湿陷性黄土现场试坑浸水试验设计方
案
湿陷性黄土
现场试坑浸水试验
设计方案
强夯法处理湿陷性黄土作业指导书
南水北调温博X标特殊土处理工程——强夯法处理湿陷性黄土 作业指导书 文件编号： 编制： 审核： 批准： XXXXXXXX项目部 20XX年X月
1. 目的 为了指导本标段强夯法处理渠道部分湿陷性黄土基础的施工，而编制本作业指导书，确保在施工过程中施工质量处于受控状态。 2. 范围 适用于本标段渠道部分强夯法处理湿陷性黄土基础的施工。 3. 相关文件 招投标文件； 《总干渠温博段（第3标段）黄土状土湿陷性处理布置图（1/7~7/7）》（NZS Ⅳ（Wb3）-X001-3-01~07）； 《温博段渠道湿陷性黄土强夯、重夯、土挤密桩地基处理技术要求》； 《强夯试验方案》； 《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB 50025--2004)； 《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）等。 4. 术语/定义 本作业指导书采用局《质量管理企业标准》中相关的术语/定义。 强夯法：又名动力固结法或动力压密法。这种方法是将很重的锤（一般为100～400kN）从高处自由落下（落距一般为6～40m）给地基以冲击和振动，从而提高地基土的强度并降低其压缩性。 减振沟：为了避免强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设备产生的有害影响，采取挖沟的防振措施。减振沟一般尺寸为深3m，底宽1m，边坡1:0.7，起始位置位于强夯外边缘线外4m，现场试验时应对减振沟的减振效果进行检测，若不能满足减振效果，需调整减振沟的位置及尺寸。 5. 职责 5.1本作业指导书由项目总工负责保持和改进。 5.2施工技术部负责强夯施工的技术工作以及资料管理和归档。 5.3质量部负责强夯施工的质量控制。 5.4安全部负责强夯施工的安全管理。 5.5试验室负责强夯施工的检、试验工作。 5.6测量队负责强夯施工的测量、放线任务。 5.7基础处理施工队负责强夯施工的实施。 5.8对外协调部负责强夯施工的外围施工环境。
湿陷性黄土铁路路基原位浸水试验研究 摘要：在湿陷性黄土铁路路基试验段，运用大型原位浸水试验，研究路基浸水后柱锤冲扩桩和挤密桩地基的浸水规律以及地基土湿陷对路基沉降的影响。研究结果表明：柱锤冲扩桩和挤密桩地基分别在浸水60 和50d 时，浸水附加沉降发生突变；浸水约19 d 浸润角达到最大，因此路基坡脚附近因降雨或其他原因形成的积水滞留时间不应超过19 d；浸水87 d 柱锤冲扩桩路堤的沉降量为1.7~ 5.1 mm，挤密桩为26.2~ 51.3 mm；长时间持续浸水后柱锤冲扩桩路堤的总沉降量仅为3.8~ 7.4 mm，而挤密桩路堤的总沉降量则高达62.3 ~ 103.1mm，因此在实际工程中，一定要加强挤密桩路段的防排水措施，避免局部积水，以保证行车安全；未处理湿陷性黄土地基的浸润角为38°~ 42°，故建议在湿陷性黄土地区修建铁路时，距路基坡脚一定范围内不能有鱼塘、水池等长期积水设施。 关键词：路基；湿陷性黄土；原位浸水试验；柱锤冲扩桩；挤密桩；浸润角黄土大面积现场浸水试验始于20世纪60年代，我国电力、冶金和建筑部门结合工程建设进行了不同黄土层厚度、浸水池尺寸和形状等较多现场浸水试验 [1-3]（最小的浸水池直径φ10m，最大尺寸有110m×70m，黄土湿陷厚度35～37m），深入研究了黄土的湿陷指数、判断湿陷等级、预测湿陷变形量等宏观的湿陷指标[4]。浸水过程中含水量的测试对研究湿陷性黄土入渗规律极为重要。随着测试技术的发展，通过在黄土地基不同深度处埋设含水量传感器，可实现含水量高精度的原位测试，进行黄土浸水后入渗规律测试与研究。 目前湿陷性黄土铁路地基虽采取了较强的处理措施，但地基处理范围内桩间 土和下卧土层的湿陷性并未完全消除，一旦路基防排水措施出现问题，水浸入到 地基土中，桩间土和下卧土层会产生剩余湿陷变形，导致工后沉降增加，影响行 车安全。为了研究路基浸水后地基受浸水规律和地基土湿陷对路基沉降的影响， 有必要在已经建好的实体路基上进行原位的路基浸水试验研究[5]。本文的原位浸 水试验是在某湿陷性黄土地基试验段进行的，通过87天的浸水试验，研究浸水 全过程湿陷性黄土地基浸水规律及路基沉降变形规律。
湿陷性黄土路基处理与防治措施探讨 摘要：通过介绍黄土的各项物理参数、结构特征和各种力学性质，来分析黄土产生湿陷的主要原因，介绍了黄土湿陷性的评价方法及其湿陷程度的判断。分析并总结了处理黄土湿陷性的常用方法及不同的处理方法所适应的范围及各自的优缺点。根据黄土产生湿陷的主要原因—水，提出了针对黄土路基的防排水措施。为湿陷性黄土路基的设计和处理提供参考。 关键词：黄土；湿陷性；处理方法；防排水措施 1 引言 我国黄土分布面积约为63.5万平方千米，占世界分布总面积的4.9％左右，而湿陷性黄土又占了相当大的比例。湿陷性黄土由于其特殊的物理结构和力学特性，造成其在干燥情况下具有很高的强度；而受水浸湿后土的结构迅速破坏，强度也随之降低，引起路基的破坏。而湿陷性黄土在道路工程中又比较常见，因此本文针对黄土路基湿陷性提出了常用的处理方法，也针对黄土产生湿陷的外因—水，提出了防排水措施，以此来提高路基的稳定性和耐久性。 2 黄土的性质 2.1 黄土的物理力学性质 黄土在干燥时具有较高的强度，而遇水后表现出明显的湿陷性，这是由黄土的特殊成分和结构决定的。黄土主要结构特征是具有明显的大孔性，结构疏松，孔隙度大，一般为33～64％。干容重与土
