1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。A15高速公路濕陷性黃土地基處理設(shè)計(jì)第1章 緒論謝絕下載！+大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 高速公路濕陷性黃土地基處理設(shè)計(jì)Highway in Collapsible Loess Foundation Treatment Design 201+屆 土木工程 系專 業(yè) 土木工程 學(xué) 號(hào) + 學(xué)生姓名 + 指導(dǎo)教師 + 畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)單學(xué)生姓名+學(xué)號(hào)20+班級(jí)專業(yè)土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)題目高速公路濕陷性黃土地基處理設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師姓名指導(dǎo)教師職稱副教授副教授評(píng) 定 成 績(jī)指導(dǎo)老師得分評(píng)閱人得分答辯小組組長(zhǎng)得分成績(jī)：系主任 簽字： 年 月

2、 日畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書題目高速公路濕陷性黃土地基處理設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班 級(jí)專業(yè)土木工程承擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)單位土木工程系導(dǎo)師姓名導(dǎo)師職稱副教授副教授一、設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)合某公路工程實(shí)際，對(duì)鹽漬土、濕陷性黃土、膨脹土等特殊土路基進(jìn)行加固處理設(shè)計(jì)：1 特殊土的性質(zhì)及勘察要求；2 特殊土的地基處理方法的原理及特點(diǎn)；3 特殊土地基加固處理設(shè)計(jì)；4 相應(yīng)病害分析與防治措施；5 具體施工組織；6 質(zhì)量保證等施工措施。二、基本要求1 設(shè)計(jì)者應(yīng)進(jìn)行手工計(jì)算和專業(yè)軟件計(jì)算對(duì)比；2 提交主要設(shè)計(jì)成果，包括參數(shù)選擇依據(jù)、設(shè)計(jì)圖紙；3 提交該設(shè)計(jì)方案的施工設(shè)計(jì)，詳細(xì)說(shuō)明施工步驟和施工中的注意事項(xiàng)；4 按時(shí)、獨(dú)立完成一份完整、正確、整潔

3、的畢業(yè)設(shè)計(jì)。三、主要技術(shù)指標(biāo)該工程段為路基部分、設(shè)計(jì)速度為120km/h，路基填土容重為19kN/m3，設(shè)計(jì)經(jīng)地基處理后復(fù)合地基承載力設(shè)計(jì)值>150kPa,工后總沉降量<100mm。路基頂部寬27.5m，坡比1:1.5，高度為3.0m。應(yīng)注意地基為不同的特殊土。應(yīng)該以地質(zhì)資料中所給出的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，不足的再按照相關(guān)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中的數(shù)據(jù)來(lái)選取。四、應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn)1 鄭俊杰地基處理技術(shù)M武漢：華中科技大學(xué)出版社，20042 龔曉南高等級(jí)公路地基處理新技術(shù)M20083 楊廣慶路基工程M北京：中國(guó)鐵道出版社，20094 張留俊，王福勝，劉建都高速公路軟土地基加固處理技術(shù)M北京：人民

4、交通出版社19985 地基處理手冊(cè)編寫委員會(huì)地基處理手冊(cè)M北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20086 陳仲頤土力學(xué)M北京：清華大學(xué)出版五、進(jìn)度計(jì)劃12周 查閱相關(guān)資料，熟悉基本設(shè)計(jì)要求，專業(yè)文獻(xiàn)翻譯24周 確定整體設(shè)計(jì)方案410周 編程及設(shè)計(jì)計(jì)算1012周 繪圖、論文整理、答辯準(zhǔn)備教研組主任簽字時(shí)間20+年2月17日畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題目高速公路濕陷性黃土地基處理設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)201+ 班級(jí)專業(yè)土木工程一、研究背景黃土在我國(guó)分布甚廣，主要由于黃土具有遇水發(fā)生濕陷并且強(qiáng)度軟化的特點(diǎn)建筑在濕陷性黃土地區(qū)的高等級(jí)公路路基常會(huì)發(fā)生一些與其相關(guān)的病害。黃土的濕陷性是自然歷史的產(chǎn)物，從20世紀(jì)50年代到60年代

5、我國(guó)水電、鐵路、冶金、機(jī)械、建工和地質(zhì)等系統(tǒng)結(jié)合當(dāng)時(shí)的基本建設(shè)對(duì)黃土的濕陷變形特性、濕陷類型及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等研究和實(shí)踐都積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)。從20世紀(jì)60年代到70年代對(duì)于黃土濕陷類型的劃分濕陷起始?jí)毫Φ呐卸S土地基承載力與變形和處理方法都取得了顯著成果。從20世紀(jì)80到90年代，黃土的微結(jié)構(gòu)問(wèn)題得到了深入的研究。本次設(shè)計(jì)將結(jié)合高速公路濕陷性黃土地基處理,分別采用強(qiáng)夯、沖擊壓實(shí)、換填灰土、灰土擠密樁等四種方法對(duì)地基進(jìn)行處理,得出各種處理技術(shù)的施工工藝、處理效果及適用條件。其中對(duì)強(qiáng)夯法處理,通過(guò)試驗(yàn)比較,研究夯擊，功能、擊數(shù)與有處理深度的關(guān)系;對(duì)沖擊壓實(shí)法,研究機(jī)具碾壓遍數(shù)與有效處理深度及影響深度

6、的關(guān)系。二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 黃土的濕陷性是自然歷史的產(chǎn)物，然而人們對(duì)其真正的認(rèn)識(shí)，卻是從20世紀(jì)30年代末開始的。在我國(guó)，特別是從建國(guó)到現(xiàn)在，結(jié)合國(guó)家建設(shè)，對(duì)濕陷性黃土的研究取得不少成果。，從20世紀(jì)50年代到60年代我國(guó)水電、鐵路、冶金、機(jī)械、建工和地質(zhì)等系統(tǒng)，結(jié)合當(dāng)時(shí)的基本建設(shè)對(duì)黃土的濕陷變形特性、濕陷類型及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等研究和實(shí)踐都積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)。1996年，我國(guó)首次頒發(fā)了濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范，系統(tǒng)的總結(jié)了我國(guó)在這方面的成果，建立起比較合適我國(guó)國(guó)情的一套濕陷性黃土地區(qū)工程勘察、設(shè)計(jì)、施工和使用、維護(hù)等方面的原則、設(shè)施和手段，提出了我國(guó)自己的關(guān)于黃土濕陷性評(píng)價(jià)的理論方法。從20世紀(jì)60

7、年代到70年代對(duì)于黃土濕陷類型的劃分濕陷起始?jí)毫Φ呐卸S土地基承載力與變形和處理方法都取得了顯著成果。從20世紀(jì)80到90年代，黃土的微結(jié)構(gòu)問(wèn)題得到了深入的研究。研究表明，黃土的骨架顆粒成分、形態(tài)、排列方式、孔隙特征、膠結(jié)物種類以及膠結(jié)程度等對(duì)黃土的工程地質(zhì)性有重要影響，并從微結(jié)構(gòu)特征闡明黃土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與濕陷性本質(zhì)；黃土在靜動(dòng)載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和本結(jié)構(gòu)模型在不同濕度、密度條件下的振陷與動(dòng)強(qiáng)度特性等方面的研究也取得了創(chuàng)新成果。最近一個(gè)時(shí)期對(duì)黃土的研究又有了新的進(jìn)展，如對(duì)非飽和土力學(xué)特性的理論和吸力測(cè)試技術(shù)的研究，濕陷性黃土增減濕度后濕陷性的變化和結(jié)構(gòu)的研究等都取得了令人矚目的成果三、采用的

