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摘要：濕陷性黃土作為建筑物或構(gòu)筑物的地基時(shí)，容易發(fā)生沉陷，引起不均勻沉降，導(dǎo)致地基事故的發(fā)生。本文針對(duì)濕陷性黃土的特性和分布，分析其濕陷性的形成原因，介紹濕陷性黃土地基常用的處理方法。隨著設(shè)計(jì)思想的發(fā)展，濕陷性黃土地基的處理方法也在不斷地更新，本文IDITI 法就是針對(duì)濕陷性黃土地區(qū)地基處理提出的一種新技術(shù)，其主導(dǎo)思想是淺層阻水、淺層排水、深層導(dǎo)水，這樣可以有效地減少水分場(chǎng)對(duì)黃土地基的影響，從而提高基礎(chǔ)的強(qiáng)度。...

新技術(shù)IDITI 法濕陷性黃土地基處理的應(yīng)用

黎   明

陜西省建筑科學(xué)研究院

一、引言

    黃土和黃土狀土在我國(guó)大陸約占63.5萬(wàn)km2的面積,其主要分布在西北,其次為華北平原及東北的南部地區(qū)。黃土濕陷變形的結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為,黃土中的粘  膠微粒和碳酸鈣凝聚成的集粒和微碎瑣礦物共同組成許多架空結(jié)構(gòu)和孔隙,顆粒間的連接剛度和強(qiáng)度均較小,在外荷和浸水情況下發(fā)生變形和潰散,顆粒發(fā)生新的配位和排列,從而發(fā)生不同程度的濕陷變形。

二、濕陷性黃土地基的處理

    1、處理技術(shù)

    黃土地基的處理一般包括:高濕度(Sr>70%)軟弱黃土以提高地基承載能力和減少有害壓縮變形為目的的處理以及低濕度濕陷性黃土(自重濕陷性黃土)以消除或減少濕陷變形危害為目的的處理。對(duì)于濕陷性黃土的地基處理方法可以采用墊層法、擠密法、強(qiáng)夯法、預(yù)浸水等方法處理。對(duì)于以上的處理方法都是放棄利用地基原有高強(qiáng)度和低壓縮性的特性,使基礎(chǔ)下的黃土結(jié)構(gòu)先破壞(夯、擠、濕)、再變密。

    2、IDITI法

    傳統(tǒng)的濕陷性黃土地基處理技術(shù)都是以犧牲黃土層在天然濕度條件下的高強(qiáng)度和低壓縮性這一優(yōu)勢(shì)為前提。在2008年，西安理工大學(xué)邵生俊[1]等人針對(duì)深厚濕陷性黃土地基處理提出的一種新的綜合整治技術(shù)，即IDITI法，是其主導(dǎo)思想為：淺層阻水(impedance)；淺層排水(drainage)；淺層防水(interdiction)；封閉截水(truncation)；深層導(dǎo)水(infiltration)，所以簡(jiǎn)稱(chēng)

    IDITI法。這種方法可以有效的阻止下滲水分并能誘導(dǎo)水分沿著砂井下滲，是處理濕陷性黃土路基的有效方法，其原理可以參見(jiàn)圖1。

    淺層阻水，即在路基下設(shè)置密實(shí)度高滲透性低的人工土層，淺層采用厚度為30 cm的2：8灰土，壓實(shí)系數(shù)O．93。

    淺層排水，即在人工密實(shí)土層下設(shè)置粗粒土層，采用厚度為30 cm的砂卵石，如果上部有水浸入，則利用淺層排水層滲透性強(qiáng)的這一性能進(jìn)行排滲。

    淺層防水，即在排水層下面設(shè)置人工填筑層，具有高承載力，低透水性，消除濕陷性淺層防水層可以防止下滲的水分進(jìn)入濕陷性黃土層，同時(shí)防水層還起著載荷的作用。淺層防水層采用厚度為80 cm的2：8灰土，壓實(shí)系數(shù)0．93。

    封閉截水墻采用厚度為80 cm的2：8灰土，壓實(shí)系數(shù)0．93，深度620 cm，直接作用在非濕陷性黃土層。封閉截水墻可以防止外圍地表水、地下水的浸入，也可以保持截水墻內(nèi)部濕陷性黃土的原狀，避免出現(xiàn)濕陷等破壞。深層導(dǎo)水砂井直徑為80 cm，位于封閉截水墻的外圍，砂井穿透整個(gè)濕陷性土層，深入到非濕陷性土層區(qū)域。