的孔隙度有关，土的孔隙度越大，则干容重越小。干容重是评价黄土湿陷性的一个综合性指标，通常认为干容重越大，其湿陷性越小。黄土的抗剪强度c、φ值与黄土的湿度、结构关系密切。其内摩擦角（φ）为5°～31°，内聚力（c）为0～0.42×105pa。黄土的压缩性及抗剪强度受黄土的成因、结构、组成及气候环境等因素的影响，所以不同地区的黄土其压缩性及抗剪强度也有所差别。2.2 黄土湿陷性评价 2.2.1 黄土的湿陷性 （1）湿陷系数的确定。 （2）湿陷性黄土地基的湿陷等级，应根据湿陷量的计算值和自重湿陷量的计算值来判定。 3 黄土地基的处理措施 3.1 地基处理 湿陷性黄土路基处理的原理，主要是破坏湿陷性黄土的大孔结构，以便全部或部分消除地基的湿陷性，常用的处理黄土路基湿陷性的方法有以下几种： 3.1.1 浅层换填 该方法主要适用于地下水位以上局部或整片处理，一般换填土多为灰土、素土、沙石等。具有施工简单，效果明显的优点。但只能对地基浅表层进行处理，处理深度一般为1m~3m，湿陷黄土路基常采用该方法处理。该法消除湿陷性的原理：换填土用于置换基础以
A卷 一名词解释 1黄土的微结构特征：是指构成土体的固体颗粒和与其有关的空隙特征，以及他们在空间上的排列形式。 2防护距离：是指湿陷性黄土地区防止建筑物地基受管道或水池等渗透影响的最小距离。 3黄土的湿陷性：是指在上覆自重应力或总应力（自重应力加附加应力）作用下，当受水浸湿时产生急剧而大量的附加下沉现象。 4围岩压力：是指周围岩土体作用于隧道和地下工程衬砌或支护上的荷载，也称围岩压力。 5湿陷系数：是单位高度土样在一定压力（自重应力或自重应力加附加应力）作用下浸水后产生的湿陷量。 二填空题 1地貌按形态和规模分为：大型地貌，中型地貌，小型地貌。 2多层建筑的室内地坪至少高出室外地坪；450毫米。 3根据黄土的空隙组成并考虑黄土颗粒组成特征，黄土空隙可按大小分为四类：大空隙，中空隙，小空隙，微空隙。 4根据湿陷系数大小可以把湿陷黄土的湿陷强烈程度分为湿陷性轻微，湿陷性中等，湿陷性强烈。 5当按现场静载荷试验结果确定湿陷起始压力时，应在压力与浸水下沉曲线上，取其转折点所对应的压力作为湿陷起始压力，当转折点不明显时，可取浸水下沉量与承载压板直经或宽度之比值等于 0.017作为湿陷起始压力。 6绘制P-S曲线对应于该曲线傻上，湿陷系数值为0.015所对应的压力作为湿陷性起始压力。 7湿陷起始压力可用室内压缩试验和野外载荷试验两种试验方法确定，不论采用哪种试验方法，都用单线法和双线法两种。 8各类建筑物与新建水渠之间的距离，在非自重湿陷性，不得小于湿陷性黄土层厚度的3倍，并不应小于25米。 9圈梁应在同一标高处闭合，遇有洞口时应上下搭接，搭接长度不应小于其竖向间距的2倍，且不得小于1米。 10按场地复杂程度可将场地划分为：简单场地，中等复杂场地和复杂场地三类。 三简答题 1简述黄土的全部特征？ 答：风力搬运沉积，无层理；颜色以黄褐色为主，有时呈灰黄色；颗粒以粉粒为主；富含碳酸钙盐类；垂直节理发育；一般有肉眼可见的大孔隙。 2简述影响黄土湿陷性的因素？ 答：可分为内因和外因两方面。 内因主要是由于土本身的物质成分（指颗粒组成，矿物成分和化学成分）结构及含水量。外因是水和压力的作用。 3简述黄土滑坡治理的原则及治理措施？ 答：原则：预防为主，防治结合，查明情况，对症下药，综合治理，有主有次，早治小治，贵在及时，力求根治，以防后患，因地制宜，就地取材，安全经济，正确施工。 措施：（1）避绕；对于大，中规模的滑坡或滑坡群，防治困难或整治工程成本太大，又具备避开条件，应以绕避为宜，以免对场地造成危害。（2）削坡减载；通过削减坡角或降低坡高来减轻斜坡不稳定性，减少斜坡下滑力。（3）支挡；支挡可采用抗滑桩，挡土墙和锚杆，锚索等措施增加抗滑力。 （4）排水防水；做好地表和地下水排水工作，减轻水对斜坡的危害性。 4简述湿陷性黄土的压缩变形和湿陷变形？ 答：压缩变形：指土在天然含水量下由于建筑物在地基内的附加应力所引起的它随时间的增大而很快稳定。 湿陷变形：是当地基的压缩变形还未稳定或稳定后，建筑物的荷载不改变，由于地基受水浸湿引起的附加变形（即湿陷）。 5简述计算围岩压力的普氏理论的基本原理？
强夯法处理湿陷性黄土地基 施工工法 Dynamic Consolidation Method for Intensify of Self Weight Collapsing Loess
1 前言 (1) 2 工法特点 (2) 3 适用范围 (2) 4 工艺原理 (2) 5 工艺流程及操作要点 (3) 6 材料与设备 (5) 7 质量控制 (6) 8 安全措施 (6) 9 环保措施 (7) 10 效益分析 (7)
