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湿陷性黄土地区工程勘察应注意的若干问题(不用真空机怎么抽真空)
发布日期:2021/07/31    浏览量:95    所属分类:行业动态

1 、关于工程重要性分级和勘察工程布置原则

《勘察规范》根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级综合确定岩土工程勘察等级。对于工程重要性等级,主要考虑工程规模大小和特点以及由于岩土工程问题造成破坏和影响正常使用的后果。以住宅和一般公用建筑为例,主要以楼层高度作为划分重要性等级的依据。以详勘为例,勘探点的布设间距是按地基复杂程度等级确定的。勘探点的深度以能控制地基主要受力层真空脱气定压为准,对高层建筑和需作变形计算的地基,则以能控制变形计算深度为准。

《黄土规范》是针对湿陷性黄土地区建筑的综合性规范。其对建筑物的分类除考虑由于岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果外,还突出了地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度。因此,其分类从设计角度考虑较多。同时将场地的复杂程度和地基的复杂程度综合划分为简单场地、中等复杂场地和复杂场地三类。其中对地基复杂程度着重考虑场地的湿陷类型,湿陷等级及其变化的复杂性,其针对性很强。以详勘为例,勘探点的布设问题是根据建筑物类别和场地类别综合确定的。勘探点的深度除应大于地基压缩层的深度外,一般情况下还应穿透湿陷性黄土层。可见《黄土规范》和《勘察规范》相比,更加突出了地域性特点。

2、 判定黄土地层的时代和成因

黄土是第四纪沉积物的一种。根据研究,我国的早更新世( Q1) 黄土( 午城黄土) 致密坚硬,无缩性低,无湿陷性。中新世( Q2) 黄土( 离石黄土) 无湿陷性或有轻微湿陷性。晚更新世( Q3) 黄土( 马兰黄土) 则较疏松,有肉眼可见的大孔隙,具湿陷性或强烈湿陷性。而全新世( Q4) 黄土则土质疏松并具湿陷性。黄土按其成因分为原生黄土和次生黄土。不具层理的风成黄土为原生黄土。原生黄土经过流水冲刷、搬运和重新沉积而成的则为次生黄土。次生黄土的结构强度一般较原生黄土的结构强度低,而湿陷性较大。因此,黄土地层是否具湿陷性,湿陷性的大小、地基承载力深宽修正系数的取值都与其形成时代和成因相关。所以《黄土规范》4. 1. 1 条作为强制性条文,要求查明黄土地层的时代、成因,这对勘察过程中判定建筑场地内黄土层的湿陷性质、湿陷程度的正确性具有重要的佐证作用。对新近堆积的黄土,因其压缩性高,承载力低,所以当乙、丙类建筑的地基处理厚度小于新近堆积黄土层的厚度时,根据规范5. 1. 5 条的要求,除应验算下卧层的承载力外,还应计算下卧层的压缩变形,以免因地基处理深度不够,导致建筑物产生过大变形。

3 、关于勘探取样和黄土的湿陷性试验

在湿陷性黄土地区勘探,《黄土规范》4. 1. 7 条是作为强制性条文强调了采取不扰动土样的重要性。因此,除利用黄土薄壁取土品在钻孔中采取不扰动土样外,还必须有足够数量的探井样以保证样品的采取质量。只有对完全未经扰动的土样按规范要求进行测试后,其各项参数才能正确评价湿陷性黄土场地的湿陷类型、湿陷程度和湿陷等级。所以钻孔样不能代替探井样,而且勘探点的深度应符合规范的要求。只有这样,才能准确测定黄土的湿陷系数,自重湿陷系数和湿陷起始压力,结地基下沉加固办法合湿陷性黄土的埋藏深度,为地基处理方案的选择和设计提供详细的、确切的依据。

4 地基承载力的深度修正

GB50007 - 2011《建筑地基基础设计规范》( 以下简称地基规范) 5. 2. 4 条规定: 当基础宽度大于3m 或埋深大于0. 5m 时,从载荷试验或其他原位测试,经验值等方法提供的地基承载力特征值应加以深宽修正,其修正公式为:

Fa = far + nbr( b - 3) + nd rm( d - 0. 5)

由于测定湿陷性黄土湿陷系数DS 的试验压力自基础底面算起,如基底标高不确定时,自地面下1. 5 m 算起,湿陷量的计算值△S的计算深度亦如此规定。所以当基础宽度大于3 m 或埋置深度大于1. 5 m 时,地基承载力特征值的深宽修正公式为:

Fa = far + nbr( b - 3) + nd rm( d - 1. 50)

两式除在深度修正上不同外,其基础宽度和埋深的修正系数也不同,后者是综合了黄土堆积时代、含水量及饱和黄土的孔隙比和液性指数确定的,其取值与地基规范不同,工作中不能混淆。

5、 地基处理方案地面下沉处理办法的讨论

湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密土,主要分布在中纬度干旱、半干旱地区,在天然湿度下其压缩性低,强度较高,但遇水浸湿时,土的强度则显著降低,在附加压力与土的饱和自重压力或及在上覆土的饱和自重压力作用下,土结构迅速破坏并产生显著附加下沉,对工程建筑造成危害。由于湿陷变形是一种下沉量大、下沉速度快的失稳性变形,因而上部结构很难适应和抵抗这种量大、速度快及不均匀的变形,故对建筑物的破坏性大,危害严重。在确保安全兼顾节约的原则下需采取因地制宜、以地基处理为主的综合治理措施。因此,在岩土工程勘察报告中,地基处理方案的论证和推荐便占有重要地位。对于湿陷性黄土的处理原则,《黄土规范》明确要求: 对于甲类建筑应消除地基的全部湿陷量或采用桩基础穿透全部湿陷性黄土层,或将基础设置在非湿陷性黄土层上; 对大量乙、丙类建筑应消除地基的部分湿陷量,然后根据地基处理的程度和剩余湿陷量的大小,辅之以相应的防水措施和结构措施,以确保建筑物的整体稳定和主体结构的安全,并达到节约投资的目的。关于地基处理厚度和适用标准问题,有两个基本概念需要理解。

5. 1 关于处理厚度

( 1) 消除建筑物地基全部湿陷量的处理厚度。消除地基全部湿陷量的处理厚度分两种情况: 对非自重湿陷性黄土,消除其全部湿陷量的处理厚度,是指将基础底面以下附加压力与上覆土的饱和自重压力之和大于或等于湿陷起始压力的所有土层进行处理即可。因为在此变形范围以下的湿陷性黄土层,由于附加应力很小或趋于零,地基即使充分受水浸湿也不会产生湿陷变形。而自重湿陷性黄土场地,消除建筑物地基的全部湿陷量,则应处理基础底面以下的全部湿陷性黄土层,若只处理基础底面以下的部分湿陷性黄土层,则只能减少地基土的湿陷量。

( 2) 消除建筑物地基部分湿陷量的处理厚度。对于乙、丙类建筑可只消除地基的部分湿陷量,但处理厚度太小时,一是地基处理后剩余湿陷量大; 二是防水效果不理想,难以阻止生产、生活用水及大气降水下渗造成的潜在危害,而且乙类建筑除包括部分多层建筑外,还包括高度为24 ~60 m 的高层建筑,其重要性仅次于甲类建筑,因此《黄土规范》6. 1. 1 和6. 1. 5 条对处理厚度有明确规定,特别要注意下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量值不能超过标准要求。

5. 2 相关的地基处理标准不能简单混用

湿陷性黄土地区常用的地基处理方法,除预浸水法外,主要有垫层法、强夯法和挤密法等,这也是JGJ79 - 2002《建筑地基处理技术规范》中包含的内容。湿陷性黄土地基处理,一般在其竖向或横向采用夯实挤密的方法,使处理范围内土的孔隙体积减小,干密度增大,压缩性降低,从而消除湿陷。多数情况下,湿陷性黄土承载力较高,为非较弱土,虽然经地基处理其承载力有所提高,但提高地基土承载力往往不是其主要目的,这与其他类的地基处理为了提高强度和减小压蓄排水板施工缩性的目的不完全相同。故其他类土地基处理方法的技术要求对湿陷性黄土地基不完全适用。同样,处理湿陷性黄土地基的技术要求对其他类土地基也不一定适用。以垫层法为例,地基处理规范适用于浅层软弱地基及不均匀地基,由于其软弱下卧层与垫层的压缩模量相差较大,故对压力扩散角θ 的取值即与《黄土规范》有所不同,前者当z /b < 0. 25 时,灰土垫层取θ = 28°,而后者取θ = 0°; 又如湿陷性黄土地基处理强调防水效果,因此要求采取土或灰土垫层,而软土地基则可用沙土,矿渣等透水材料。由此可见,由于处理对像不同,相关的技术标准不能不加区别地简单混用。

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