8、方法和手段搜集大量有關(guān)國(guó)內(nèi)外有關(guān)公路濕陷性黃土處理的有關(guān)研究資料，通過(guò)統(tǒng)計(jì)和整理，對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)；查閱相關(guān)資料，對(duì)我國(guó)高速公路濕陷性黃土地基處理存在的問(wèn)題總結(jié)分析；在研究的過(guò)程中把理論論證與實(shí)例分析相結(jié)合進(jìn)行研究。四、進(jìn)度計(jì)劃2月25日3月1日 查閱資料及參考文獻(xiàn)3月2日3月7日 外文翻譯3月8日3月15日 開題報(bào)告3月16日4月14日 正文的設(shè)計(jì)、計(jì)算、圖標(biāo)等4月15日4月30日 撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書5月3日5月15日 畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿5月165月24日 畢業(yè)設(shè)計(jì)終稿5月25日6月5日 指導(dǎo)老師、專家評(píng)閱、學(xué)生制作ppt、答辯準(zhǔn)備6月6日6月8日 畢業(yè)答辯指導(dǎo)教師簽字時(shí) 間 年 月 日摘 要自

9、從改革開放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)在不斷向前發(fā)展。同時(shí)對(duì)高速公路施工的需求量也就越來(lái)越大，對(duì)高速公路施工的工程質(zhì)量要求也越來(lái)越高，而高速公路軟弱地基處理技術(shù)作為高速公路施工中的重點(diǎn)課題之一，受到了人們的廣泛關(guān)注。近些年來(lái)，我國(guó)對(duì)高速公路的軟弱地基處理技術(shù)越來(lái)越重視。目前我國(guó)在高速公路軟弱地基處理技術(shù)上已經(jīng)取得了一些成績(jī)，但是距離先進(jìn)的水平仍有一定的差距。近年出現(xiàn)的各種高新技術(shù)為人們?cè)趯?shí)際施工中提供了廣泛的思路。濕陷性黃土在我國(guó)分布廣泛，涉及面廣。由于其特殊的地質(zhì)條件，容易發(fā)生沉降變形。因而更要從多角度加以考慮。本文通過(guò)對(duì)濕陷性黃土地基一些原有處理方法進(jìn)行分析，提出了一些方法，并且做出了進(jìn)一步的分析建議。

10、關(guān)鍵詞：濕陷性 地基處理 處理方法AbstractSince the reform and opening up, China's economy in the development of. At the same time, the demand for highway construction is more and more big, thehighway construction project quality requirements are increasingly high, while theexpressway soft foundation treatment t

11、echnology as one of the key issues in the construction of the superhighway, received widespread attention. In recent years,China's expressway soft foundation treatment technology more and more attention. At present our country in expressway soft foundation treatmenttechnology has made some achie

12、vements, but the distance from the advancedlevel there is still a certain gap. High and new technology in recent years aspeople in the actual construction to provide a wide range of ideas. Widelydistributed in China of collapsible loess, involving a wide range of. Because of its special geological c

13、onditions, prone to settlement deformation. So it should beconsidered from many angles. Based on the collapsible loess foundation of some of the original processing methods are analyzed, and puts forward somemethods, and made analysis suggested that further.Keywords: collapsible foundation treatment

14、 treatment method目 錄目 錄8第1章 緒 論11.1 前言11.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11.3 研究?jī)?nèi)容與研究方案31.3.1 研究?jī)?nèi)容31.3.2 設(shè)計(jì)方案31.4 論文出發(fā)點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)31.4.1 設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)31.4.2 設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)4第2章 濕陷性黃土的特性52.1 濕陷性黃土的基本特征52.2 濕陷性黃土的地質(zhì)結(jié)構(gòu)與特征52.2.1 顆粒級(jí)配52.2.2 化學(xué)成分62.2.3 物理性質(zhì)72.3 濕陷性黃土的工程力學(xué)性質(zhì)72.3.1 濕陷性72.3.2 影響黃土濕陷性的因素82.3.3 強(qiáng)度指標(biāo)92.3.4 壓縮性10第3章 濕陷性黃土地基處理123.1 控制要點(diǎn)123.1.1

15、濕陷機(jī)理123.1.2 濕陷性黃土的鑒定123.2 處理方法133.2.1 換填墊層法133.2.2 深層密實(shí)法143.2.3 置換法163.2.4 化學(xué)加固法163.2.5 其它加固方法183.3 水泥攪拌樁處理濕陷性黃土地基183.3.1 水泥攪拌樁加固機(jī)理183.3.2 影響水泥土強(qiáng)度的因素19第4章 濕陷性黃土地基處理計(jì)算224.1 設(shè)計(jì)原則224.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)和指標(biāo)取值224.1.2 設(shè)計(jì)流程224.2 工程概況234.2.2 極限高度的確定244.3 設(shè)計(jì)基本要求244.4 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇244.5 單樁豎向承載力的設(shè)計(jì)與計(jì)算244.6 確定水泥摻入比254.7 確定樁長(zhǎng)264

16、.8 復(fù)合地基承載力的設(shè)計(jì)與計(jì)算264.8.1 確定面積置換率和樁間距264.8.2 計(jì)算樁數(shù)284.9 下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算284.10 復(fù)合地基沉降變形驗(yàn)算294.10.1 水泥土攪拌樁復(fù)合土層的壓縮變形量驗(yàn)算294.10.2 樁端下未加固土層的變形量驗(yàn)算294.10.3 總沉降量304.11 方案選擇30第5章 濕陷性黃土地基施工方案315.1 主要施工工藝、施工方案315.1.1 總體施工組織315.1.2 施工準(zhǔn)備315.1.3 施工技術(shù)參數(shù)325.1.4 施工工藝與作業(yè)流程325.1.5 質(zhì)量檢驗(yàn)345.1.6 施工注意事項(xiàng)355.2 項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)365.2.1 項(xiàng)目組織365.2.2

17、保證措施37第6章 結(jié)論與展望396.1 綜合結(jié)論396.2 未來(lái)展望39參考文獻(xiàn)41致 謝42附錄A43附錄B53理正軟土地基路堤設(shè)計(jì)軟件53附錄C6111第1章 緒 論1.1 前言黃土是一種第四季沉積物，具有一系列內(nèi)部物質(zhì)成分和外部形態(tài)特征，不同于同時(shí)期的其他沉積物。同時(shí)，地理分布上僅限于一定的自然地理環(huán)境中，有一定的規(guī)律性。凡是具有遇水下沉特性的黃土，稱為濕陷性黃土。由濕陷性黃土構(gòu)成的地基稱為濕陷性黃土地基。濕陷性黃土的最大特點(diǎn)是：在土的自重壓力或土的附加壓力與自重壓力共同作用下，受水浸濕時(shí)將產(chǎn)生大量而急劇的附加下沉，這種現(xiàn)象稱為濕陷，它與自重濕陷性黃土一般土受水浸濕時(shí)所表現(xiàn)的壓縮性稍有