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，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： 1.0.5 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。
伊宁—墩麻扎公路建设工程 地基湿陷性黄土检验及评价标准 一、开工前检验 一）现场取样 1、确定检验路段、探坑间距，探坑位置和探坑深度； 2、开挖探坑采取不扰动土样，保持天然湿度、密度和结构取样及检验，判别地段地层及变化； 二）湿陷性黄土检验参数（依据JTG E40-2007） 1、易溶盐 2、液塑限和土的比重 3、天然密度和天然含水量 4、贯入值（必要时做） 5、湿陷性试验 1) 相对下沉系数 2) 自重湿陷系数试验（若为非自重湿陷性黄土，则只检验湿陷系数即可，若为自重湿陷性黄土，则检验湿陷系数及自重湿陷系数） 3) 溶滤变形系数试验 4) 湿陷起始压力 三）、黄土湿陷性类型及强度的划分[依据《公路土工试验规程》释义手册] 表21-C 湿陷性黄土湿陷作用强烈程度的划分
表21-D 自重湿陷性黄土与非自重湿陷性黄土划分 二、湿陷性黄土地基采取冲击碾压、强夯法处治后检验与评价 一）冲击碾压法 1、根据设计及《公路冲击碾压应用技术指南》制定施工工艺，进行试验段作业； 2、现场检测：冲击碾压遍数、沉降量、密度（压实度）、湿陷系数和贯入值。 3、合格判定标准：处治1m深度内压实度不低于90%，湿陷系数应小于0.015。 二）强夯法 1、根据设计和《工程地质手册》制定施工工艺，进行试验段作业（试夯），通过试夯确定单点最佳夯击能、最佳夯击次数、间歇时间等参数，以试夯的技术参数指导施工。 2、详细记录每一夯点夯击次数、夯沉量，每一夯点的累积夯沉量不宜小于试夯时平均夯沉量的95%；一般对于每个夯点的质量控制可采用最后两击的平均夯沉量不大于5cm。 3、在夯点范围内（特指夯锤底部范围）取原状土样（0.5-1.0m）测干密度、空隙比（孔隙比）、压缩系数和湿陷系数，必要时进行贯入试验。 4、合格判定标准：应符合设计和试夯拟定的技术质量标准。
浅析湿陷性黄土的地基处理措施 发表时间：2018-03-22T14:25:14.737Z 来源：《防护工程》2017年第32期作者：李顺民 [导读] 地基处理的目的是提高地基承载力，满足上部荷载要求，针对湿陷性黄土更应该注意在处理过程中的质量控制，最大限度地降低工程危险。 陕西长武亭南煤业有限责任公司陕西长武 713605 摘要：在工程建设的过程中经常会遇到湿陷性黄土，其是一种特殊土，对工程来说是无法回避的，因此要对其进行处理。本文简述了湿陷性黄土的概念，分析了湿陷性黄土湿陷的原理，介绍了湿陷性黄土地基的特性，总结了工程中常用的地基处理措施，有利于提高工程结构的安全性。 关键词：湿陷性黄土，地基处理，湿陷性 引言 湿陷性黄土地基的基础不好，上层建筑有倒塌的可能，虽然出现类似事故的情况不多，但还是要用不同的方法改进基础条件，建筑物的重量和负荷的基础就是地基，对于湿陷性黄土地基更应该注意地基的处理和边坡加工，完善建筑物荷载的基础必须具有足够的承载力和稳定性，我国《建筑地基基础设计规范》中明确指出：要根据不同区域的不同特点在地基的基础上进行边坡的加固，包括软湿土内陷性的改良，在膨胀土，红粘土和冻土的基础上进行地基的施工。 1湿陷性黄土的概念 湿陷性黄土是黄土的一种，凡天然黄土在一定压力作用下，受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黄土，属于区域性特殊土。因外压力不同，将湿陷性黄土分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。 2湿陷性黄土湿陷的原理 湿陷性黄土也是由固体颗粒和水、气组成的三相体。土在受力后是否发生强度破坏或变形破坏，主要取决与它的物质成分，相互关系及相互作用。一般与它的固体颗粒本身的强度和变形关系不大。黄土常含有大量硫酸盐，由黄灰色或棕黄色的极小的粉状颗粒所组成。土质较疏松，黄土颗粒之间结合不紧，用手搓，极易形成粉末，孔隙一般较大，为大孔结构，垂直节理较发育，没有层理。天然含水量小。在干燥且原有结构没有破坏前，土质较坚硬，可以承担一定荷载而变形不大，但极易浸水，浸水后溶盐溶解，颗粒间的粘结力随即下降，引起土结构破坏产生湿陷变形，甚至发生坍陷。 3湿陷性黄土的特征 3.1湿陷性 在自然条件下，黄土因为受到了地表水分的侵蚀，其中的易溶盐发生溶解，导致了颗粒之间的作用力受到了破坏，从而产生蜂窝状的结构。当水分对土壤大量侵蚀以后，土壤颗粒之间的空隙会逐渐联通和扩展，进一步产生了大孔隙的陷穴，当外部荷载对其产生作用以后，土壤的结构会受到破坏，从而产生剧烈变形，强度因此而降低，进而形成湿陷性。 3.2透水性较强 湿陷性黄土之所以具有透水性，这和它的结构特点是分不开的，多孔性以及垂直节理发育等。其孔越大且连同，垂直节理愈发育，黄土层的透水性愈高，特别是在垂直方向上，而在水平方向上的透水性则微弱。