论文部分内容阅读
摘要:本文对保定地区湿陷性土的分布、特征进行了论述。结合其分布特点及特性,认为其主要分布在山区,湿陷性较低,提出了采用换土垫层法对其处理;及采用湿陷起始压力做地基土的承载力特征值的方法,计算夯实水泥土桩置换率,为使本区的湿陷性土得到充分利用,提出了一个新的观点。
关健词:湿陷性粉土,湿陷量较小,I级非自重性湿陷性土,黄土状粉土,利用及处理,换土垫层法,湿陷起始压力夯实水泥土桩法。
Abstract: in this paper, the baoding area distribution and characteristics of wet soil are discussed. Combining with the characteristics of the distribution and characteristics, it mainly distributed in the mountains, wet sex is lower, put forward by using the method of cushion layer in soil; And use made of initial collapse pressure of foundation soil bearing capacity characteristic value, the method of rammed soil-cement pile replacement ratio calculation, in order to make full use of the collapsibility of soil in this area, puts forward a new point of view.
Key words: collapsible silt,collapse is small, class I collapsibility non weight of soil, powder soil, loess, use and handling, in soil cushion method, that of initial collapse pressure method of rammed soil-cement piles
中图分类号: TU444
引言:
保定市位于太行山东麓,冀中平原的西部,北邻张家口市和北京市,东接廊坊市和沧州市,南与石家庄市和衡水市相通,西部与山西省接攘。
从地形上看,保定市分为山区、山前平原区、冲积平原区、及洼淀区几大类。而在岩土工程勘察实践中,西部山区面积约占11056km2, 分布在山间盆地及山坡残积物的粉土,粉质粘土、碎石土等,均具有不同程度的湿陷性。应规为特殊性岩土类的湿陷性土类,且有其特定的分布及特性,对它的利用及研究治理,应根据此类土不同的特征,采取相应的施工方法,是相当必要的。
保定地区湿陷性土的分布
根据近几年来工作经验,保定周围湿陷性土主要分布在保定西部山区及丘陵区,地层主要以残积或洪积成因的粉土、粉质粘土为主,一般含较多碎石,含水量较低。从6%~15%不等,大孔隙,外业观察见有明显日虫孔、空穴等,湿陷特征明显。
根据相关资料 ,分布于保定地区满城、涞水县的湿陷性土,主要为呈褐黄色的粉土,湿陷深度2.0~3.5米,而粉质粘土的湿陷系数多小于0.015;涞源及曲阳、唐县、阜平地区的湿陷土层厚度能达到6~8米。徐水西部山区坡积的湿陷性土深度能达到7.5~8.0米。
山前平原区,有局部粉土具有湿陷性,多分布在京广铁路以西,而粉质粘土普遍不具有湿陷性。且粉土的湿陷性系数均较小,一般为0.015~0.019,计算湿陷量小于300mm,属于I级非自重湿陷性土。
湿陷性土的物理力学性质
总结近两年来工程实际,列表表示本区湿陷性土的物理力学性质如下表:
根据上述数据分析,本区湿陷性粉土具有含水量小(不超过20%);孔隙比大(e大于0.75~0.85);干密度小(不大于1.50)的特性,尤其是这几个指标均满足条件的粉土,湿陷性较大。
利用《简明工程地质手册》中式5-1-1判别:
R=-68.45e+10.98a-7.16r+1.18 w;本场地地基土R=-37.8~-49.4,属于新近黄土状土。
保定地区湿陷性土的利用及处理
根据多年勘察經验及分析,本区湿陷性土多为I级非自重性黄土状土,具有新近沉积层的特征,总湿陷量小于300mm,大于50mm;湿陷起始压力10~70kPa不等。
依据上述特点,参考《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB 50025-2004),本区的乙丙类多层建筑,多采用换土垫层法对湿陷性土进行处理,整片处理时,其处理范围大于建筑物底层平面的面积,超出建筑物外墙基础边缘不小于处理土层厚度的1/2,并不小于2米;而对于乙级以上的高层建筑物或甲级高层建筑物,因地层承载力一般不满足设计要求,多采用复合地基对地基土承载力特征值进行提高,复合地基的设计,可以采用湿陷性土的起始压力做为地层的承载力特征值,然后计算所需的桩体类型及置换率。若置换率用到最大时,采用土层的湿陷起始压力做承载力特征值fak,还达不到设计所需的承载力设计值时,就只好换用挤密夯实水泥土桩工艺了。
