22 黄土湿陷性试验
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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。
湿陷性黄土处理施工方案湿陷性黄土是一种在水分作用下容易发生变形和沉降的黄土。
在工程建设中,湿陷性黄土的处理是一个非常重要的问题,如果不进行有效的处理,会对工程的稳定性和安全性产生极大的影响。
本文将介绍湿陷性黄土的处理施工方案。
一、室内试验分析在进行湿陷性黄土的处理前,首先需要进行室内试验分析,确定湿陷性黄土的物理力学性质和工程特性。
通过室内试验,可以确定湿陷性黄土的承载力、压缩性特征、含水量控制范围等参数,为后续处理施工提供参考依据。
二、基础加固处理对于湿陷性黄土的处理,首先要进行基础加固处理。
可以采用浇注混凝土加固基础的方法,增加基础的承载力和稳定性。
同时,也可以采用灌注桩或钢板桩等技术,通过加固桩与黄土之间的相互作用,来增加地基的稳定性。
三、改良处理在基础加固处理完成后,可以进行湿陷性黄土的改良处理。
改良处理的主要目的是通过改变土壤的物理性质和结构,提高其抗湿陷性和承载力。
常用的湿陷性黄土改良技术包括固化、掺充和排水等。
1.固化技术:采用固化剂对湿陷性黄土进行处理,使其固化成坚硬结构,提高其抗湿陷性和承载力。
常用的固化剂有水泥、石灰、石膏等。
固化技术需要根据湿陷性黄土的物理特性和改良目标进行合理配比和施工,以达到理想的固化效果。
2.掺充技术:在湿陷性黄土中掺入适量的掺和材料,如砂、砾石、粉煤灰等,改变土壤的颗粒组成和结构特征,提高其抗湿陷性和承载力。
掺充技术需要掌握适量的掺和比例和掺充方式,以确保土壤的改良效果并提高工程的稳定性。
3.排水技术:通过设置排水系统,及时将土壤中的水分排出,减少土壤的含水量,从而降低土壤的可压缩性和变形性。
排水技术包括地下排水系统和表面排水系统,需要根据实际情况进行合理选择和布置,以保证土壤的排水效果和工程的稳定性。
四、监测与维护在湿陷性黄土的处理施工过程中,需要进行监测和维护工作,及时掌握处理效果和土壤的变化情况。
可以通过安装监测点、进行现场监测和定期检查等方式,对工程进行监测,及时发现和处理问题。
湿陷性黄土地基处理技术国标《湿陷性黄土地区建筑标准》(GB50025-2018)主编录湿陷性黄土的特殊工程性质一黄土湿陷性评价二地基处理常用方法四工程案例分析五Contents地基处理的标准三u黄土:黄土是一种第四纪沉积物,具有一系列内部物质成分和外部特征,不同于同时期的其它沉积物。
具有以下全部特征的为黄土:(原生黄土,风成黄土)u 1. 颜色以黄色、褐黄色、黄褐色为主,有时呈灰黄色;u 2. 颗粒组成以粉粒(0.05-0.005mm)为主,含量一般在60%以上,几乎没有粒径大于0.25mm的颗粒;u 3. 孔隙比较大,一般在1.0左右(新、老黄土不同) ;u 4. 富含碳酸盐类;u 5. 垂直节理发育(主要指新黄土);u 6. 一般有肉眼可见的大孔隙。
u当缺少其中一项或几项特征的称黄土状土。
u湿陷性黄土:在岩土分类上归于特殊土的一种,其最特殊的工程性质特点是“湿陷性”:在一定压力下受水浸湿,土的结构迅速破坏,并产生显著附加下沉的黄土。
u湿陷性土:碎石土、沙土、填土等显著附加下沉!湿陷案例一:高层建筑,新建地下车库主楼地基土和筏板脱空湿陷案例二:多层建筑,既有建筑散水严重倒坡湿陷案例二:多层建筑根据勘察报告数据,湿陷量计算结果为702.4mm。
湿陷案例三:单层建筑湿陷案例三:单层建筑湿陷事故发生的特点:沉陷量大、发生速度快、对建筑物危害大。
建筑物建于湿陷性黄土地基上时,除满足一般地基处理要求外,湿陷性的处理是其显著特点。
我国黄土面积约64万平方公里,广泛分布于西北、华北和东北等地区。
主要分布在北纬33-47度,以34-45度之间最为发育,属于干旱、半干旱气候类型区。
湿陷性产生的原因一、内因1、湿陷性黄土以粉粒为主,含量达60%以上。
其中细粉粒(0.005-0.01mm)占7-9%,粗粉粒(0.01-0.05mm)占45-65%。
粘粒含量小于20%。
由西北向东南方向,砂粒减少而粘粒增多,对黄土湿陷性有明显影响;2、不稳定结构:架空结构,土颗粒之间多为点或面接触,宏观表现为孔隙比大,大多在1.0左右。
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。
工程地质知识:湿陷性黄土地区测定湿陷系数应符合要求 1.分级加荷至试样的规定压力,下沉稳定后,试样浸水饱和,附加下沉稳定,试验终止。
2.在0~200kPa压力以内,每级增量宜为50kPa。
大于200kPa压力,每级增量宜为1OOkPa。
3.测定湿陷系数s的试验压力,应自基础底面(如基底标高不确定时,自地面下1.5m)算起。
1)基底下1Om以内的土层应用200kPa,1Om以下至非湿陷性黄土层顶面,应用其上覆土的饱和自重压力(当大于300kPa压力时,仍应用300kPa)。