此外，如黄土层中有土壤层，或者有黄土结核层时，就会导致黄土层的透水性较差，甚至在土中产生不透水层。 3.3崩解性 当黄土湿陷性产生以后，再次浸入水中就会发生崩解，从而影响到地基的稳定性。相较于其他土质而言，湿陷性黄土的基础处理要更加的负责，难度大、程度复杂、进度慢，同时耗费的时间也更长，尤其是对于大面积的水利坝体处理以及土质夯填来说更加困难。 4黄土的湿陷性评价 目前针对黄土的湿陷机理，国内外存在各种不同的假说，如欠严密理论、结构学说、溶盐假说等，但关于黄土的湿陷评价指标国内外是统一的，包括湿陷系数、自重湿陷量、总湿陷量三个指标。湿陷系数指标用于判别黄土的湿陷性，自重湿陷量指标用于判别湿陷性黄土是自重作用还是非自重作用（自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土），总湿陷量是划分湿陷黄土地基的湿陷等级。 5防止或减少地基被水浸湿下沉的措施 1）地基处理措施。全部或部分消除地基土的湿陷量，或者采用桩基础（灌注桩或管桩）穿透全部湿陷性土层，或者将基础布置在非湿陷性土层上。2）结构采取的措施。调整或减小建筑物的整体沉降及沉降差，使结构适应地基的变形。3）防水措施。在建筑布置时，考虑场地排水，屋面排水，散水。同时考虑防水，采取措施防止雨水、生产或生活用水的渗漏。 6湿陷性黄土的工程措施 6.1改进的切断位置 切断位置的破坏表现在建筑地基承载力不够；结构失稳或附近开挖边坡失稳造成的地基基础不牢固或基坑隆起，因此，为了避免失败，改进的切断位置是必要的，能够提高地基的抗剪强度。 6.2改善渗透性 要加强改善地基的透水性，由于基坑开挖的进行，通过的流沙比较多，需要研究和采取地基防渗措施，减少压力。 6.3垫层法 1）将基础下一定范围内的湿陷性黄土层挖除，然后分层换填强度和模量相对高的砂、碎石、灰土、素土并夯实至要求的密度，形成很好的持力层，达到地基压力扩散要求。2）施工中应注意的问题:①当垫层厚度不超过3m时，其压实系数不得小于0.98；当垫层厚度大于3m，其压实系数不宜小于0.95；②垫层在施工中，必须保证在最优含水量状态下分层回填夯实至设计标高。 6.4强夯法 该方法使用起吊设备把夯锤提高到预定高度，然后通过夯锤的自由落体运动实现对路基土层的夯实，使得夯面能够使得一定深度的土层更加的密实，消除了湿陷性，有效降低压缩比，并提升路面的整体承载力。在夯锤夯击的过程中，锤重与落距、单击能之间是成正比例的关系，加大落距以及锤重能够显著降低夯击的数量，从而显著提升经济性与加固的效果。夯锤的重量可以选用5～50t，下落的距离则可
22 黄土湿陷性试验 22.1 一般规定 22.1.1 黄土湿陷性是黄土在一定的压力、浸水作用下，产生压缩、湿陷变形的过程。 22.1.2 黄土湿陷性试验应根据不同工程要求，分别测定黄土的湿陷系数、自重湿陷系数和湿陷起始压力。 22.1.3 本试验在同一土样中制备的试样密度差值不得大于0.03 g/cm3。 22.2 湿陷系数的测定 22.2.1 本试验采用的仪器设备应符合本规程第15.2.1条规定。环刀面积不得小于50cm2。 22.2.2 试验操作应按下列步骤进行： 1 切土时，应使试样的加荷方向与土层受压方向一致。如遇有大孔隙贯通试样时，应用切余的碎土填入堵塞。 2 试样安装及施加预压应按本规程第15.2.2条第2~3款步骤进行。浸水水质应采用纯水，当有特殊要求时，可按要求的水质浸水，但应在报告中加以注明水质条件。 3 记录初读数后，立即卸除预压力，开始施加第一级压力50 kPa，加压后，每隔1h测记百分表读数一次，直至试样变形稳定为止。 4 加压等级一般为50、100、150、200 kPa，最后一级压力应按取土深度而定：从基底算起至10m深度以内，压力为200 kPa；10 m以下至非湿陷性土层顶面，使用其上覆土层的饱和自重压力，当大于300 kPa时，仍应用300 kPa；当基底压力大于300 kPa时，宜按实际压力确定。 5 当试样在最后一级压力下变形稳定后，向容器内注入纯水，水面应高出试样顶面，并保持该水面直至试验结束。每隔1h测读百分表一次，直至试样变形稳定为止。稳定标准为0.01mm/h。 6拆卸仪器及试样应符合本规程第15.2.2条第11款的规定。 22.2.3 试验结果应按下式计算：
湿陷性黄土地基的处理措施 【摘要】本文通过化学材料加固黄土试验和查阅相关资料分析了湿陷性黄土地基处理技术的进展情况。目前强夯法技术已经比较成熟，而且其造价比较低，但是强夯后的黄土地基不具有抗水的能力；高分子材料固化处理的地基强度高，固化后黄土地基的水稳性好，但是其造价比较高；DDC法的优点有：降低了工程造价、节约材料、节约耕地、保护生态环境等。 