具体工程实例:
现有满城县阳光理想城地基处理工程,经计算采用夯实水泥土桩复合地基进行处理,现介绍如下:
一、地层分布特征:①层耕土:黄褐~褐色,稍密,稍湿,含植物根系,层厚0.5~0.6m,层底深度0.5~0.6m。②层粉土:褐~褐黄色,稍密~密实,稍湿~湿,含云母,局部夹粉质粘土。层厚3.8~5.5m,层底深度4.4~6.0m,③层粉质粘土:黄褐色,可塑~坚硬,具层理,具氧化铁染色。层厚0.4~1.9m,层底深度5.2~6.4m,④层粉土:褐黄色,稍密~密实,稍湿~湿,含白色菌丝及少量姜石,局部夹粉质粘土经探井取样分析,第②层粉土具有湿陷性,湿陷系数为0.001~0.066,该场地自重湿陷系数为0.000~0.025;湿陷起始压力为66~166kPa。经计算,四个探井总湿陷量分别为Δs=207mm、231mm、108mm、103.5mm,小于300mm,计算自重湿陷量分别为Δzs=0mm、9 mm 、8.5mm、12.5mm,判定场地地基土属Ⅰ级非自重湿陷性(轻微)场地。
二、设计要求
15#楼高6层,地下1层,基础形式为条形基础,设计要求处理后的复合地基承载力特征值为180KPa。
三、夯实水泥土桩计算
本场地勘察报告中高程±0.000相当于绝对高程41.750。素混凝土垫层底标高为-1.9米,碎石褥垫层厚0.15米,则桩顶标高为39.70米。以②层粉土为基础持力层,因②层粉土具湿陷性,承载力特征值取66Kpa。以④层粉土为桩端持力层。桩径0.35米,有效桩长5.5米。
复合地基设计参数表
以18#孔为例计算15#楼单桩竖向承载力特征值:
R=upΣqsili+qpAp
=1.099×(4.6×40+0.9×38)+0.096×600
=297KN
Ra= 297÷2=148KN
采用1:6水泥与土体积比,桩体强度为3900kPa;
采用桩体强度计算单桩承载力特征值
Ra≤= 3900×0.096÷4÷0.95÷1.1=85KN
两者取小值,单桩承载力特征值取85KN。
当置换率为15.0%,计算复合地基承载力特征值:
fspk = m Ra /As +β ×(1-m)×fsk
fspk = 0.15*85/0.096 + 1.0×(1-15%)×66
fspk =182Kpa桩体强度满足要求。
m取15%,可满足要求。
因此此工程采用夯实水泥土桩复合地基处理方案是可行的。
结论:
保定地区西部山区普遍存在湿陷性土,以湿陷性粉土为主,湿陷量不大,湿陷起始压力变化较大,正常情况下,一般可采用换填垫层法对地基土进行处理,在高层建筑物采用复合地基时,应采用湿陷性土的起始压力做为地基土承载力特征值进行计算为宜。
关健词:湿陷性粉土,湿陷量较小,I级非自重性湿陷性土,黄土状粉土,利用及处理,换土垫层法,湿陷起始压力夯实水泥土桩法。
Abstract: in this paper, the baoding area distribution and characteristics of wet soil are discussed. Combining with the characteristics of the distribution and characteristics, it mainly distributed in the mountains, wet sex is lower, put forward by using the method of cushion layer in soil; And use made of initial collapse pressure of foundation soil bearing capacity characteristic value, the method of rammed soil-cement pile replacement ratio calculation, in order to make full use of the collapsibility of soil in this area, puts forward a new point of view.
Key words: collapsible silt,collapse is small, class I collapsibility non weight of soil, powder soil, loess, use and handling, in soil cushion method, that of initial collapse pressure method of rammed soil-cement piles
中图分类号: TU444
引言:
保定市位于太行山东麓,冀中平原的西部,北邻张家口市和北京市,东接廊坊市和沧州市,南与石家庄市和衡水市相通,西部与山西省接攘。
从地形上看,保定市分为山区、山前平原区、冲积平原区、及洼淀区几大类。而在岩土工程勘察实践中,西部山区面积约占11056km2, 分布在山间盆地及山坡残积物的粉土,粉质粘土、碎石土等,均具有不同程度的湿陷性。应规为特殊性岩土类的湿陷性土类,且有其特定的分布及特性,对它的利用及研究治理,应根据此类土不同的特征,采取相应的施工方法,是相当必要的。