2)当基底压力大于300kPa时,宜用实际压力。
3)对压缩性较高的新近堆积黄土,基底下5m以内的土层宜用100~150kPa压力,5~1Om和1Om以下至非湿陷性黄土层顶面,应分别用200kPa和上覆土的饱和自重压力。
目录1 引言 02 试验概况 (2)2.1 场地条件 (2)2.2 浸水试坑布置和仪器埋设 (2)2.3 DDC 处理区域布置 (3)2.4 挤密桩区域布置 (3)3 试验成果分析 (3)3.1 湿陷变形特性研究 (3)3.2 水分入渗规律研究 (4)3.3 地基处理合理方法研究 (5)4 结论 (7)参考文献 (8)大厚度自重湿陷性黄土湿陷变形特性水分入渗规律及地基处理方法研究摘要:为研究大厚度自重湿陷性黄土的湿陷变形特性、水分入渗规律以及地基处理合理方法等问题,选择典型大厚度自重湿陷性黄土场地,进行了布置沉降观测点和埋设水分计的浸水试验以及挤密桩、DDC(孔内深层强夯)桩地基处理试验。
试验结果表明,在水分入渗过程中,深度22.5~25.0 m 以上土体易发生湿陷,该深度以下土体则含水率增加缓慢,达不到湿陷起始含水率,不易发生湿陷,因此该深度考虑可作为现场湿陷性评价的临界深度,也可作为大厚度湿陷性黄土地区进行地基处理时可参考的地基处理下限深度。
DDC 桩间距为1.0~1.4 m 时,无论从挤密系数还是湿陷系数都能满足规范要求;挤密桩15 m 试验区域沉降量较小,但其剩余湿陷量任未满足要求,这也佐证了关于22.5~25.0 m 深度难于发生湿陷的结论。
试验成果可作为今后大厚度自重湿陷性黄土地区工程建设以及黄土规范进一步修订的参考。
关键词:大厚度自重湿陷性黄土;浸水试验;地基处理;湿陷变形;入渗;剩余湿陷量1 引言黄土的湿陷性对工程建设的危害很大,修建在黄土地基上的大量工业与民用建筑发生破环,公路路面开裂,水利设施失效,经济损失很大。
黄土湿陷主要由于水分进入土体从而引起的结构破坏。
随着国家经济的发展和西部大开发战略的实施,越来越多的工业和民用工程修建于大厚度自重湿陷性黄土上,这给研究人员提出了一系列挑战性的课题。
如何避免由于水分入渗导致的工程结构破坏,迫在眉睫。
黄土湿陷变形特性研究主要有室内和现场两种手段。
湿陷性及湿陷性黄土概念及特征介绍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。
(这里所说的黄土泛指黄土和黄土状土。
湿陷性黄土又分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土,也有的老黄土不具湿陷性)。
一、可能造成的危害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。
二、湿陷性黄土的工程特性湿陷性黄土是一种特殊性质的土,其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。
在未受水浸湿时,一般强度较高,压缩性较小。
当在一定压力下受水浸湿,土结构会迅速破坏,产生较大附加下沉,强度迅速降低。
故在湿陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要性、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,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基湿陷对建筑产生危害。
三、湿陷性黄土的颗粒组成我国湿陷性黄土的颗粒主要为粉土颗粒,占总重量约50~70%,而粉土颗粒中又以0.05~0.01mm的粗粉土颗粒为多,占总重约40.60%,小于0.005mm的粘土颗粒较少,占总重约14.28%,大于0.1mm的细砂颗粒占总重在5%以内,基本上无大于0.25mm的中砂颗粒。
从以下表1可见,湿润陷性黄土的颗粒从西北向东南有逐渐变细的规律。
土孔隙中的毛细作用,使水分逐渐集聚到较粗颗粒的接触点处。
同时,细粉粒、粘粒和一些水溶盐类也不同程度的集聚到粗颗粒的接触点形成胶结。
试验研究表明,粗粉粒和砂粒在黄土结构中起骨架作用,由于在湿陷性黄土中砂粒含量很少,而且大部分砂粒不能直接接触,能直接接触的大多为粗粉粒。
细粉粒通常依附在较大颗粒表面,特别是集聚在较大颗粒的接触点处与胶体物质一起作为填充材料。
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:0h h h p p '-=s δ (22.2.3)式中 δs ——湿陷系数;计算至0.001;h p ——试样在加至最后一级压力时,下沉稳定后的高度(mm);p h '——试样在加至最后一级压力稳定后,经浸水下沉稳定的高度(mm);h 0——试样的原始高度(mm)。
作者: 颉燕花
作者机构: 山西省第三水文地质工程地质队
出版物刊名: 科技传播
页码: 88-89页