【关键词】湿陷性黄土; 地基处理; 强夯; 化学加固; 夯击固化法; DDC法 【abstract 】this paper through the chemical material reinforced loess test and access relevant information analysis the collapsible loess foundation treatment technology progress. At present dynamic compaction method is comparatively mature technology, and the cost is lower, but after the dynamic compaction of loess foundation has not resistant to water ability; Polymer materials with high strength of curing foundation, after curing of the loess foundation better water stability, but the cost is higher; The advantages of the DDC method is: reduce project cost, material saving, saving cultivated land, and protect the ecological environment, etc. 【keywords 】collapsible loess; Foundation treatment; The dynamic compaction; Chemical reinforcement; Ram and curing method; DDC method 引言 在我国的华北、西北地区广泛分布着湿陷性黄土，它们属于非饱和的欠压密土，具有高压缩性、湿陷性、较小的干密度和较大的孔隙率等特性，而且在自重压力和附加压力作用下湿陷性黄土受水浸湿后结构会迅速的被破坏，从而发生显著的下沉现象。因为含水量的增加会影响土体的力学性质,使地基的承载力降低，所以对于湿陷性黄土的地基中选择经济合理的、可行的地基处理方法显得十分重要。 一般湿陷性黄土的强度较低，而压缩性较高。湿陷性黄土在土体自重应力或者自重应力和外部附加应力共同作用下, 受水浸湿之后强度会迅速的降低。如果土体中残余的结构强度不能够抵抗土体中的结构应力, 土体结构就会迅速的被破坏，同时会产生明显的附加沉降。由于受水浸湿具有不确定性，因此土体湿陷对工程建设会产生很大的危害，要确保在正确掌握场地工程地质特性的基础上,严格按国家现行规范进行湿陷性黄土的地基处理。 一、湿陷性黄土及地基处理
目录 第一章绪论 (1) 1.1选题依据及研究意义 (1) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3研究内容及技术路线 (8) 1.3.1主要研究内容 (8) 1.3.2研究技术路线 (9) 第二章黄土湿陷试验及试验数据分析 (10) 2.1试验土样来源背景 (10) 2.2 室内试验研究 (11) 2.2.1 粒度分析试验 (11) 2.2.2 界限含水率试验 (13) 2.2.3比重试验 (13) 2.2.4室内湿陷性试验 (14) 2.3试验结果分析 (16) 2.3.1不同浸水条件下的P-S（压力-变形量）关系曲线分析 (16) 2.3.2 不同浸水条件下的H-S（土样深度-变形量）关系曲线分析 (17) 2.3.3 不同地域土样的P-δs关系曲线分析 (17) 2.3.4 不同地区土样的H-δs关系曲线分析 (18) 2.4小结 (19) 第三章湿陷性黄土微观结构定性分析 (20) 3.1 微结构分析方法介绍 (20) 3.1.1 扫描电子显微镜测试技术的应用 (20) 3.1.2试样制备 (21) 3.1.3微观图像的采集 (24) 3.2 微结构的定性分析 (25) 3.2.1黄土骨架颗粒的接触关系[10] (26) 3.2.2 黄土的孔隙类型 (27) 3.2.3 黄土胶结结构类型 (28) 3.2.4 湿陷前后黄土微观结构特征 (30) 3.3黄土湿陷的微观解释 (33) 3.4黄土微结构分类与放大倍数的关系 (35) 3.5小结 (37) 第四章基于IPP图像处理软件的微观结构定量分析 (38) 4.1Image-Pro Plus 6.0软件简介 (38) 4.2利用IPP6.0分析原状黄土试样的微结构图像 (39) 4.2.1微结构图像分析原理[71，72，73] (42) 4.2.2图像预处理 (43) 4.2.2.1图像二值化处理 (43) 4.2.2.2 图像对比度增强 (44) 4.2.2.3图像降噪 (45) 4.2.3 测量空间刻度校准 (46) 4.2.4 测量、计算和分类 (47) I