18、增加的現(xiàn)象不同。由于各地區(qū)黃土形成時(shí)的自然條件差異較大，因此其濕陷性也有較大差別，有些濕陷性黃土受水浸濕后的土的自重壓力下就產(chǎn)生濕陷，而另一些黃土受水浸濕后只有在土的自重壓力和附加壓力共同作用下產(chǎn)生濕陷。前者稱為自重濕陷性黃土，后者稱為非自重濕陷性黃土，一般將黃土開始濕陷時(shí)的相應(yīng)壓力稱為濕陷起始?jí)毫?，可看作黃土受水浸濕后的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。當(dāng)濕陷性黃土實(shí)際所受壓力等于或大于土的濕陷起始?jí)毫r(shí)，土就開始產(chǎn)生濕陷。反之，如小于這一壓力，則黃土只產(chǎn)生壓縮變形，而不發(fā)生濕陷變形。黃土是干旱氣候條件下形成的特種土，一般是淺黃、灰黃或黃褐色，具有目視可見(jiàn)的大孔和垂直節(jié)理，分為自重濕陷性和非自重濕陷性黃土。在自重壓

19、力或自重壓力與附加壓力作用下，受水浸泡后，土的結(jié)構(gòu)迅速破壞，發(fā)生明顯的下沉現(xiàn)象，黃土的這種特性稱為濕陷性，黃土濕陷易使結(jié)構(gòu)發(fā)生不均勻沉降、傾斜，嚴(yán)重影響建(構(gòu))筑物的安全和使用。我國(guó)濕陷性黃土的分布非常廣泛，根據(jù)濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范，我國(guó)的濕陷性黃土分布于7個(gè)大的分區(qū)，主要分布在北緯30°48°間自西而東的條形地帶上，面積約6.4×105km2。其中山西、陜西、甘肅等省分布面積大，厚度大，深度也非常大。特別是我們山西分布更廣，因此研究濕陷性黃土地基的處理方法對(duì)于黃土高原具有更加重大的意義1。1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)濕陷性黃土的分布面積約占我國(guó)黃土總面積的60%左

20、右，大部分分布在黃河中游地區(qū)，北起長(zhǎng)城附近，南達(dá)秦嶺，西自烏鞘嶺，東至太行山，除河流溝谷切割地段和突出的高山外，濕陷性黃土幾乎遍布本地區(qū)，面積達(dá)2.7×105km2，是我國(guó)黃土的典型分布。除此以外，在山東中部、甘肅河西走廊，西北內(nèi)陸盆地、東北松遼平原等地有零星分布，面積一般較小，且不連續(xù)，濕陷性黃土一般都覆蓋在下臥的非濕陷性黃土層上，其厚度為六盤山以西地區(qū)較大，最大達(dá)30m，六盤山以東地區(qū)稍薄，例如渭河谷的濕陷性黃土厚度很小，向東至河南西部則更小，并且常有非濕陷性黃土層位于濕陷性黃土層之間2。黃土的濕陷性是自然歷史的產(chǎn)物，然而，人們對(duì)其的真正的認(rèn)識(shí)，卻是從20世紀(jì)30年代開始的。在我

21、國(guó)，特別是從建國(guó)到現(xiàn)在，結(jié)合國(guó)家建設(shè)，對(duì)濕陷性黃土的研究取得不少成果。從50年代到60年代，我國(guó)水電、鐵路、冶金、機(jī)械、建工和地質(zhì)等系統(tǒng)，結(jié)合當(dāng)時(shí)的基本建設(shè)，對(duì)黃土的時(shí)代成因，基本性質(zhì)及變形強(qiáng)度特性等在廣度和深度上的變化規(guī)律，對(duì)黃土濕陷性的變形特性、濕陷類型及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等和實(shí)踐都積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)。1996年，我國(guó)首次頒發(fā)了濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范，系統(tǒng)地總結(jié)了我國(guó)在這方面的成果，建立起比較適合我國(guó)國(guó)情的一套濕陷性黃土地區(qū)工程勘察、設(shè)計(jì)、施工和使用、維護(hù)等方面的原則、設(shè)施和手段，提出了我國(guó)自己的關(guān)于黃土濕陷性評(píng)價(jià)的理論和方法。從60年代到70年代，我國(guó)對(duì)濕陷性黃土的研究取得了顯著的成果。對(duì)于黃上

22、濕陷類型的劃分，濕陷起始?jí)毫Φ呐卸?，黃土地基承載力與變形和處理方法，如夯實(shí)、擠密及不同類型的樁箱基礎(chǔ)的研究與實(shí)踐，都取得了顯著成果，解決了許多實(shí)際工程問(wèn)題。特別是19731976年這段時(shí)間，配合當(dāng)時(shí)規(guī)范的修訂，我國(guó)廣大生產(chǎn)和科研單位的黃土工作者開展了大量的調(diào)查研究和科學(xué)試驗(yàn)。工程實(shí)體調(diào)查的范圍和數(shù)量，場(chǎng)地試驗(yàn)的規(guī)模和內(nèi)容，現(xiàn)有資料的搜索和整理等都是前所未有的。從80到90年代，黃土的微結(jié)構(gòu)問(wèn)題得到了深入的研究。研究表明，黃土的骨架顆粒成分、形態(tài)、排列方式、孔隙特征、膠結(jié)物種類以及膠結(jié)程度等對(duì)黃土的工程地質(zhì)性質(zhì)有著重要影響，并從微結(jié)構(gòu)特征闡明黃土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與濕陷性本質(zhì)；黃土在靜動(dòng)載荷作用下的應(yīng)力

23、應(yīng)變關(guān)系和本構(gòu)模型在不同濕度、密度條件下的振陷與動(dòng)強(qiáng)度特性等方面的研究也取得了創(chuàng)新成果3。在國(guó)內(nèi)外的施工當(dāng)中，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐，在公路中形成了多種形式的濕陷性土地基處理方法，在不同的地區(qū)，根據(jù)不同的地基土質(zhì)和不同的結(jié)構(gòu)物，地基處理應(yīng)選用不同的處理方法。在勘察階段，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣，以試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判定屬于自重濕陷性黃土還是非自重濕陷性黃土，以及濕陷性黃土層的厚度、濕陷等級(jí)、類別后，通過(guò)經(jīng)濟(jì)分析比較，綜合考慮工藝環(huán)境、工期等諸多方面的因素。最后選擇一個(gè)最合適的地基處理方法，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，確保滿足處理后的地基具有足夠的承載力和變形條件的要求。1.3 研究?jī)?nèi)容與研究方案1.3.1 研究?jī)?nèi)容本文主要針

