湿陷性黄土场地地基处理和回填土场地地基处理方案及实例

摘要

本次设计是对两个不同地质段的地基进行处理，即湿陷性黄土场地地基处理和回填土场地地基处理。分别介绍了湿陷性黄土工程地质判别原则和物理力学性质，以及回填土的有关性质。同时，结合不同的工程场地，对可能采用的地基处理方案，简单阐述了其加固机理，并对各个方案的优点和缺陷作了进一步的说明。按照“技术可行，经济合理”的原则，考虑到对环境的影响，通过计算每一个方案的处理费用，比较施工工期长短，综合分析后，选择出最经济、最合理的处理方案。最后，对两个不同工程性质的场地，按照选用的方案，详细介绍了方案的加固机理，同时对施工过程中的填料和压实系数做了要求，以保证施工质量。在此基础上，对选用方案作了桩长、桩径、承载力等方面的详细设计。

关键词:湿陷性黄土回填土桩承载力

目录

1 前言 (1)

2 湿陷性黄土场地地基处理 (2)

2.1 工程概况 (2)

2.2 黄土的基本性质 (2)

2.3 湿陷性黄土的物理力学性质 (3)

2.4 地基处理方案比选 (9)

2.5 灰土挤密桩设计 (12)

3 回填土场地地基处理 (18)

3.1 工程概况 (18)

3.2 回填土物理力学性质 (18)

3.3 地基处理方案比选 (19)

3.4 钢渣桩设计 (20)

4 设计总结 (26)

5 参考文献 (27)

1 前言

随着国民经济的迅猛发展，基建规模在不断扩大。由于我国地域辽阔、幅员广大、自然地理环境不同、土质各异、地基条件区域性很强，建设可用地日益紧张，原来许多不适合建筑要求的场地也越来越多的被征用为建筑用地，因此就需要对天然的软弱地基进行处理。

地基处理的主要目的是指提高软弱地基的强度、保证地基的稳定；降低软弱地基的压缩性、减少地基的沉降和不均匀沉降；或为消除地基土的振动液化趋势及消除湿陷性土的湿陷性、膨胀性土的膨胀性等区域性土的不良土性。

目前国内外地基处理方法众多。然而每一种地基加固技术都不是万能的，都有它的适应范围和局限性，因而选用某一种地基处理方法时，一定要根据地基土质条件、工程要求、工期、造价、料源、施工机械设备条件等因素综合分析后确定。盲目的套用，不仅难以取得预期的加固效果，造成大量浪费；甚至可能导致工程失败，给后续施工带来极大的困难。良好的地基处理方案不仅要求技术上可行，更要求经济上合理。因此地基改良时，应根据不同的水文地质状况，灵活选择合理的加固手段对不良地基进行加固处理，以满足上部结构对地基的强度、变形和稳定性要求。

本次设计是对两个不同地质段的地基进行处理，即湿陷性黄土场地地基处理和回填土场地地基处理。分别介绍了湿陷性黄土工程地质判别原则和物理力学性质，以及回填土的有关性质。同时，结合不同的工程场地，对可能采用的地基处理方案，简单阐述了其加固机理，并对各个方案的优点和缺陷作了进一步的说明。按照“技术可行，经济合理”的原则，考虑到对环境的影响，通过计算每一个方案的处理费用，比较施工工期长短，综合分析后，选择出最经济、最合理的处理方案。最后，对两个不同工程性质的场地，按照选用的方案，详细介绍了方案的加固机理，同时对施工过程中的填料和压实系数做了要求，以保证施工质量。在此基础上，对选用方案作了桩长、桩径、承载力等方面的详细设计。

2 湿陷性黄土场地地基处理

2.1 工程概况

根据现场勘探资料，该工程场地4.7米深范围内同时存在湿陷性黄土和非湿陷性黄土，其中2.5～2.7米深度范围内存在非湿陷性黄土，地下水位地表下5.8米，并且，该工程场地为II级非自重湿陷性黄土场地。

2.2黄土的基本性质

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形状的特征，不同于同期的其他沉积物，在地理分布上也有一定的规律性。

在我国黄土分布面积相当广泛，黄土和黄土状土的分布面积约为64万平方公里，是国土面积的 6.3%。在黄河中游地区，西起贺兰山，东到太行山，北起长城，南到秦岭，几乎全部都被黄土覆盖，总面积约为27万平方公里。但是，由于各地的地理、地址和气候条件不同，使黄土在沉积厚度、地层特征和物理力学性质上都表现出明显的差异。

2.2.1 黄土的地层划分

我国黄土形成经历了整个地质年代的第四纪时期。按形成的年代可分为老黄土和新黄土。老黄土有午城黄土和离石黄土。新黄土有马兰黄土和新近堆积黄土。马兰黄土和新近堆积黄土均具有浸水湿陷性，故有称为湿陷性黄土。

午城黄土、离石黄土和马兰黄土属于原生黄土，基本由风积而成，全新世的次生黄土是马兰黄土经由风和水的多次搬运沉积而成。水力搬运一般距离较短，所以次生黄土的颜色和颗粒组成以及矿物成分都酷似马兰黄土，但其结构更为疏松，大孔隙更为发育，湿陷性更为强烈。

全新世黄土状土为新近堆积，多分布在梁、塬、峁表层及河谷阶地上，坡脚以及阶地上及地层的顶部，受各种自然营力的影响，其物理力学性质的差异较大。质地较疏松，成岩性差，具有湿陷性，甚至强烈的湿陷性。

晚更新世马兰黄土构成黄土层的上部，为典型黄土。其质地疏松，无层理，大孔隙结构发育，有垂直节理裂隙，有较强的湿陷性和自重湿陷性。如处理不善常会发生较大的湿陷事故，威胁建筑物的安全。

中更新世离石黄土为马兰黄土下面的埋藏黄土层，其间夹有多层古土壤和钙质结核厚度较大，构成黄土塬的主体。质地较密实，一般无湿陷性，但在高压下仍具有一定的湿陷性。

早更新世午城黄土为老黄土的下部，颜色呈淡红色，含有棕红色的埋藏古土壤层。其质地密实，强度大、压缩性小、厚度较薄，几乎不透水，无湿陷性。2.3 湿陷性黄土的物理力学性质

湿陷性黄土是黄土的一种，凡天然黄土在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著的湿陷变形，强度也随之降低的，称为湿陷性黄土。自重湿陷性黄土在上覆土层的自重压力下受水浸湿后，即发生湿陷；在自重应力下受水浸湿后不发生湿陷，需要在自重应力和由外荷引起的附加应力共同作用下，受水浸湿才发生湿陷的称为非自重湿陷性黄土。湿陷性黄土地基的湿陷特性，会对结构物带来不同程度的危害，使结构物大幅度的沉降、倾斜甚至严重影响其安全和使用。因此，在黄土地区修筑结构物，应该对湿陷性黄土地基有可靠的判定方法和全面的认识，并采取正确的工程措施，防止或消除它的湿陷性。

2.3.1物理性质

2.3.1.1 颗粒组成

湿陷性黄土的颗粒以粉粒（0.05～0.005mm）为主，其含量可达50～75%，其次为砂粒（>0.05mm），约占10～30%和粘粒（<0.005mm）约占8～26%。由西北到东南方向砂粒减少而粘粒增多。

2.3.1.2 比重、重度、孔隙比