1、概述 湿陷性黄土地基处理主要取决于湿陷性黄土的特殊性质，湿陷性黄土地基的变形包括压缩和湿陷性两种，当基底压力不超过地基土的容许承载力时，地基的压缩变形很小，大都在其上部结构的容许变形值范围以内，不会影响建筑物的安全和正常使用。湿陷变形是由于地基被水浸湿引起的一种附加变形，往往是局部和突然发生，且不均匀，对建筑物破坏性大，危害严重，因此对湿陷性黄土地区的建筑物不论地基承载力是否达到容许承载力，都应对地基进行处理，前者以消除湿陷为目的，后者以提高承载力为主，同时应消除黄土的湿陷性。 我国湿陷性黄土分布很广，各地区黄土的差别很大，地基处理时应区别对待，并结合以下特点：1）湿陷性黄土的地区差别，如湿陷性和湿陷敏感性的强弱，承载能力及压缩性的大小和不均匀性的程度等；2）建筑物的使用特点，如用水量大小，地基浸水的可能性；3）建筑物的重要性和其使用上对限制不均匀下沉的严格程度，结构对不均匀下沉的适应性；4）材料及施工条件，以及当地的施工经验。湿陷性黄土的地基处理措施是采用机械手段对基础的湿陷性黄土进行加固处理，或更换另一种材料改变其物理性质，达到消除湿陷性、减少压缩和提高承载能力的目的，其中大多以第一个目的即消除湿陷为主。 湿陷性黄土的地基处理，在处理深度和处理范围上区分：1）浅处理，即消除建筑物地基的部分湿陷量；2）深基础处理，即消
除建筑物地基的全部湿陷量，这种方法包括采用桩基础或深基础穿透全部的湿陷性黄土层。 在湿陷性黄土地区设计措施，主要有地基处理措施、防水措施和结构措施三种。 地基处理的常用方法有垫层、重锤夯实、强夯、土（或灰土）桩挤密和深层孔内夯扩等，可以完全或部分消除地基的湿陷性，或采用桩基础或深基础穿透湿陷性黄土层，使建筑物基础坐落在密实的非湿性土层上，保证建筑物的安全和正常使用。 防水措施使用以防止大气降水、生产和生活用水以及浸入地基，其中包括场地排水、地面的防水、排水沟和管道的排水、防水等，是湿陷性黄土地区建筑物设计中不可缺少的措施。 结构措施的作用是使建筑物适应或减少不均匀沉降所造成的危害。 在湿陷性黄土地区，国内外使用较多的地基处理方法：重锤表层夯实、强夯、垫层、挤密桩复合地基、垫处理、预浸水、爆扩桩、化学加固和桩基础等。近年来，深层孔内夯扩挤、高压旋喷注浆法，以及复合载体夯扩桩等也得到推广使用。 目前我国以重锤表层夯实、土（或灰土）垫层、强夯、深层孔内夯扩、高压注浆固结土（或灰土）挤密桩复合地基、桩基础应用较多，经验比较丰富，对于其他的处理方法则应用较少，或未使用过。化学加固则多用于湿陷事故处理，从国外情况来看，与我国不同，保加利亚多采用水泥土垫层、混凝土挤密短桩，俄
1 总则 1.0.1为确保湿陷性黄土地区建筑物（包指构筑物）的安全与正常使用，做到技术先进，经济合理，保护环境，制定本规范。 1.0.2本规范适用于湿陷性黄土地区建筑工程的勘察、设计、地基处理、施工、使用与维护。 1.0.3在湿陷性黄土地区进行建设，应根据首湿陷性黄土的特点和工程要求，困地制宜，采取以地基处理为主的综合措施，防止地基对建筑物产生危害。 1.0.4湿陷性黄土地区的建筑工程，除应执行本规范的规定外，尚应符合有关现行的国家强制性标准的规定。
2 术语和符号 2.1 术语 2.1.1 湿陷性黄土 collapsible loess 在一定压力下受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉的黄土。 2.1.2非湿陷性黄土 non collapsible loess 在一定压力下受水浸湿，无显著附加下沉的黄土。 2.1.3自重湿陷性黄土 loess collapsible under overburden pressure 在上覆土的自重压力下受水浸湿，发生显著附加下沉的湿陷性黄土。 2.1.4非自重湿陷性黄土 loess noncollapsible under overburden pressure 在上覆土的自重压力下受水浸湿，不发生显著附加下沉的湿陷性黄土。 2.1.5 新近堆积黄土 recently deposited loess 沉积年代短，具高压缩性，承载力低，均匀位差，在50～150kPa压力下变形较大的全新世（2 Q）黄土。 4 2.1.6压缩变形 compression deformation 天然湿度和结构的黄土或其他土，在-定压力下所产生的下沉。 2.1.7湿陷变形 collapse deformation 湿陷性黄土或具有湿陷性的其他土（如欠压实的素填土、杂填土等），在一定压力下，下沉稳定后，受水浸湿所产生的附加下沉。 2.1.8湿陷起始压力 lnitial collapse pressure 湿陷性黄土浸水饱和，开始出现湿陷时的压力。 2.1.9湿陷系数 coefficient of collapsibility 单位厚度的环刀试样，在一定压力下，下沉稳定后，试样浸水饱和所产生的附加下沉。
湿陷性黄土的压实度及含水率对力学性质的影响康烨 摘要：为研究非饱和湿陷性黄土的工程力学性质，评估黄土隧道基底稳定性， 通过相关试验，分析了黄土作为隧道基底的基本物理力学性质，研究了不同压实度、含水率条件下黄土的强度与变形特性。研究表明：湿陷性黄土易于压实，压实后空气容积率接近黏性土的空气体积率，残余变形能得到有效控制。最优含水率条件下，压实度k≥0.95的黄土变形呈软化特征；k≤0.93的黄土，围压较低时，变形为软化型；围压较高时，变形为硬化型。围压越高，含水率越大，压实系数越小，则试样塑性越明显。黄土的内摩擦角、粘聚力与压实度正相关，与含水率负相关，可用y=A ln（x）+B较精确的拟合。 