24、對(duì)河北黃土地區(qū)公路建設(shè)情況，依托高速公路，對(duì)河北地區(qū)濕陷性黃土的物理力學(xué)性質(zhì)、路基處理的技術(shù)方案、施工工藝以及處理效果評(píng)價(jià)等問(wèn)題開展比較系統(tǒng)的試驗(yàn)比較和理論研究。(1) 濕陷性黃土的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要的物理力學(xué)性質(zhì)及其規(guī)律。(2) 高等級(jí)公路濕陷性黃土路基的處理方法、工藝及其適用條件和有關(guān)技術(shù)指標(biāo)。用于比較的處理方法包括有強(qiáng)夯、沖擊壓實(shí)、及灰土擠密樁等。(3) 高等級(jí)公路濕陷性黃土路基處理方案的評(píng)價(jià)及計(jì)算方法。(4) 濕陷性黃土路基處理效果的工程控制及檢測(cè)方法。1.3.2 設(shè)計(jì)方案(1) 對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)的研究，工程應(yīng)用資料開展系統(tǒng)調(diào)研，結(jié)合河北黃土地區(qū)特點(diǎn)，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析。(2) 在對(duì)高速公路

25、黃土地基己有的勘察試驗(yàn)基礎(chǔ)上，作進(jìn)一步補(bǔ)充勘探試驗(yàn)，對(duì)典型的濕陷性黃土物理力學(xué)性質(zhì)及有關(guān)規(guī)律作較全面深入的試驗(yàn)研究。(3) 在高速公路，根據(jù)濕陷性黃土地基現(xiàn)場(chǎng)情況及路堤高度，選擇多處試驗(yàn)段(每段>100m)，分別采用強(qiáng)夯、沖擊壓實(shí)、灰土擠密樁等三種方法地基進(jìn)行處理。(4) 結(jié)合試驗(yàn)段路基施工，對(duì)強(qiáng)夯法及沖擊壓實(shí)法的處理方案、施工工藝及處理效果的評(píng)價(jià)開展研究。(5) 在有關(guān)試驗(yàn)研究資料匯綜分析基礎(chǔ)上，提出濕陷性黃土路基處理的建議方案，并設(shè)置路基沉降觀測(cè)段，開展長(zhǎng)期觀測(cè)。1.4 論文出發(fā)點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)1.4.1 設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)通過(guò)對(duì)濕陷性黃土工程特性及常用濕陷性黃土地基處理方法的綜述，分析各種常用濕

26、陷性黃土地基處理選用原則、適用范圍、可能處理深度及效果特點(diǎn)，為設(shè)計(jì)中合理選用地基處理方案提供理論依據(jù)。在具體選用濕陷性黃土的處理方法時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑場(chǎng)地的濕陷性類別、濕陷等級(jí)、地區(qū)特點(diǎn)、建筑物特點(diǎn)等綜合考慮選用，本著因地制宜和就地取材等原則，并根據(jù)施工技術(shù)可能達(dá)到的條件，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比予以選用，必要時(shí)可幾種方法綜合考慮使用。1.4.2 設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)本文主要針對(duì)河北黃土地區(qū)公路建設(shè)情況，對(duì)濕陷性黃土的物理力學(xué)性質(zhì)、路基處理的技術(shù)方案、施工工藝以及處理效果評(píng)價(jià)等問(wèn)題開展比較系統(tǒng)的試驗(yàn)比較和理論研究。并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，系統(tǒng)地研究了強(qiáng)夯、沖擊碾壓、灰土擠密樁及換填灰土和砂礫墊層等地基處理方法的施工工藝及處

27、理效果。其中，對(duì)強(qiáng)夯法處理，著重研究了夯擊次數(shù)與沉降量的關(guān)系；對(duì)于沖擊碾壓法，著重研究對(duì)比了不同深度處的處理效果。通過(guò)本次多種處理方法的試驗(yàn)，我們認(rèn)為強(qiáng)夯、沖擊碾壓、灰土擠密樁、灰土換填及砂礫墊層等處理方法在河北地區(qū)的濕陷性黃土的處理當(dāng)中同樣適用，但各種濕陷性黃土的處理方法各有其特點(diǎn)及應(yīng)用范圍，在施工中應(yīng)靈活掌握，應(yīng)根據(jù)不同的土層厚度、環(huán)境特點(diǎn)、進(jìn)度要求等因素選擇最合適的治理方法以期達(dá)到最為經(jīng)濟(jì)、合理的治理效果。第2章 濕陷性黃土的特性2.1 濕陷性黃土的基本特征從宏觀上看，濕陷性黃土的主要特征可歸納為以下幾點(diǎn)：(1) 黃色是基本色調(diào)，通常為黃色、褐黃、灰黃、棕黃等顏色。(2) 含鹽量較大，特

28、別是碳酸鹽含量尤為突出，另外硫酸鹽、氯化鹽等的量也都比較高。(3) 礦物成分主要為石英、粘土礦物等，粘土礦物以伊利石為主，化學(xué)成分中Si02， A1203和堿土金屬鋁、鎂含量都較高。(4) 粉土顆粒含量較多，我國(guó)濕陷性黃土粉土顆粒一般占半數(shù)以上，55%60%者居多。(5) 一般具有大孔性、大孔隙常常肉眼可見(jiàn)，孔隙比常在1.0左右，呈松散結(jié)構(gòu)狀態(tài)。(6) 在天然剖面上具有垂直節(jié)理。從微觀上看，黃土有及其特殊的結(jié)構(gòu)特征，它由結(jié)構(gòu)單元(單礦物、集合體和凝塊)、膠結(jié)構(gòu)(粘粒、有機(jī)質(zhì)、CaC03)和孔隙(大孔隙、架室孔隙和粒間孔隙)等三部分組成。黃土以粗粒粉(0.050.01mm)為主體。較大砂顆粒(&

29、gt;0.05mm)含量較少，粗粉粒構(gòu)成黃土的骨架，而細(xì)粉粒、粘土和腐殖質(zhì)等膠結(jié)物質(zhì)附在砂顆粒的表面，特別集中的聚集在大顆粒的接觸點(diǎn)，它們與易溶鹽形成的溶液與趁機(jī)該處碳酸鈣和硫酸鈣形成了膠結(jié)性的聯(lián)接，構(gòu)成了的微結(jié)構(gòu)特性。2.2 濕陷性黃土的地質(zhì)結(jié)構(gòu)與特征2.2.1 顆粒級(jí)配黃土的顆粒組成對(duì)濕陷性有一定的影響。這種影響主要反映在各種顆粒在黃土結(jié)構(gòu)中起的不同作用。黃土的結(jié)構(gòu)狀態(tài)是濕陷原因的內(nèi)在因素，是濕陷的先決條件。顆粒大小在土的結(jié)構(gòu)中各不相同，濕陷性黃土土體中雖以粉粒為主，但有大小不等的各種顆粒，它們的含量又不相一致。因而形成了變化多樣的組合形式，影響著土的組織結(jié)構(gòu)的多樣性，所以濕陷性有所差異。

30、除顆粒大小和它們復(fù)雜多變的含量對(duì)濕陷性有影響外，顆粒組成中粘土顆粒所占的比例還直接影響著濕陷性的發(fā)生和程度。2.2.2 化學(xué)成分 黃土的主要化學(xué)成分是石英、長(zhǎng)石、粘土礦物等十余種礦物。其中Si02所占的比重最大，A1203、堿金屬鈣、鎂、碳酸鹽等含量都很高。分析認(rèn)為，Si02和A1203含量多是與黃土中含有大量石英、長(zhǎng)石、云母以及鋁硅酸鹽有關(guān)。而濕陷性黃土化學(xué)成分中，最有意義的是與其濕陷性密切相關(guān)的水溶鹽。水溶鹽包括：難溶鹽方解石(CaC03)、白云石(CaS04，MgC03)，中溶鹽石膏(CaS04·2H20 )、硬石膏(CaSO4)，易溶鹽包括有蘇打(Na2C03)、芒硝(Na2

