黄土地区弹簧土

黄土地区“弹簧土”的成因分析及处理方法摘要：从湿陷性黄土地区的地质特征出发，分析了该类地区出现“弹簧土”这一特殊地质现象和它的产生原因，并列举了对“弹簧土”地基处理的一般方法。关键词：弹簧土；湿陷性黄土；地基处理Abstract:Thispaperfromthecollapsibleloessareageologicalfeatures,analyzesthereasonsoftheareaappears”springsoil”thisonespecialgeologicalphenomenon,andlistedonthe”springsoilfoundationtreatmentmethod”.Keywords:springsoil;collapsibleloess;foundationtreatment在实际工程中，地基处理会遇到各种类型的问题。其中绝大多数事故的根源，可以追溯到场地含水量的变化，虽然湿陷性黄土的湿陷变形是影响地基稳定性的一个重要因素，但是在湿陷性黄土地区，如果施工方法不当，对土体的扰动过大，则有可能桩体中的水渗入到土体中使其含水量变大，造成“弹簧土”的出现，如果不进行处理就无法继续施工。因此，黄土中含水量的变化对黄土基础的影响是不可忽视的。下面我们就从湿陷性黄土的特征人手，分析“弹簧土”产生的机理及其一般处理方法。1湿陷性黄土地区地质特点土在自重压力或非自重压力和附加压力共同作用下受水浸湿时将产生急剧而大量的附加下沉，这种现象称为湿陷。具有湿陷性质的黄土，叫做湿陷性黄土层或简称湿陷性黄土。湿陷性黄土的主要特征为：1.1基本色调是黄色，通常为黄褐、褐黄、灰黄、棕黄等颜色；1.2含盐量较大，特别是碳酸盐含量尤为突出，另外硫酸盐、氯化物等含量也都比较高；1.3矿物组成主要为石英、粘土矿物等，粘土矿物以伊利石为主，化学成分中SiO：、A1：O,和碱土金属钙镁含量都较高；1.4粉土颗粒含量较多，我国湿陷性黄土粉土颗粒(0.05〜0.005mm)一般占半数以上55%〜60%者居多；1.5一般具有大孔隙，大孔隙常常肉眼可见，孔隙比1.0左右，呈松散结构状态；1.6在天然剖面上，具有垂直节理；1.7具有湿陷性。⋯受水浸湿后仅在土的自重压力作用下就产生湿陷的土叫自重湿陷性黄土；而受水浸湿后需要在土的自重压力和附加压力共同作用下才产生湿陷的土称非自重湿陷性黄土。自重湿陷性黄土只有在一定埋藏条件的黄土层中才能产生，大量观测和工程实践表明，如果均质黄土层较厚，地下水位较低，降水量较小，必然会产生自重作用下的湿陷，但是在极平坦的平原地区，经过工程前期处理以后，这种湿陷对建筑物的正常运行没有严重危险。而外荷引起的非自重湿陷性黄土，在没有外荷影响的时候，浸水后基本不会产生湿陷，但是当在建筑物重量作用下已达到沉陷稳定的地基，在少量水浸湿几小时后就会出现土的铅直快速变形，对建筑物各类结构的变形均有较大影响。湿陷性黄土地区进行各种工程建设时，常常遇见一些工程地质问题，包括自然地质现象与人类工程活动造成的地质现象对工程建筑的影响等两个方面的内容。主要而常见的有：湿陷性，地基强度与压缩性，斜坡的稳定性，还包括黄土蚀陷穴、冲堆、泥石流以及古墓、砂井砂巷、水渠水库蓄水及其他工程活动所引起的工程地质问题。以上种种都能给建筑物的使用带来重大的安全隐患。2“弹簧土”现象及其特征“弹簧土”是指因土含水量高于达到规定压实度所需要的含水量而无法压实的粘性土体。当地基为粘性土且含水量较大，趋于饱和时，夯打后地基土踩上去有一种颤动的感觉。