    深層導(dǎo)水，即加強(qiáng)黃土地層豎向的排水能力，在地基土外層設(shè)置豎向砂井，可以將排水層排出的自由水通過(guò)豎向砂井引入濕陷性土層下覆蓋層，然后逐漸轉(zhuǎn)移。砂井兩側(cè)滲漏水可以通過(guò)砂井進(jìn)入非濕陷層。

    3、IDITI法分析和評(píng)價(jià)

    為了驗(yàn)證IDITI法在工程上的可行性及技術(shù)上的可靠性，西安理工大學(xué)邵生俊等人在蘭州市七里河區(qū)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究，該實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地開(kāi)闊平整，屬典型的濕陷性黃土地層，泓陷層厚度7.60 m，場(chǎng)地平面布置圖見(jiàn)圖2，剖面圖見(jiàn)圖3。

    為了模擬路基在長(zhǎng)期降水的影響下IDITI法的阻水效果，場(chǎng)地選擇了長(zhǎng)8.60 m，寬7.00 m的一塊甲地模擬路面，在處理完路基后采用了一次加荷分期加水的試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)沉降量并測(cè)定加荷、加水前后密度、含水量的變化。

    為了評(píng)價(jià)IDITI法的處理措施，邵生俊[1]等人還采用數(shù)值模擬分析的途徑考察了其有效性，建立模型，進(jìn)行滲流分析，觀察土性參數(shù)的變化趨勢(shì)，模擬了連續(xù)多日強(qiáng)降雨條件下降雨入滲的情況，雨量通過(guò)人工模擬加入試驗(yàn)場(chǎng)所，將自來(lái)水通過(guò)管道加入I、II區(qū)，初期水位下降較快，隨著入滲量的減小，兩側(cè)的加水量也逐步減少。每天保持有一定的水位，以便滲水能夠完全浸入，連續(xù)加水3d后停止注水。

    從數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析顯示[1]，“淺層排水”層，能夠很好的將滲入該層的自由水?dāng)U散。同時(shí)，沿地基四周內(nèi)鋪設(shè)的砂卵石，可以將下覆的防水墊層截留的自由水引到砂井。砂卵石層和排水砂井將上部入滲的自由水經(jīng)由砂卵石層排向排水砂井，起到了“淺層排水”的目的。由“封閉截水”體系，形成的封閉截水“帽子”，成功的阻止了外圍自由水滲入“帽子”內(nèi)的原狀黃土體。位于截滲墻外圍，穿透整個(gè)濕陷性黃土地層，深入到非濕陷性土層的“深層導(dǎo)水”砂井，起到了很好的導(dǎo)水作用。

三、結(jié)語(yǔ)

    濕陷性黃土地基的處理，應(yīng)該根據(jù)工程本身的特點(diǎn)以及自然條件的限制，采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧�，從�?jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行等方面制定和選擇對(duì)應(yīng)的處理方法，已達(dá)到消除或降低濕陷性的目的。IDITI法作為深厚濕陷性黃土路基的處理新技術(shù)，可以有效的阻止下滲水分并能誘導(dǎo)水分沿著砂井下滲；長(zhǎng)期降雨或地面浸水會(huì)使地基中的毛細(xì)管效益加強(qiáng)，體積含水量增加，砂井起著重要的“輸水”作用。但是由于相關(guān)研究剛剛起步，目前還在理論研究和實(shí)驗(yàn)研究階段，缺少實(shí)際工程的成熟經(jīng)驗(yàn)，有待進(jìn)一步完善和豐富。

參考文獻(xiàn)：

[1]邵生俊.濕陷性黃土地基綜合處理新技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與效果分析[J].巖土力學(xué)，1000-7598-(2008)增刊-593-05.

[2]白曉紅.幾種特殊土的工程特性及地基處理[J].工程力學(xué)，2007，24(S2)：83-98．

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[4]杜明芳，杜偉鵬.PHC管樁在濕陷性黃土地基中的使用效果評(píng)價(jià)[J].鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)，2012年第33卷9月第5期：1671—6833(2012)05—0045—04

[5] 張顯達(dá),華開(kāi)成, 李京榜. 濕陷性黃土地基處理方案的選擇[J]. 科技探索, 2013(19)：1007-0745（2013）10-0187-01

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)     文徑網(wǎng)絡(luò)：雷丹 尹維維 編輯    劉真 文徑 審核) 

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