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1、黄土湿陷性的施工处理措施分析【摘要】 对于湿陷性黄土渠道,基础处理不当,会造成渠道湿陷破坏。渠道湿陷性处理应根据实际条件及湿陷特性分段进行。预浸水法需要预留的浸水时间长、耗水量大,对于工期要求紧或缺水地区应谨慎使用;先试水后运行法不仅浪费水,而且试水运行安全不易保证,不宜采用;灰土或水泥土垫层法、原土翻夯法是比较经济、实用的渠道湿陷性基础处理方法,适用于处理湿陷性较强的自重湿陷性渠道基础。【关键词】 湿陷性黄土 渠道 基础处理 1我国现状我国黄土分布面积约为63万余km2,主要分布在甘肃、陕西、山西三省,在青海、宁夏、河南也有部分
2、分布,其他在河北、山东、辽宁、黑龙江、内蒙古和新疆等省(区)也有不连续或零星的分布。湿陷性黄土面积约占黄土分布总面积的60%左右,大部分分布在黄河中游地区。湿陷性黄土的孔隙比一般比较大,并往往具有肉眼可看到的大孔隙,但由于在颗粒间具有较大的结构强度,故在天然干燥状态下,黄土仍可承受一定的荷重,并且变形量也较小。但在自重或一定荷重作用下,受水浸湿后,黄土结构迅速破坏而发生显著的附加下沉,这就是黄土湿陷性。近年来,我国西北湿陷性黄土地区兴建的提水灌溉和引水灌溉工程很多,例如甘肃的引大入秦、临夏南阳渠灌溉工程、靖会电力提灌工程、兴堡子川
3、电力提灌工程,陕西的泾惠渠、冯家山水库灌区、东雷灌区,宁夏的同心扬水工程、固海扩灌工程,山西禹门口灌区、大禹渡灌区等工程,均布置在湿陷性黄土区内。在这些地区,有些工程由于湿陷性黄土处理的工程措施不当,造成了一定的经济损失,黄土的湿陷性已成为这些地区的主要工程问题。2 几种常用的渠道基础处理措施目前,在我国湿陷性地区常用的渠道基础处理方法主要有垫层法、预浸水处理法、先试水后运行法、原土翻夯处理法。以下分别进行介绍：2.1 垫层法垫层法就是将渠底以下一定范围内的湿陷性土层挖去,用一定体积比配合的灰土或水泥土,或粘土在最优含水量情况下分
4、层回填夯实或压实。垫层法包括灰土垫层、水泥土垫层、等,灰土垫层是比较常用的一种。2.1.1灰土垫层 最优含灰率一般为2∶8和3∶7,但与石灰的等级有关,通常以CaO+MgO所含总量达到8%左右为最佳。灰土中,土料参与化学作用,4尤其是土中的粘粒或胶粒具有一定活性和胶结性。粘粒含量越多,灰土强度越高,土粒粒径不得大于15mm。灰土应分层夯实或压实,多层虚铺的厚度一般在200～300mm左右。2.1.2水泥土垫层 以当地的特细沙(来源于风积或河道清淤等)或沙壤土为主要原料,加少量水泥(占总量的10%～15%),微量的外加剂和适量的水拌
5、和均匀后铺筑而成的。2.2 预浸水处理法预浸水处理法是预先对湿陷性黄土场地或地段大面积浸水,使土体在饱和自重压力作用发生湿陷,产生压密,以消除全部黄土层的自重湿陷性和深部的外荷湿陷性。我国宁夏、陕西、青海、甘肃等地区的部分已建灌区工程的渠道基础处理曾采用了这种处理方法。渠道工程浸水施工一般是先开挖出一个断面,分段浸水,分段长度以50m为宜。浸后一般会出现不均匀沉陷,同时,沿渠道两侧出现多条纵向裂缝,这种裂缝的宽度和深度由靠近渠道处较宽较深,到较远处较窄较浅。处理沉陷后的地基,首先进行人工或机械平整,再在其上做土垫层,垫层的厚度一般
6、为0.5～1.0m,再进行荷载试验,以确定合理的垫层厚度。2.3 先试水后运行法自重湿陷性黄土渠道开挖后,不用混凝土或其它材料衬砌,先通水试运行一个灌溉周期后,使其充分湿陷,停水时期晒干整修,再用混凝土板或其它防渗材料衬砌。2.4 原土翻夯处理法湿陷性黄土渠道开挖后,在渠道开挖断面的基础上,再向外扩挖进行原土翻挖、夯实。根据宁夏地区的经验,翻夯深度一般在80～150cm之间,对于自重湿陷性黄土渠道,翻夯深度可大些;对于非自重湿陷性黄土渠道,翻夯深度可小些,或不翻夯。渠道翻夯后,可消除翻夯深度内的黄土湿陷性,同时也可提高渠道基础承载
7、力。3 常用的渠道基础处理措施3.1 灰土和水泥土垫层法灰土和水泥土垫层的主要作用之一就是消除湿陷性,同时也具有较好的防渗性能。如果简单地从消除湿陷性和防渗效果来讲,相同厚度的垫层,水泥土垫层效果比灰土垫层好。工程实践证明,一般湿陷性黄土地基浅层部分在总沉降量中所占的比例是比较大的,采用灰土垫层或水泥土垫层代替上部湿陷土层,可以减少这部分的沉降量。由于灰土垫层对应力的扩散作用,使作用在下卧层土上的压力较小,这样也会相应减少下卧层土的沉降量。我国西北地区采用灰土垫层处理渠道基础湿陷性的工程比较多,一般用于挖方渠道,如陕西东雷二期工程
8、、宁夏固海灌区工程及扩灌工程、甘肃白草原干渠等均有采用。也有采用水泥土垫层进行处理的,如宁夏固海灌区工程及扩灌工程,4一般用于处理填方渠道的比较多。从上述几个已投入运行的工程情况来看,效果是比较好的。3.2 预浸水处理法预浸水法适用于水源条件好的地