31、C03)、巖鹽(NaCl)和鉀鹽(KCl)。這些水溶鹽成分在黃土中幾乎對(duì)黃土的濕陷性有著一定程度的控制作用。(1) 碳酸鹽濕陷性黃土土體中的水溶鹽成分，以碳酸鹽類為主。由于它的存在，使?jié)裣菪渣S土具有特殊的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。它在黃土中既起骨架作用，又起膠結(jié)作用。當(dāng)碳酸鈣以顆粒碎屑形式存在時(shí)，即為土體骨架的一部分；如以薄膜狀態(tài)或與粘土摻混構(gòu)成膠質(zhì)時(shí)，則為膠結(jié)物的重要組成部分之一。碳酸鈣以膠結(jié)物形式存在時(shí)，對(duì)濕陷性具有明顯的影響。一般情況下，碳酸鹽含量多時(shí)，濕陷性較小。因?yàn)樗鼘儆陔y溶鹽范疇，通常遇水后不易溶解。當(dāng)然，除了它的含量對(duì)濕陷性的影響外，其在土體中的存在狀態(tài)也是影響濕陷性的重要因素。(2) 中溶鹽

32、主要為石膏(CaS04)2·2H20)，它的含量沒(méi)有碳酸鹽多。中溶鹽的含量一般都小1%。它的含量多少，對(duì)濕陷性有所影響。特別是有氯離子存在時(shí)，可對(duì)石膏等中溶鹽起催化作用，使中溶鹽溶解加快。中溶鹽也常呈膠結(jié)物形式存在于濕陷性黃土之中。它的溶解或者受水的楔入作用等，可使?jié)裣菪渣S土結(jié)構(gòu)破壞，遂發(fā)生濕陷。另外，在黃土的孔隙壁上常附有石膏等鹽類，由于其處于結(jié)晶狀態(tài)，對(duì)土體結(jié)構(gòu)起加強(qiáng)作用。如果這些貼附在孔隙壁上的中溶鹽遇水消逝，土將變得松散，濕陷會(huì)加劇。(3) 易溶鹽濕陷隆黃土中的易溶鹽，主要為鈉和鉀的碳酸鹽、氯化物和硫酸鹽等。其中碳酸鹽多些。易溶鹽變化較大，而其區(qū)域變化規(guī)律不明顯。(4) pH

33、值酸堿度pH值各地不相一致，一般在6.09.2之間變化，平均值為7.8。一般酸性愈高，濕陷性愈強(qiáng)。我國(guó)大部分地區(qū)的濕陷性黃土的pH平均值為7.8，略微呈堿性。易溶鹽總含量在0.05%0.15%之間。當(dāng)土中易溶鹽含量小于0.50%時(shí)，對(duì)黃土的形狀實(shí)際上沒(méi)有多大影響。2.2.3 物理性質(zhì)下表給出我國(guó)黃土主要分布區(qū)濕陷性黃土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。表2-1 我國(guó)黃土主要分布區(qū)濕陷性黃土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)物理性質(zhì)指標(biāo)分布范圍主要分布區(qū)間容重13.0317.74kN/m³14.3215.68kN/m³干容重12.5414.9kN/m³12.2513.04kN/m³天然

34、含水量7.023%12.020.0%孔隙比0.781.500.81.2液限 21.732.5%2531%塑性指數(shù)6.713.18122.3 濕陷性黃土的工程力學(xué)性質(zhì)2.3.1 濕陷性黃土在天然狀態(tài)下結(jié)構(gòu)性比較強(qiáng)，常處于欠壓實(shí)狀態(tài)，彈性變形極小，主要為壓密變形。而壓密變形又分為壓縮變形和濕陷變形，而且濕陷變形在浸水后發(fā)展較快，對(duì)工程有較大的危害。對(duì)此，國(guó)內(nèi)外有關(guān)的研究取得了不少成果，認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)黃土地基時(shí)，必須首先通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)試驗(yàn)，判定黃土的濕陷性質(zhì)、類型和等級(jí)。圖2-1 -e曲線圖2-2 s-曲線黃土的濕陷變形具有突變性，非連續(xù)性和不可逆性。黃土的濕陷變形曲線按單軸浸水壓縮試驗(yàn)可分為三個(gè)階段：

35、一e曲線ab為原狀結(jié)構(gòu)的壓縮變形階段：be為濕陷變形階段，正是由于浸水使土的物理狀態(tài)和強(qiáng)度軟化引起的變形；ed為飽和濕陷性黃土固結(jié)變形，屬粘彈塑性變形。這三種變形各具特點(diǎn)。，第一階段為壓實(shí)變形，一般屬線性變化，服從土的壓縮定理e=ap。第二階段為濕陷變形，屬浸水后的結(jié)構(gòu)軟化塑性變形，受全量塑性理論制約。第三階段為飽和黃土的固結(jié)變形，當(dāng)外荷連續(xù)增加時(shí)屬排水粘塑性固結(jié)變形，受Biot固結(jié)理論制約。s曲線上oa段為正常壓實(shí)階段，接近直線。ah段為濕陷性開始發(fā)晨階段，ds /dp值增大，變形發(fā)展較快；be為過(guò)渡階段，ds /dp接近常量；過(guò)c點(diǎn)后，由于環(huán)刀限制，土不能側(cè)向變形，所以曲線的曲率開始減小，

36、迄達(dá)d點(diǎn)s達(dá)到最大值，此后不再發(fā)展。2.3.2 影響黃土濕陷性的因素濕陷系數(shù)是目前評(píng)價(jià)黃土場(chǎng)地的主要指標(biāo)之一4。但由于需要在場(chǎng)地各地層取樣試驗(yàn)，來(lái)確定濕陷系數(shù)，工作量相當(dāng)大，消耗大量時(shí)間和人力，而且試驗(yàn)的結(jié)果誤差較多，常常不能令人滿意。因此，有必要尋求濕陷系數(shù)與黃土的結(jié)構(gòu)特性和物理指標(biāo)間的關(guān)系，例如含水量、干重度及孔隙比等，進(jìn)而間接地評(píng)價(jià)濕陷性黃土場(chǎng)地。這些物理指標(biāo)均較穩(wěn)定，且容易測(cè)定，試驗(yàn)誤差小。下面濕陷性黃土地基中取樣試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)關(guān)系散點(diǎn)圖。圖2-3 濕陷系數(shù)與含水量關(guān)系散點(diǎn)圖(1) 濕陷系數(shù)與天然含水量的關(guān)系濕陷性黃土的濕陷系數(shù)和其天然含水量之間基本上不存在任何對(duì)應(yīng)關(guān)系?？梢钥闯?，天然

