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2021-8-16
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膨脹土地基特性及對(duì)建筑的危害性分析 膨脹土是一種其粘料成分主要由強(qiáng)親水性礦物組成的高塑性黏土,多呈現(xiàn)堅(jiān)硬或硬塑狀態(tài),強(qiáng)度一般較高,具有吸水膨脹、失水收縮和反復(fù)脹縮變形,浸水后強(qiáng)度衰減,干縮裂隙發(fā)育的特征。我國(guó)膨脹土分布廣泛,廣西、云南、湖北、江蘇、廣東等地均有不同范圍的分布。利用膨脹土作為建筑物的地基時(shí),若在施工中沒(méi)有采取-的措施進(jìn)行地基處理,往往會(huì)給建筑物帶來(lái)危害,主要表現(xiàn)為建筑物的基礎(chǔ)外移、房屋開(kāi)裂(山墻倒-形縫,外縱墻下部水平縫)、地坪開(kāi)裂等事故。以南寧為例,據(jù)有關(guān)資料顯示,南寧地區(qū)膨脹土成分含有較多的親水性強(qiáng)的蒙脫石、伊利石等膨脹性物質(zhì),黏粒含量高,粒徑<0.002mm的膠體顆粒含量>25%,塑性指數(shù)ip在17~32之間,自由膨脹率超過(guò)40%,因此該地區(qū)的膨脹土具有非常明顯的濕脹干縮效應(yīng)。由于上部作用荷載不同,使得地基土體在-的脹縮循環(huán)過(guò)程中受到不同程度的-,導(dǎo)致基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降,從而使得上部輕型結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生超出墻體承載能力的附加拉力和剪力,墻體出現(xiàn)裂縫。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)在膨脹土地區(qū)修建的各類(lèi)工業(yè)與民用建筑物,因地基土脹縮變形而導(dǎo)致?lián)p壞或破壞的超過(guò)1000萬(wàn)m2。
地基處理是建造建筑物的基礎(chǔ),地基處理的好壞直接影響到建筑物的及安全系數(shù),地基處理在建筑施工中是很重要的,根據(jù)不同的地基有著不同的處理方法,地基處理的方法有很多,常見(jiàn)的有:換填墊層法、強(qiáng)夯法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法和夯實(shí)水泥土樁法等等。地基處理的方法實(shí)在太多了,這里就不一一列舉出來(lái)。
換填墊層法主要用于一些淺層軟弱地基和不均勻的地基處理中,使用這種方法可以提高地基的承載力,公路路基強(qiáng)夯施工方案,減少地基沉降,強(qiáng)夯施工要點(diǎn),加速土層的固結(jié)和排水,防止凍脹和漲縮。
強(qiáng)夯法主要用于處理碎石土、砂土、粘性土、濕性黃土和一些雜填土的地基。強(qiáng)夯置換法則適用于高飽和度的粉土,對(duì)于這些變形控制不嚴(yán)的工程,設(shè)計(jì)前都會(huì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)和確定的。這兩種方法可以提高土的強(qiáng)度,減少壓縮性,消除土的濕陷性。
水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥和淤泥質(zhì)土、飽和黃土和無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土的地基,高壓噴射注漿法適用于處理淤泥質(zhì)土、人工填土和碎石地基,夯實(shí)水泥土樁法用于處理地下水位以上的粉土和雜填土的地基。
從能量角度,夯錘下落至地面,通過(guò)錘土接觸面上的相互作用,使地基土體發(fā)生振動(dòng)和變形,分層強(qiáng)夯施工方案,從而將夯錘的勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)榘肟臻g土體的動(dòng)能與變形能,土的夯實(shí)取決于土的塑性體積應(yīng)變,對(duì)夯實(shí)有效的沖擊能是轉(zhuǎn)換成塑性變形能的那部分能量。
從力的角度,強(qiáng)夯時(shí)通過(guò)錘土接觸產(chǎn)生接觸面應(yīng)力,應(yīng)力以應(yīng)力波的形式向地基內(nèi)部傳播。錘土接觸面上的作用力是強(qiáng)夯的作用力,其峰值、形狀及歷程是強(qiáng)夯理論與數(shù)值分析的邊界條件。地基內(nèi)部的動(dòng)應(yīng)力是地基內(nèi)部加密的直接原因。因此,研究強(qiáng)夯沖擊時(shí)的錘士接觸面應(yīng)力與地基內(nèi)部的動(dòng)應(yīng)力分布具有很大的理論與實(shí)踐意義。
由于土的多孔多相松散特點(diǎn)和強(qiáng)夯的大變形短時(shí)間沖擊,接觸面應(yīng)力及地基內(nèi)部動(dòng)應(yīng)力的解析是相當(dāng)困難的。對(duì)這一問(wèn)題的研究, 般是采用簡(jiǎn)化模型建立接觸面應(yīng)力的簡(jiǎn)化計(jì)算公式,然后將之作為邊界條件用于簡(jiǎn)化理論或數(shù)值分析。經(jīng)過(guò)研究,基于不同的假設(shè)和模型分別提出了不同的計(jì)算公式。對(duì)地基內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力,理-式很少,更多則是進(jìn)行實(shí)測(cè)和數(shù)值分析。不同的錘士接觸面應(yīng)力和接觸時(shí)間計(jì)算公式的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,對(duì)地其內(nèi)部實(shí)測(cè)和數(shù)值分析的動(dòng)應(yīng)力峰值進(jìn)行擬合,強(qiáng)夯施工,并與理-式進(jìn)行比較。
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