关键词：湿陷性黄土；强度；变形；密实度；含水率；隧道桩土复合基底；极限强度 Effects of water content and compaction coefficient on mechanical behaviors of collapsed loess KANG Ye RAILWAY ENGINEERING CONSULTING GROUP CO.,LTD.，Beijing 100055 Abstract：In order to study the engineering mechanics behavior of unsaturated collapsible loess and to evaluate stability of loess tunnel base, the basic physic-mechanical properties of loess were analyzed in the experiments, the strength and deformation behaviors of disturbed loess with different water content and compaction coefficient were studied. Conclusions indicate the loess is easy to compacted, compacted loess has the same volume ratio of air with cohesive soil, and residual deformation can be contained. For specimens at optimum water compactness higher than 95%, the deformation character is softening. For specimens at optimum water compactness lower than 93%, the deformation character is softening in the case of low confining pressure, however it is hardening in the case of high confining pressure. For specimen with higher water content, higher confining pressure and lower compactness, the plastic deformation is more significant. There is positive correlation between internal friction angle, cohesionand degree of compaction, but negative correlation between internal friction angle, cohesion and water content. And the relationship can be fitted with y=A ln（x）+B. Key words：collapsed loess; deformation; strength; water content; compactness; tunnel composite substrate 1 引言 黄土是指粒径介于粘土与细砂之间，范围为>0.005毫米～<0.05毫米的陆相黄色粉砂质土状堆积物，其颗粒之间结合不紧，孔隙度一般在40%～50%。其颗粒 组成以粉粒为主，其含量可以达50%以上。在我国，湿陷性黄土主要分布在北纬30°～48°间自西而东的条形地带上，面积约64万平方公里，其中山西、陕西、甘肃等省，是典型的湿陷性黄土分布区。 我国黄土覆盖地区广，占全国土地面积的6%，工程建设不可避免的要在湿陷性黄土地基上进行。工程实践表明，湿陷性黄土具有特殊的工程性质及遇水湿陷性，从而导致湿陷性黄土地基出现各种各样的工程问题。 本文鉴于郑西客专及其他黄土区隧道基底所出现的地基不均匀沉降、坍塌和陷穴等工程病害，以新建大准至朔黄铁路联络线项目工程柳条山隧道基底湿陷性黄土为研究对象，通过室内击实与三轴试验，分析研究了湿陷性黄土的隧道基底
浅谈湿陷性黄土路基设计与处理措施 发表时间：2018-06-22T15:19:37.517Z 来源：《防护工程》2018年第5期作者：韩涛 [导读] 所以在本篇文章中主要研究的是湿陷性黄土路基设计与处理措施，这样可以在很大程度上提升路基的承载力。 青海省公路科研勘测设计院青海西宁 810000 摘要：我们在遇到分布在不良地质的湿陷性黄土时，就需要对这些湿陷性黄土进行一种特殊的处理，这种湿陷性黄土在很大程度山影响着公路建设，为了解决这种问题，我们可以采用一些特殊的手段来进行处理，所以在本篇文章中主要研究的是湿陷性黄土路基设计与处理措施，这样可以在很大程度上提升路基的承载力。 