37、含水量在10%15%區(qū)間內(nèi)分布較為集中。(2) 濕陷系數(shù)與孔隙比的關(guān)系由下圖可知，濕陷性黃土的濕陷系數(shù)隨著孔隙比的增大而增大，兩者之間大致服從指數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系。這是不難理解的，因?yàn)樵跐裣莓a(chǎn)生時(shí)，多孔隙的粒狀架空結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，孔隙比越大，破壞程度肯定越嚴(yán)重，濕陷系數(shù)也一定會(huì)越大。 圖2-4濕陷系數(shù)與孔隙比關(guān)系散點(diǎn)圖(3) 濕陷系數(shù)和干重度的關(guān)系圖2-5 濕陷系數(shù)與千重度關(guān)系散點(diǎn)圖由上圖可以看出，濕陷性黃土的濕陷系數(shù)隨其天然干重度的增大而減小，在數(shù)量上兩者之間大致服從負(fù)指數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系。這是因?yàn)楦芍囟仍酱?，土體的結(jié)構(gòu)越密實(shí)，則孔隙比也越小，發(fā)生濕陷時(shí)結(jié)構(gòu)的破壞程度也將越小。2.3.3 強(qiáng)度指標(biāo)黃土的主要特

38、點(diǎn)是具有結(jié)構(gòu)性的欠壓密性。二者密切相關(guān)，正是由于結(jié)構(gòu)性才導(dǎo)致欠壓密性。欠壓密狀態(tài)的存在，使黃土的應(yīng)力關(guān)系和強(qiáng)度包線表現(xiàn)出特殊的規(guī)律。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度常被定義為能保持土原始基本單元結(jié)構(gòu)形式不被破壞的能力，一旦固化聯(lián)結(jié)鍵破壞，如浸水、擾動(dòng)等，土的力學(xué)性質(zhì)就會(huì)發(fā)生顯著變化，如承載力降低、濕陷性和強(qiáng)度弱化等現(xiàn)象。黃土強(qiáng)度指標(biāo)除了與土的顆粒組成、礦物成分、粘粒和可溶鹽含量等有關(guān)外，主要取決于土的含水量和密實(shí)程度。前蘇聯(lián)學(xué)者認(rèn)為，黃土的內(nèi)聚力可分為原始內(nèi)聚力和加固內(nèi)聚力。原始內(nèi)聚力由土粒間的電分子引力所產(chǎn)生，主要取決于土體的顆粒組成、礦物成分?jǐn)U散層中的離子成分和密實(shí)程度5。當(dāng)粘粒含量多，粘土礦物多，土越密實(shí)，則原

39、始內(nèi)聚力越大：反之則越小。加固內(nèi)聚力由化學(xué)膠結(jié)作用所形成，如黃土在其形成過(guò)程中或形成以后，土中碳酸鈣、石膏、硫酸鎂、氯化鈉等鹽類溶液，由于水分蒸發(fā)而產(chǎn)生凝膠作用，以薄膜形式包裹在土粒表面，對(duì)土粒起著膠結(jié)作用。天然含水量較低的黃土，由于存在架空結(jié)構(gòu)，密度低，因而原始內(nèi)聚辦較低，而加固內(nèi)聚力較大。受水浸濕后產(chǎn)生膠溶作用使加固粘聚力聚減，強(qiáng)度降低，以至濕陷6。2.3.4 壓縮性壓縮性是土的一項(xiàng)重要工程性質(zhì)，反映了地基上在外荷變形下產(chǎn)生壓縮變形的大小。對(duì)于濕陷性黃土地基，壓縮變形是指地基土在天然含水條件下受外荷作用所產(chǎn)生的變形，它不包括地基受水浸濕后的濕陷變形。濕陷性黃土的壓縮性質(zhì)指標(biāo)采用壓縮系數(shù)、壓

40、縮模量Es和變形模量Es來(lái)表示。由于我國(guó)濕陷性黃土地基的容許承載力一般不超過(guò)240kPa，因此，按壓縮曲線計(jì)算壓縮系數(shù)和壓縮模量的壓力區(qū)間采用100200kPa。我國(guó)濕陷性黃土的壓縮系數(shù)一般在0.11MPa之間變化。除受土的天然含水量影響外，地質(zhì)年代也有一定關(guān)系。一般在中更新世末期和晚更新世早期形成的濕陷性黃土，壓縮性多為中等偏低，少量為低壓縮性土；晚更新世末期和全新世時(shí)期，黃土則為中等偏高，有的甚至為高壓縮性：新近堆積黃土的壓縮性多數(shù)較高7。壓縮系數(shù)和壓縮模量都是通過(guò)室內(nèi)壓縮試驗(yàn)得出的。由于黃土結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，受取樣和測(cè)試擾動(dòng)過(guò)程中的影響，得出的指標(biāo)與實(shí)際有一定出入，壓縮系數(shù)偏高而壓縮模量偏低。因

41、此，對(duì)于重要的工程宜通過(guò)載荷試驗(yàn)來(lái)確定土的壓縮模量Es。影響黃土壓縮性質(zhì)的因素：下面給出華北地區(qū)濕陷性黃土的壓縮系數(shù)與天然含水量及孔隙比關(guān)系散點(diǎn)圖。由下圖可以看出，壓縮系數(shù)與天然含水量的關(guān)系不甚密切，而與孔隙比呈一定的正增長(zhǎng)趨勢(shì)。但是，由于黃土獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性，也使得兩者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系不十分嚴(yán)格8。64圖 2-7 孔隙比與壓縮系數(shù)的關(guān)系散點(diǎn)圖圖2-6 含水量與壓縮系數(shù)關(guān)系散點(diǎn)圖第3章 濕陷性黃土地基處理3.1 控制要點(diǎn)3.1.1 濕陷機(jī)理黃土濕陷的機(jī)理通常認(rèn)為是由于黃土的結(jié)構(gòu)特性和膠結(jié)物質(zhì)的水理特性決定的9。黃土的顆粒組成是以石英和長(zhǎng)石組成的粉粒為主，達(dá)到50%以上，黃土中的粉粒和集粒共同構(gòu)成了

42、支撐結(jié)構(gòu)的骨架，較大的砂礫則浮在結(jié)構(gòu)體中。由于排列比較疏松，接觸連接點(diǎn)較少，構(gòu)成一定數(shù)量的架空孔隙。再加上黃土是在干旱或半干旱的氣候條件下形成的，可溶鹽逐漸濃縮沉淀而成為膠結(jié)物，這些因素增強(qiáng)了土粒之間抵抗滑移的能力，阻止了土體的自重壓密。當(dāng)黃土受水浸濕時(shí)，結(jié)合水膜增厚楔入顆粒之間，可溶鹽被溶解和軟化，骨架強(qiáng)度降低，土體在上覆土層的自重壓力或附加壓力共同作用下，土的結(jié)構(gòu)迅速破壞，土?；虼罂祝亮ｉg孔隙減少，形成濕陷。由于受水浸濕這一特定條件的不確定性，黃土濕陷對(duì)工程建設(shè)具有極大的危害性，輕者使工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫和下沉，重者使工程結(jié)構(gòu)體系失穩(wěn)直至徹底破壞。3.1.2 濕陷性黃土的鑒定對(duì)于濕陷性黃土

