颗粒含量>25%,塑性指数IP在17~32之间,自由膨胀率超过40%,因此该地区的膨胀土具有非常明显的湿胀干缩效应。由于上部作用荷载不同,使得地基土体在强烈的胀缩循环过程中受到不同程度的限制,导致基础产生不均匀沉降,从而使得上部轻型结构中产生超出墙体承载能力的附加拉力和剪力,墙体出现裂缝。据不完全统计,我国在膨胀土地区修建的各类工业与民用建筑物,因地基土胀缩变形而导致损坏或破坏的超过1000万m2。
2 膨胀土地基基本处理方法
2.1 换土法
即将膨胀土全部或部分挖掉,换填非膨胀黏性土、砂砾土、砂土或灰土以及其他性能稳定、无侵蚀性的材料,消除或减小地基胀缩变形。该法本质是回避膨胀土的不良工程特性,从源头上改善地基,是膨胀土地基处理方法中最简单而且有效的方法。
2.2 垫层法
该法与换土法施工过程基本相同,主要应用于较薄的膨胀土层及主要胀缩变形层不厚的情况,但对膨胀土层较厚的地基可采用部分挖除,铺设碎石垫层、砂垫层抑制膨胀土的升降变形引起的危害,其作用主要是减小地基胀缩变形和调节膨胀土地基沉降量,具有补偿功能。此外,砂土层还具有防止地下水毛细作用上升的作用,避免地基受膨胀作用的影响。
2.3 压实控制法
膨胀土压实需考虑压实后的干容重关、含水量、压实的方法、附加荷载等因素,但在实际施工中因目前的压实设备基本均能满足压实功的要求,采用该法的工程一般荷载不大,因此附加荷载也不大,故后两个因素可忽略。但因膨胀土具有湿胀干缩的性质,且该性质具有反复性,压实到最大容重后湿水必然带来更大的膨胀。因此,使用该法施工时一般是在含水量略高于自然含水量的情况下进行压实,压实在一个相对低容重的标准。压实法需在现场作试验,建立含水量、干容重、膨胀潜势之间的关系,以指导施工。并应特别注意控制含水量,以免含水量过大导致水分向下层缺水的土层中转移,导致膨胀。
2.4 土质改良法
即利用石灰、水泥或其他固化材料通过与膨胀土的物理化学作用进行膨胀土的改性处理,以达到降低膨胀土膨胀潜势、增强强度和水稳性的目的。具体来说,石灰的固化作用是由于盐基交换、次生碳酸钙胶结性、粘土颗粒与石灰相互作用形成新的含水硅酸钙、铝酸钙等新矿物而显现出来;水泥的固化作用是由于钙酸盐与铝的水化物和颗粒间的胶结作用,胶结物逐渐脱水和新生矿物的结晶作用,从而降低膨胀土的液限,增大膨胀土的塑限和抗剪强度;NCS固化材料除具有石灰、水泥的优点消除土的胀缩性外,还有吸水增强作用,改善土的压实性并生成微型加筋结构,提高土的强度。
2.5 湿度控制法
湿度控制法是通过控制膨胀土含水量的变化,保持地基中的水分少受蒸发及降雨入渗的影响,进而抑制地基的胀缩变形。当前较成功的保湿方法有四种,即暗沟保湿法、预浸水法、全封闭法及帐幕保湿法
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