它一般具有如下特征：土体中含水量高于压实所需含水量，但低于其塑限，比最佳含水量大6%〜8%；土体已受到外力扰动。在外力作用下，土体中所含水分被揉进土颗粒中，封闭在密闭的固体孔隙中，很难排出；2.3体表面固结，甚至半硬化形成坚硬的土壳体；2.4可承受一定荷载。当作用的荷载低于表层壳体的承载力时，土体几乎无明显变化。在施工初期，不会出现“弹簧”现象。随着施工进行，压力不断变化及桩基础中水的注入，出现“弹簧”现象甚至伴有“液化”现象；2.5“弹簧土”层下面的土体含水量偏大。在施工中要对“弹簧土”进行处理，首先要判断是“弹簧土”还是软土。“弹簧土”和软土是不同的，区别在于“弹簧土”的含水量一般大于其最佳含水量，小于其塑限，饱和度小于60%，内摩擦角在15。以上，土质为粘土或粉质粘土，它在土体含水量接近最佳含水量时，具有很好的可压实性，采用适当压实机械，便于压实，压实后土体整体沉降量很小。而软土的含水量大多接近甚至超过液限，饱和度很大，一般在90%以上，内摩擦角几乎接近零。由于土体材料和有机质含量高，即便土体有合适的含水量也不宜压实。3湿陷性黄土产生“弹簧土”的原因在含水量很大的粘土、粉质粘土、淤泥质粘土、腐殖土等原状土上进行压实或回填土，或者采用这种土进行回填土工程时，由于原状土被扰动，颗粒之间的毛细孔遭到破坏，水分不宜渗透和散发，当气温较高时对其进行夯击或碾压，特别是用光面联（夯锤）滚压（或夯实）表面形成硬壳，更加阻止了水分的渗透和散发，形成软塑状的“弹簧土”，埋藏深的土，水分散发慢，往往长时间不易消失。湿陷性黄土中，可以从力学方面来分析“弹簧土”的产生：土体的强度（指地基容许承载力而言）不取决于土体中颗粒本身的强度，而受颗粒问的互相连接强度所左右。粒间连接强度主要表现为内摩擦力和凝聚力。对于松散状态的砂类土，内摩擦力是主要的，而对于粘结状态的粘性土则凝聚力起主导作用。凝聚力又可分为原始凝聚力和加固凝聚力两个类型；原始凝聚力主要是颗粒之间分子引力等因素所造成的。土体越密，颗粒间越接近，原始凝聚力越大。加固凝聚力则由土颗粒周围的盐类结晶胶结作用而引起的。如果由碳酸钙、石膏和其他水溶盐类胶结的，则由此产生的加固凝聚力遇水就会降低甚至消失，而如果土颗粒由硅化物、铁化物胶结起来，它所形成的加固凝聚力遇水不会减弱。所以湿陷性黄土的物质组成，尤其是胶结物质组成不同，产生的后果就不一样。前者可能产生湿陷，后者可能产生“弹簧土”现象。在施工过程中，如果忽视湿陷性黄土的物质组成，采用错误的施工方法，在施工需要注入大量水的同时破坏土的结构，引发非自重湿陷性黄土中一系列力学和化学变化，“弹簧土”就可能出现。其区域有大有小，所以在施工前要对地基的土质进行全面的勘查，采取正确的施工方法，避免“弹簧土”现象。4“弹簧土”地基处理常用方法4.1暂停一段时间施工，使弹簧土含水量逐渐降低或将土层翻起来进行凉槽；4.2如地基已成弹簧土，可采用在上面铺一层碎石或碎砖后进行夯击，将表土层挤紧；4.3弹簧土较严重可将土层翻起并粉碎均匀，掺加石灰粉以吸收水分水化，同时改变原土结构成为灰土，使之与有一定强度的水稳性；4.4当为荷载大的房屋地基，采取打石桩，将毛石（块度为20〜30cm）依次打入土中或垂直打入MIO机砖，纵距26em.横距30em，直至打不下去为止，最后在上面铺满厚50mm碎石后再夯实；4.5采取换土，挖去弹簧土后重新填好土或级配砂石夯实；4.6用灰土挤密桩处理对于具有II级以上湿陷性黄土地基产生的弹簧土。5结论在湿陷性黄土地区如果施工方法处理不当容易产生“弹簧土”，严重危害工程建设及建筑使用安全，在该地区施工前应对地基土质进行全面勘