43、的判別鑒定，通常有兩種方法：目測(cè)法和試驗(yàn)法10。目測(cè)法是較為簡(jiǎn)單的判斷濕陷性黃土的一種方法。天然狀態(tài)下，濕陷性黃土呈淡黃色、黃色或褐黃色， 能夠看到有較大的空隙，粒度成分以粉土顆粒為主，占50%以上，并且松散多孔。試驗(yàn)法是用加壓和浸水的試驗(yàn)方法對(duì)黃土的濕陷性進(jìn)行鑒別，把天然含水量的黃土土樣逐步加壓，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力且土樣壓縮穩(wěn)定后進(jìn)行浸水，使含水量接近飽和度，土樣下沉再次達(dá)到穩(wěn)定，得到浸水后土樣的高度或孔隙比，計(jì)算出土的濕陷系數(shù)s。濕陷系數(shù)s表示單位厚度土層浸水后在規(guī)定壓力下產(chǎn)生的濕陷量，它表示了土樣代表的黃土層的濕陷程度。我國(guó)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用s=0.02作為濕陷性黃土的界限值。s0.02時(shí)，為濕

44、陷性黃土，否則為非濕陷性黃土。3.2 處理方法在國(guó)內(nèi)外的施工當(dāng)中，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐，在公路中形成了多種形式的濕陷性土地基處理方法，在不同的地區(qū)，根據(jù)不同的地基土質(zhì)和不同的結(jié)構(gòu)物，地基處理應(yīng)選用不同的處理方法。在勘察階段，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣，以試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判定屬于自重濕陷性黃土還是非自重濕陷性黃土，以及濕陷性黃土層的厚度、濕陷等級(jí)、類別后，通過(guò)經(jīng)濟(jì)分析比較，綜合考慮工藝環(huán)境、工期等諸多方面的因素。最后選擇一個(gè)最合適的地基處理方法，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，確保滿足處理后的地基具有足夠的承載力和變形條件的要求。所采用的有墊層法、強(qiáng)夯法、灰土樁擠密法、深層攪拌樁法、振沖碎石樁法等。本文根據(jù)近幾年在公路建設(shè)中所見(jiàn)

45、所聞，淺述一些自己的看法和建議與同行共同討論。3.2.1 換填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(shí)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。墊層的設(shè)計(jì)主要包括墊層的厚度、寬度、夯實(shí)后的壓實(shí)系數(shù)和承載力設(shè)計(jì)值的確定等。墊層設(shè)計(jì)的原則是既要滿足建筑物對(duì)地基變形及穩(wěn)定的要求，又要符合經(jīng)濟(jì)合理的要求。同時(shí)，還要考慮以下幾方面的問(wèn)題：a. 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，地基受水浸濕可能性大及有防滲要

46、求的建筑物，不得采用局部土墊層處理地基。b.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。c.當(dāng)?shù)鼗幚砦聪鼗娜繚裣萘繒r(shí)，應(yīng)考慮水位上升變化，對(duì)下部未處理的濕陷性土層引起濕陷的可能性，采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。當(dāng)濕陷性黃土層厚度不很大時(shí)，可將路基面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖除，然后換填強(qiáng)度較大的土或其它穩(wěn)定性能好、無(wú)侵蝕性的材料(通常是滲水性好的中粗砂)稱為換填或墊層法。此法處理的經(jīng)濟(jì)實(shí)用高度為23m，如果濕陷性黃土層厚度過(guò)大，則采用換填法會(huì)增加棄方與取土方量而增大工程成本。將基底以下濕陷性土層全部挖除或挖至預(yù)計(jì)的深度，然后以灰土或素土分層回填夯實(shí)。

47、墊層厚度一般為1.03.0m。它消除了墊層范圍內(nèi)的濕陷性，減輕或避免了地基因附加壓力產(chǎn)生的濕陷，可以使地基的自重濕陷表現(xiàn)不出來(lái)。這種方法施工簡(jiǎn)易，效果顯著，是一種常用的地基淺層處理或部分濕陷性處理方法，經(jīng)這種方法處理的灰土墊層的地基承載力可達(dá)到300KPa(素土墊層可達(dá)200KPa)且有良好的均勻性。通過(guò)換填具有較高抗剪強(qiáng)度的地基土，從而達(dá)到增強(qiáng)地基承載力的目的，滿足構(gòu)筑物對(duì)地基的要求。主要加固方法有換填、拋石擠淤、墊層、強(qiáng)夯擠淤幾種。墊層法根據(jù)材料的不同可分為砂(礫石)墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土(灰土、二灰)墊層。代表方法有砂墊層法及換填法。砂礫墊層：當(dāng)路堤高度小于極限高度的2

48、倍，濕陷性黃土層較薄，填筑材料比較困難，或雨季施工時(shí)，采用砂礫(砂)墊層，在填土與基底之間設(shè)一排水面，從而使地基在受到填土荷載后，迅速地將地基土中的孔隙水排出，加快固結(jié)速度，提高地基的承載力，減少沉降，防止地基局部剪切變形。要注意控制填土速度，所用的材料為含泥量不大于5%的潔凈中粗砂，或最大粒徑小于5cm的天然級(jí)配砂礫。換填法：在濕陷性黃土厚度不大于2m時(shí)，利用滲水性材料(砂礫或碎石)進(jìn)行置換填土，可以降低壓縮性，提高承載力，提高抗剪強(qiáng)度，減少沉降量，改善動(dòng)力特性，加速土層的排水固結(jié)。它的特點(diǎn)是施工工藝簡(jiǎn)單，但費(fèi)用比較高。拋石擠淤：當(dāng)濕陷性黃土位于水下，更換土施工困難，且厚度小于3m，表層無(wú)硬

49、殼、基底含水量超過(guò)液限、路堤自重可以擠出的濕陷性黃土之上，排水比較困難時(shí)，采用拋片石(直徑一般不小于30cm)擠淤的方法。從中部開始拋石，逐漸向兩邊延伸，擠出淤泥，提高路基強(qiáng)度。應(yīng)注意的問(wèn)題主要有：(1) 地基土的含水量，對(duì)于含水量較大，或曾局部基坑進(jìn)水者，要采取相應(yīng)的措施(如涼曬等)，嚴(yán)格控制灰土(或素土)的最佳含水量，對(duì)接近最佳含水量時(shí)，寧小勿大，偏大時(shí)土體強(qiáng)度則顯著下降，變形明顯增大。(2) 墊層處理的寬度要達(dá)到規(guī)范要求，使碾壓設(shè)備能充分碾壓到位，還使形成的墊層壓實(shí)度產(chǎn)生差異。(3) 嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，施工中碾壓分層的厚度不宜大于30cm，并逐層檢測(cè)壓實(shí)度，達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求。3.2.2 深層密