保定地区湿陷性土的分布
根据近几年来工作经验,保定周围湿陷性土主要分布在保定西部山区及丘陵区,地层主要以残积或洪积成因的粉土、粉质粘土为主,一般含较多碎石,含水量较低。从6%~15%不等,大孔隙,外业观察见有明显日虫孔、空穴等,湿陷特征明显。
根据相关资料 ,分布于保定地区满城、涞水县的湿陷性土,主要为呈褐黄色的粉土,湿陷深度2.0~3.5米,而粉质粘土的湿陷系数多小于0.015;涞源及曲阳、唐县、阜平地区的湿陷土层厚度能达到6~8米。徐水西部山区坡积的湿陷性土深度能达到7.5~8.0米。
山前平原区,有局部粉土具有湿陷性,多分布在京广铁路以西,而粉质粘土普遍不具有湿陷性。且粉土的湿陷性系数均较小,一般为0.015~0.019,计算湿陷量小于300mm,属于I级非自重湿陷性土。
湿陷性土的物理力学性质
总结近两年来工程实际,列表表示本区湿陷性土的物理力学性质如下表:
根据上述数据分析,本区湿陷性粉土具有含水量小(不超过20%);孔隙比大(e大于0.75~0.85);干密度小(不大于1.50)的特性,尤其是这几个指标均满足条件的粉土,湿陷性较大。
利用《简明工程地质手册》中式5-1-1判别:
R=-68.45e+10.98a-7.16r+1.18 w;本场地地基土R=-37.8~-49.4,属于新近黄土状土。
保定地区湿陷性土的利用及处理
根据多年勘察經验及分析,本区湿陷性土多为I级非自重性黄土状土,具有新近沉积层的特征,总湿陷量小于300mm,大于50mm;湿陷起始压力10~70kPa不等。
依据上述特点,参考《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB 50025-2004),本区的乙丙类多层建筑,多采用换土垫层法对湿陷性土进行处理,整片处理时,其处理范围大于建筑物底层平面的面积,超出建筑物外墙基础边缘不小于处理土层厚度的1/2,并不小于2米;而对于乙级以上的高层建筑物或甲级高层建筑物,因地层承载力一般不满足设计要求,多采用复合地基对地基土承载力特征值进行提高,复合地基的设计,可以采用湿陷性土的起始压力做为地层的承载力特征值,然后计算所需的桩体类型及置换率。若置换率用到最大时,采用土层的湿陷起始压力做承载力特征值fak,还达不到设计所需的承载力设计值时,就只好换用挤密夯实水泥土桩工艺了。
具体工程实例:
现有满城县阳光理想城地基处理工程,经计算采用夯实水泥土桩复合地基进行处理,现介绍如下:
一、地层分布特征:①层耕土:黄褐~褐色,稍密,稍湿,含植物根系,层厚0.5~0.6m,层底深度0.5~0.6m。②层粉土:褐~褐黄色,稍密~密实,稍湿~湿,含云母,局部夹粉质粘土。层厚3.8~5.5m,层底深度4.4~6.0m,③层粉质粘土:黄褐色,可塑~坚硬,具层理,具氧化铁染色。层厚0.4~1.9m,层底深度5.2~6.4m,④层粉土:褐黄色,稍密~密实,稍湿~湿,含白色菌丝及少量姜石,局部夹粉质粘土经探井取样分析,第②层粉土具有湿陷性,湿陷系数为0.001~0.066,该场地自重湿陷系数为0.000~0.025;湿陷起始压力为66~166kPa。经计算,四个探井总湿陷量分别为Δs=207mm、231mm、108mm、103.5mm,小于300mm,计算自重湿陷量分别为Δzs=0mm、9 mm 、8.5mm、12.5mm,判定场地地基土属Ⅰ级非自重湿陷性(轻微)场地。
二、设计要求
15#楼高6层,地下1层,基础形式为条形基础,设计要求处理后的复合地基承载力特征值为180KPa。
三、夯实水泥土桩计算
本场地勘察报告中高程±0.000相当于绝对高程41.750。素混凝土垫层底标高为-1.9米,碎石褥垫层厚0.15米,则桩顶标高为39.70米。以②层粉土为基础持力层,因②层粉土具湿陷性,承载力特征值取66Kpa。以④层粉土为桩端持力层。桩径0.35米,有效桩长5.5米。
复合地基设计参数表
以18#孔为例计算15#楼单桩竖向承载力特征值:
R=upΣqsili+qpAp
=1.099×(4.6×40+0.9×38)+0.096×600
=297KN
Ra= 297÷2=148KN
采用1:6水泥与土体积比,桩体强度为3900kPa;
采用桩体强度计算单桩承载力特征值
Ra≤= 3900×0.096÷4÷0.95÷1.1=85KN
两者取小值,单桩承载力特征值取85KN。
当置换率为15.0%,计算复合地基承载力特征值:
fspk = m Ra /As +β ×(1-m)×fsk
fspk = 0.15*85/0.096 + 1.0×(1-15%)×66
fspk =182Kpa桩体强度满足要求。
m取15%,可满足要求。
因此此工程采用夯实水泥土桩复合地基处理方案是可行的。
结论:
保定地区西部山区普遍存在湿陷性土,以湿陷性粉土为主,湿陷量不大,湿陷起始压力变化较大,正常情况下,一般可采用换填垫层法对地基土进行处理,在高层建筑物采用复合地基时,应采用湿陷性土的起始压力做为地基土承载力特征值进行计算为宜。