概念
膨脹土路基對於路的穩定性有許多危害,現國內已有多種方法處理膨脹土路基。其中一種就是利用預濕法。水利工程建沒中經常採用膨脹土預濕法,用水浸泡地基土或覆蓋非膨脹土以達到膨脹土的濕度平衡。
膨脹路基
20世紀30年代,膨脹土被土力學工程所認知。膨脹土在我國的分布和在道路修築中的危害也被道路工程師所發覺。一般來說,膨脹土路基處理方法有如下三種:換土、濕度控制、改性處理。
濕度控制
濕度控制法包括預濕和保持含水量穩定。為控制由於膨脹土含水量變化而引起的脹縮變形,儘量減少路基含水量受外界大氣的影響,需在施工中採取一定的措施。如利用土工布或粘土將膨脹土路基進行包封,避免膨脹土與外界大氣直接接觸,儘量減少膨脹土內部的濕度遷移。水利工程建沒中經常採用膨脹土預濕法,用水浸泡
地基土或覆蓋非膨脹土以達到膨脹土的濕度平衡。
處理方法
為了避免支承在活動性的土(敏感性的土)上結構的基礎位移,有一個可能的技術是預先處理土,以期使土的含水量改變到等於施工後的平衡含水量。主要的 困難是預估最終含水量,而且更重要的是,要求在於在合適的時間內達到要求的含水量。因為粘土的滲透係數很低,所以,要把一個粘土層(例如3~4m厚的)均勻地加濕所需的時間太長,是無法進行的。採用格線狀排列的小直徑鑽孔,並結合使用濕潤劑,有可能加速預濕的過程。然而,對於濕陷性土(主要是疏鬆的砂和粉土,例如黃土)是必要的;對於這些土,不採取預濕處理就會導致很大的沉降。
用石灰處理表層土,或者用墩與梁體系、或者用加勁的筏基,這些辦法與活動性土上的預濕處理比較,可能是更有希望的辦法。
改變地基土的應力分布和變形條件
從改變地基土的應力分布和變形條件出發來增大土體穩定性的方法,主要有砂(土)墊層法、預濕法、反壓法和土工織物法等。
詳細步驟
預濕法是處理黃土地基的一種有效方法。它的 基本出發點是讓黃土的濕陷發生在建築物建成之前,以消除濕陷對建築物的影響。用這個方法處理建築的地基時,一般系在已開挖的基坑內灌冰。
為了加速地基的浸濕,先可在基坑內設定鑽孔,填入礫砂,然後灌水預濕。同時,在修建建築物的同時,不斷向鑽孔內灌水,使黃土地基的濕陷在建築物所引起的較大壓力下進行,以增大預濕效果。
用這個方法處理堤壩建築時,根據蘇聯“濕陷性黃土堤壩的建造及其地基處理指示”的規定,如果土壩橫截面寬度在50m內,或沿壩軸方向上100m內黃土地基的濕陷量或其不均勻性不超過20~30cm,則無需進行預濕,可以採用同在非濕陷性地基上築壩的同樣方法進行建造,否則,即應採用預濕法。
預濕應在基坑開挖前進行。預濕面的長度應包括沿壩軸方向有濕陷性黃土分布的區域。預濕面的寬度應包括兩側各一半壩高的範圍。預濕的深度在壩高超過25m時,應包括全部濕陷性土層;如壩高小於25m,則在濕陷性土層不超過15~20m時,預濕到20m以下的非濕陷性土層或厚達3.0m以下的不透水層。如沒有這種條件,則預濕的土層應使其下土層的濕陷量不超過30~40cm。預濕應該使所有擬預濕範圍內的土達到不小於0.8的飽和度。
對不高的壩(小於15 m),如地基的預計濕陷量不超過40 cm,則可在未預濕的地基上採用邊增大壩高,邊提高上游水位的方法修造,以加速工程進度。
對較高的壩(30m以上),如地基的濕陷性黃土層較厚(超過20m),則應在預濕過的地基上再分成2~3期建造,每期造成後即提高上游庫水位。此外,如果在預濕處理並開挖基坑後,在基坑中進行夯實,則對減小地基的沉陷量,尤其在強濕陷性黃土上或表面有根孔、蟲洞的情況下,有著顯著的效果。