50、實(shí)法采用爆破、夯擊、擠壓和振動(dòng)及加入抗剪強(qiáng)度高的材料等方法，對(duì)地基深層的軟弱土體進(jìn)行振密和擠密的地基加固方法稱為深層密實(shí)法。適用于濕陷性黃土厚度>3m的中厚濕陷性黃土的加固，分布面積廣的軟基加固處理，其加固深度可達(dá)到30m。通過(guò)振動(dòng)、擠壓使地基中土體密實(shí)、固結(jié)，并利用加入的具有高抗剪強(qiáng)度的樁體材料置換部分軟弱土體中的三相(氣相、液相與固相)部分，形成復(fù)合地基，達(dá)到提高抗剪強(qiáng)度的目的。主要加固方法：強(qiáng)夯法、土(或灰土、粉煤灰加石灰)樁法、砂樁法、爆破法、碎石樁法(振沖置換法)、石灰樁法、水泥粉煤灰碎石樁(CFG 樁法)、粉噴樁法、旋噴樁法。代表方法有碎石樁法、強(qiáng)夯法、水泥粉煤灰碎石樁法、粉

51、噴樁法。強(qiáng)夯法：強(qiáng)夯法亦稱動(dòng)力固結(jié)法，是法國(guó)Menard技術(shù)公司于1969年首創(chuàng)的一種地基加固方法，它通過(guò)一般1040t的重錘和1040m的落距，對(duì)地基土施加很大的沖擊能，在地基土中所出現(xiàn)的沖擊波和動(dòng)應(yīng)力，可提高地基土的強(qiáng)度、降低土的壓縮性、改善砂土的抗液化條件、消除濕陷性黃土的濕陷性等。同時(shí)，夯擊能還可提高土層的均勻程度，減少將來(lái)可能出現(xiàn)的差異沉降該法設(shè)備簡(jiǎn)單，原理直觀，適用廣泛，特別是對(duì)非飽和土加固效果顯著。這種方法加固地基速度快，效果好，投資省，是當(dāng)前最經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的地基加固方法之一。對(duì)于砂土地基及含水量在一定范圍內(nèi)的軟弱粘性土地基，可采用重錘夯實(shí)或強(qiáng)夯。它的基原理是：土層在巨大的沖擊能作用

52、下，土中產(chǎn)生很大的壓力和沖擊波，致使土體局部壓縮，夯擊點(diǎn)周圍一定深度內(nèi)產(chǎn)生裂隙良好的排水通道，使土中的孔隙水(氣)順利排出，土體迅速固結(jié)。強(qiáng)夯后地基承載力可提高34倍，壓縮性可降低200%1000%。重錘表層夯實(shí)適用于處理飽和度不大于60%的濕陷性黃土地基。一般采用2.53.0t的重錘，落距4.04.5m，可消除基底以下1.22.0m黃土層的濕陷性。在夯實(shí)范圍內(nèi)，土的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)可獲得顯著改善，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。在非自重濕陷性黃土場(chǎng)地采用重錘夯實(shí)的優(yōu)越性較明顯。強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基，是在上述重錘夯實(shí)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種地基處理方法，

53、其優(yōu)點(diǎn)為施工簡(jiǎn)單、效率高、工期短、對(duì)濕陷性黃土濕陷性消除的深度較大，缺點(diǎn)是振動(dòng)和噪音較大，我國(guó)目前在濕陷性黃土地區(qū)應(yīng)用強(qiáng)夯進(jìn)行地基處理，成功的經(jīng)驗(yàn)較多，夯擊能量已超過(guò)8000KN.m。強(qiáng)夯對(duì)濕陷性黃土濕陷性的消除效果明顯，一般可達(dá)810m。應(yīng)注意的問(wèn)題：(1) 首先在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)考慮濕陷性黃土處于哪一種類別、等級(jí)，以及場(chǎng)地等因素，因?yàn)閺?qiáng)夯的夯擊能量，夯點(diǎn)布置，夯擊深度，夯擊次數(shù)和遍數(shù)等因場(chǎng)地而異，土的含水量、孔隙比及夯擊的單位面積夯擊能對(duì)濕陷性黃土的強(qiáng)夯有效加固深度起著重要的作用。在經(jīng)過(guò)試夯后確定出設(shè)計(jì)參數(shù)，確定施工設(shè)計(jì)方案，因此不經(jīng)試夯確定施工參數(shù)往往會(huì)給工程造成后患。(2) 由于強(qiáng)夯影響深

54、度內(nèi)土的含水量差異，會(huì)導(dǎo)致局部處理效果不佳，對(duì)于此種情況必須采取土的增濕或減濕措施，以免出現(xiàn)橡皮土情況。如有此種情況，應(yīng)立即停止夯擊，當(dāng)涼曬一定時(shí)間后，在夯擊坑內(nèi)加入碎石類的粗骨料，繼續(xù)夯擊。(3) 施工中在控制關(guān)鍵工序上嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，因?yàn)橐环菰O(shè)計(jì)提供后，錘重、落距、夯點(diǎn)布置等是沒(méi)有隨意性的，而唯一可能被人為改變的是夯擊次數(shù)，因在試夯時(shí)根據(jù)最后夯擊的沉降量來(lái)確定夯擊次數(shù)的，當(dāng)別的參數(shù)已確定后，它就成為影響處理的唯一因素，所以施工中應(yīng)以它為質(zhì)量控制的關(guān)鍵工序管理點(diǎn)。(4) 強(qiáng)夯結(jié)束后，檢測(cè)的重點(diǎn)是判定它的有效加固深度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，因?yàn)橛行Ъ庸躺疃鹊牡谝粯?biāo)準(zhǔn)應(yīng)是消除濕陷性，也就是以s<0.

55、015 作為判別指標(biāo)。所以檢驗(yàn)手段應(yīng)采用探井取不擾動(dòng)土試樣進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)這一指標(biāo)達(dá)到要求后，一般情況下對(duì)承載力的要求等也均可滿足。擠密砂樁、碎石樁加固法：屬于復(fù)合地基的一種，當(dāng)濕陷性黃土層較厚，換填處理比較困難，地基土屬于非飽和粘性土或砂土?xí)r，采用擠密砂樁或碎石樁加固法，可以使地基土密實(shí)，容重增加，孔隙比減少，防止砂土在地震或受震動(dòng)時(shí)液化，提高地基土的抗剪強(qiáng)度和水平抵抗力，減少固結(jié)沉降，使地基變均勻，起到置換、擠密、排水作用，防止地基產(chǎn)生滑動(dòng)破壞，提前完成沉降，減少沉降差。3.2.3 置換法由于深層密實(shí)法中的幾種方法都有加入高抗剪強(qiáng)度的材料，置換濕陷性黃土中部分成分的加固機(jī)理，與原有的土體共同組成復(fù)合地基，達(dá)到加固地基的目的，因此深層密實(shí)法有時(shí)也稱為置換法。3.2.4 化學(xué)加固法通過(guò)在濕陷性黃土地基中加入水泥或其它化學(xué)材料，進(jìn)行濕陷性黃土地基處理的方法稱為化學(xué)加固法。適用于處理砂土、粉土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粘土和一般人工填土，也可以在處理裂隙巖體及已有構(gòu)筑物地基加強(qiáng)中11。水泥或其它化學(xué)材料注入土體后，與土體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，吸收和擠出土中部分水與空氣形成具有較高承載力的復(fù)合地基。主要加固方法：硅化法、粉噴樁、旋噴樁、注漿、水泥土攪拌法。硅化法：用水玻璃為主的混合溶液對(duì)濕陷性黃土進(jìn)行化學(xué)加固的方法稱為硅化法，借助于電的作用進(jìn)行加固稱為電硅化