强夯法处理湿陷性黄土地基施工工法.doc

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1、强夯法处理湿陷性黄土地基施工工法DynamicConsolidationMethodforIntensifyofSelfWeightCollapsingLoess目次1前言12工法特点23适用范围24工艺原理25工艺流程及操作要点36材料与设备57质量控制68安全措施69环保措施710效益分析711工程实例81前言1.0.1黄土【loess】指的是在干燥气候条件下形成的多孔性、具有柱状节理的黄色粉性土，湿陷性黄土受水浸湿后会产生较大的沉陷。1.0.2黄土成因与分布第四纪形成的陆相黄色粉砂质土状堆积物——黄土的粒径范围：0.005mm~0.05mm，其

2、粒度、成分百分比在不同地区和不同时代有所不同。它广泛分布于北半球中纬度干旱和半干旱地区。黄土的矿物成分有碎屑矿物、粘土矿物及自生矿物3类。碎屑矿物主要包括石英、长石和云母，占碎屑矿物的80％，其次有辉石、角闪石、绿帘石、绿泥石、磁铁矿等；此外，黄土中碳酸盐矿物含量较多，主要是方解石。粘土矿物主要是伊利石、蒙脱石、高岭石、针铁矿、含水赤铁矿等。黄土的化学成分以SiO2占优势，其次为Al2O3、CaO，再次为Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、FeO、ΤiO2和MnO等。黄土的物理性质表现为疏松、多孔隙，垂直节理发育，极易渗水，且有许多可溶性物质，很容

3、易被流水侵蚀形成沟谷，也易造成沉陷和崩塌。黄土颗粒之间结合不紧，孔隙度一般在40％～50％。黄土是指原生黄土，即主要由风力作用形成的均一土体；黄土状沉积是指经过流水改造的次生黄土。中国北方新生代晚期土状堆积物中常见有古土壤分布，尤以黄土高原地区黄土中最为普遍。在黄土古土壤层下部的白色钙质沉积层常以结核形式表现出来。钙结核的形状有长柱状、不规则树枝状及圆球状等，一般长15～25cm，宽5～10cm。黄土在北半球各大陆均有分布，以中国北方的黄土最为典型，在黄河中游构成了著名的黄土高原。中国黄土的分布区介于北纬34°～45°之间，呈东西向带状分布，位于北半

4、球中纬度沙漠-黄土带东南部。黄土分布还与东西向山脉的走向大体一致，昆仑山、秦岭、泰山一线以北黄土分布广泛。中国黄土的总面积为380840km2，黄土状沉积的总面积为254440km2。其中黄河流域黄土面积为317600km2。黄土的厚度各地不一，陕西泾河与洛河流域的中下游地区，最大厚度可达180～200m。中国黄土物质主要来自里海以东北纬35°～45°的内陆沙漠盆地地区。沙漠盆地中的上升气流将粉尘颗粒输送至高空，进入西风环流系统，随着西风带的高空气流自西向东、东南飘移，至东经100°以东的地区发生大规模沉降。堆积起来的粉尘颗粒，由于生物化学风化作用，

5、发生次生碳酸盐化形成黄土。1.0.3在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土，属于特殊土。有些杂填土也具有湿陷性。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土。1.0.4黄土的分类见下表：表1.0.4-1黄土的工程分类黄土地层名称特征湿陷性生成年代新黄土新近堆积黄土人类文化期内沉积物，多为坡积、洪积层，不均匀，常含有砂砾、石块及杂物，高压缩性。一般有Q4近期一般新黄土大孔隙发育，壁立性好，部分含有砂姜石。有Q4早期

6、及Q3老黄土经成岩作用，较密实，壁立性强，有一定大孔隙，常夹有砂姜石层和古土层一般无Q2及Q11.0.5在湿陷性黄土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。经综合比较强夯法、CFG桩法、粉喷桩法、堆载预压法及换填法等，最终选定经济、环保、节省工期的施工方法——强夯法。552工法特点2.0.1本工法是以动力固结理论为基础，采用起重机械，反复“吊起-下落”夯锤，使地基土“液化-触变”，从而达到密实、消除黄土湿陷性的地基处理方法之一。2.0.2本工法采用

7、中型机械，耗费材料极少。2.0.3本工法操作简单，使用人力很少，而质量容易保证。2.0.4本工法产生的振动及噪音大，这是其缺点。2.0.5本工法不适宜50m内有建筑物，或周围有潜在滑坡体的情况等。3适用范围强夯法适用于处理一般粘性土、饱和砂土、碎石土、粉土、人工填土、湿陷性黄土、淤泥质土等地基，从而提高地基强度，降低压缩性，提高土层均匀性，减小地基不均匀沉降。本工法适用于处理湿陷性黄土地基。4工艺原理4.0.1土力学有效应力原理饱和土体内任意平面上受到的总应力可分为有效应力和空隙水压力两部分，即总应力σ＝有效应力σ′+空隙水压力μ并且，土的变形(压缩

8、)或强度的变化都只取决于有效应力的变化。4.0.2动力固结理论土木工程地基土常常为第四纪土，其中含有有机物，