年卷期: 2012年 第17期
主题词: 湿陷性黄土 开土 试验
摘要:黄土的湿陷性试验是土工试验常规项目中的一项特殊试验,也是黄土地区很重要的一项试验项目。
黄土的湿陷性大小直接影响到地基处理中的各项问题,及以后建筑物是否能正常使用。
在进行黄土湿陷试验的操作时,开土要操作严格,试验操作时要注意物性指标测试及力学性质指标测试。
对黄土湿陷性试验进行操作时需严格执行规范要求,保证其数据的准确性。
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:
h h h p
p '-=
s δ (22.2.3)
式中 δs ——湿陷系数;计算至0.001;
h p ——试样在加至最后一级压力时,下沉稳定后的高度(mm);
p
h '——试样在加至最后一级压力稳定后,经浸水下沉稳定的高度(mm);
h 0——试样的原始高度(mm)。
22.2.4 记录格式应符合表22.2.4的要求。
表22.2.4 黄土湿陷性试验记录
试样编号 仪器号 试验方法 试样初始高度 mm 试样含水率 试样密度 颗粒密度
复核 年 月 日 试验 年 月 日
22.3 自重湿陷系数的测定
22.3.1 本试验采用的仪器设备应符合本规程第22.2.1条规定。
22.3.2 试验操作应按下列步骤进行:
1 试样制备及安装应按本规程第22.2.2条第1~2款步骤进行。
2土的饱和自重压力按下式计算确定。
i n
sri
H P ⨯
=∑=1i g ρn z (22.3.2-1)
4
4
85.085
.01(01.01w w si
i
i
i
w ρρ
ρ
ρ
ρ
+-
+=
)o o sr (22.3.2-2)
式中 P z ——该土样深度处上覆土的饱和(Sr 为85%)自重压力(kPa),计算至1kPa ;
g n ——重力加速度(=9.81 m/s 2); n ——该深度范围内土的分层数; H i ——第i 层土的厚度(m);
i
s r ρ
——第i 层土的饱和密度(g/cm 3);
i o ρ——第i 层土的密度(g/cm 3); w oi ——第i 层土的含水率(%);
i s ρ——第i 层土的颗粒密度(g/cm 3
)
; 4w ρ——4 ℃时水的密度(g/cm 3
)。
3 将试样保持在天然湿度下,施加土的饱和自重压力。
当饱和自重压力小于50 kPa 时,可一次施加;当大于50 kPa 时,应分次施加。
每次加压不应大于50 kPa ,每次加压的时间间隔不应少于15 min 。
如此连续加压直至饱和自重压力P z 为止。
加最后一次压力后,每隔1h 测记百分表读数一次,直至试样变形稳定为止。
4 浸水后湿陷变形应按本规程第22.2.1条第5款步骤测定。
5 拆卸仪器及试样应符合本规程第15.2.2条第11款的规定。
22.3.3 试验结果应按下式计算:
z 'h h h -=
z zs δ (22.3.3)
式中 δzs ——自重湿陷系数,计算至0.001;
h z ——保持天然的湿度和结构的试样,加压至土的饱和自重压力时,下
沉稳定后的高度(mm);
z h '——上述加压稳定后的试样,在浸水作用下,下沉稳定后的高度(mm);
22.3.4 记录格式应符合本规程表22.2.4的要求。
22.4 湿陷起始压力的测定
22.4.1 本试验应采用的仪器设备应符合本规程第22.2.1条规定。
22.4.2 本试验可采用单线法或双线法。
22.4.3 试验操作应按下列步骤进行:
1 试样制备应按本规程第3.3.2条和第22.2.2条第1款步骤进行。
单线法切取5个环刀试样;双线法切取2个环刀试样。
试样安装应按本规程第15.2.2条第2~3款的步骤进行。
2 采用单线法试验时, 5个试样都在天然湿度下加压,分别加至不同的规定压力时,再按本规程22.2.2条第3~5款的步骤进行试验,直至试样湿陷变形稳定为止。
3 采用双线法试验时,一个试样在天然湿度下分级加压,按本规程第22.2.1条第3~5款的步骤进行试验,直至最后一级压力下浸水湿陷变形稳定为止;另一个试样在天然湿度下施加第一级压力,变形稳定后浸水,至湿陷稳定,再继续分级加压,直至试样在各级压力下浸水变形稳定为止。
压力等级在150 kPa 以内,每级增量为25~50 kPa ;150 kPa 以上,每级增量为50~100 kPa 。
最后一级压力的大小,应符合本规程第22.2.1条第4款的规定。
4 试验结束后,按本规程第15.2.2条第11款的规定拆卸仪器及试样。
22.4.3 试验结果应按下式计算及制图:
1 各级压力下的湿陷系数
h h h p p p w
-=
n s δ (22.4.3)
式中 p s δ——各级压力下的湿陷系数;计算至0.001;
h p n ——在各级压力下试样变形稳定后的高度(mm); h p w ——在各级压力下试样浸水变形稳定后的高度(mm)。
2 以湿陷系数为纵坐标,压力为横坐标,绘制湿陷系数与压力的关系曲
复核年月日试验年月日。