关键词：湿陷性黄土路基设计处理措施 在我们国家的一些地区，如黄土高原地区，这里就存在湿陷性黄土地质，这种湿陷性黄土的地质是非常的复杂的，当遇到一定的压力，它的土体结构就会迅速瓦解而发生下沉的现象，称之为湿陷，这会给我们带来非常大的影响，所以在本篇文章中主要研究的湿陷性黄土路基设计与处理措施。 一、湿陷性路基的问题和机理 1.1在湿陷性黄土路基中出现的问题 湿陷性路基问题总体来说主要包括以下三个方面：（1）路基的承载力和稳定性问题。在路基静荷载和动力荷载作用下，当路基的承载力不能满足要求时，路基会产生局部或者整体剪切破坏，这将直接影响公路的正常使用，更为严重的会直接导致公路破坏。路基边坡的稳定性也可以归纳到这类路基问题中，（2）沉陷问题。在常年的静荷载和动荷载双重作用下，路基均会产生变形它的变形有沉陷、水平位移、不均匀沉陷超过相应的最大允许值时，这将对公路的正常使用，更严重可能引起公路破坏，当路基的压实度不够时，含水率超过规定允许最大值时，路基就会产生不均匀沉陷，这往往对公路危害较大，湿陷性黄土遇水发生剧烈的变形就可包括在这一类路基问题中(3）渗流问题。路基的渗流量或水力比降超过其允许值时，会发生较大水量损失，或因潜蚀其它原因使路基失稳而导致路面破坏造成工程事故。 1.2湿陷性黄土路基沉陷特点 路基沉陷机理，湿陷性黄土一般生成于晚更新世或全新世，即距今也就不足100万年的历史，有的甚至只有几十到几百年的历史，由于其生成年代晚，所受外力作用小，所以本身固结不太完善，未固结的湿陷性黄土由于孔隙大，结构松散，所以其本身强度不高，其本身强度靠土体颗粒间的机械咬合分子间的引力与碳酸盐结晶水形成的胶结力而存在。当外来作用力大于本身强度时，松散无力的骨架将崩溃，大孔隙将被填充，小的孔隙也会被部分细小颗粒填充，从而使土体间孔隙逐步被填充密实，土体也就逐步趋向于固结，路基因此形成沉陷。 二、湿陷性黄土路基设计与处理措施 当路基塌陷变形或压缩变形或者承载力不能满足设计要求时，采取处理措施，应根据不同的土壤条件对湿陷性黄土路基采用特殊路基的处理措施，以此提高地基稳定性和承载力。主要介绍强夯法和冲击压实的特殊处理措施。 2.1 强夯法来加强路基承载力 通过使用起重机操控大吨位的重锤从一定高度下落，对地面土壤施加一定的冲击动能而使其变的紧密，达到夯实地基，提高地基强度，降低土的压缩性，排除黄土湿陷性现象的发生，进而加固土地地基。一般情况下，夯实的重锤以及上升的高度都是有规定的，重锤重量一般为 8t-30t，最重的情况下，可为 200t，高度一般是 8-20m，最高情况下是 40m，在这种情况下重锤降落，会对土地地基产生十分大的冲击动能。湿陷性黄土地基基于密度的动态机制，在冲击动能对地面的作用下，减少土壤空隙，使得地面土壤彼此之间的排列更为紧密，更为密实，但也因此会产生一定沉降，一般坑深度大概在 0.6m-1.0m。在 160t/m 的冲击动能下，可以加固土壤地基的深达 5m。夯点布置采用排夯，夯点间距为 5m，第二次夯点位于第一夯点之间。根据基面形状确定夯击位置和夯点位置，根据平面的形状，采用方形网络。确定夯击次数、遍数、能量水平和深度对施工参数的影响。深度取样测定湿容重、干容重、孔隙比和压缩前后压实系数。对选定好的每个夯点进行夯击，统计夯击次数与遍数（一般为 5-15 次）来确定夯击次数的沉降曲线。夯击过程中，针对最后两击，一般要做到其平均沉降量不大于 50mm 的要求，另外，夯击过程中，夯坑周围避免出现隆起部分，还有多次夯击之后，夯坑深度达到一定值，但也不能影响击锤的起降。针对每次夯击的夯点以及夯击次数都需要进行严格记录，以此保证强夯的质量。 2.2对于路基要进行合理设计 湿陷性黄土路基中边坡坡面，应根据边坡具体变形的原因和类型，在设计阶段根据以往公路的建设经验，选定合理的边坡形式，恰当的边坡坡度，改善边坡设计，对于雨水冲刷作用较强，原来设计中没有设置足够拦排水设施的病害部位，要根据水流来源，水量大小，增加设计必要的拦排水设施，降低雨水对于路基的侵蚀作用，比如在边坡坡顶设计截水沟，在护坡坡顶采用封闭处理并且加设排水沟，防治雨水渗透，如果雨水对于路堤边坡坡面表面的冲击量过大，速度较快时，应该采用拦水带和急流槽结合的设计和施工方式，将水流集中到坡面并且排除到路基以外。 2.3预浸水法 预浸水法是利用黄土侵水产生湿陷的特点，在建筑物施工前预先对湿陷性黄土场地大面积浸水，使土体产生自重湿陷，达到消除深层黄土湿陷的目的。预浸水法宜用于处理湿陷性黄土层厚度大于10m，自重湿陷量的计算值不小于500mm的场地。由于浸水时场地周围地表下沉开裂，并容易造成“跑水”穿洞，影响建筑物的安全，所以空旷的新建地区较为适用。浸水前宜通过现场试坑浸水试验确定浸水时间、耗水量和湿陷量等。采用预浸水法处理地基，应符合下列规定：（1）浸水坑边缘至既有建筑物的距离不宜小于50m，并应防止由于浸水影响附近建筑物和场地边坡的稳定性；（2）浸水坑的边长不得小于湿陷性黄土层的厚度，当浸水坑的面积较大时，可分段进行浸水；（3）浸水坑内的水头高度不宜小于300mm，连续浸水时间以湿陷变形稳定为准，其稳定标准为最后5d的平均湿陷量小于1mm/d。 地基预浸水结束后，在基础施工前应进行补充勘察工作，重新评定地基土的湿陷性，并应采用垫层或其他方法处理上部湿陷性黄土层。