湿陷性黄土地基湿陷机理评价及处理方法

湿陷性黄土地基湿陷机理评价及处理方法

姚俊峰

北京燕化天钲建筑工程有限责任公司北京102502

摘要：在我国西北、华北建筑工程中，黄土是经常面临的问题，黄土在西北及华北地区共计面积达64万平方公里，其占有量较为广泛。随着我北方地区经济发展提速，对于湿陷性地基的处理问题也更加突出。湿陷性黄土主要的表现为其土体结构并不稳定且饱和，当土体遇水时，会由于土体自重或者非自重压力，使得土体的结构快速瓦解，土体产生下沉。上述湿陷性黄土的特征，会对上部建筑物产生不同程度影响，导致建筑物产生不均沉降，对建筑物安全及正常使用性能均有不利影响。因此，对于湿陷性黄土，选择合理、经济、可靠的技术处理方案有着较高的现实意义。

关键词：湿陷性；黄土地基；处理方法；质量控制

引言

湿陷性黄土在我国有着广泛的分布，随着交通的发展，在该类地基上修建路基越来越多。如何处治好湿陷性黄土地基，以保证路基的稳定，是交通建设必须解决的关键问题。

1湿陷性黄土产生的问题

黄土湿陷因素分为如下方面：（1）水浸湿。水浸湿主要通常由于地面管道产生渗漏、地面出现大量积水并逐渐下渗、地上水池渗漏等原因导致的黄土湿陷。（2）气候因素。尽管湿陷性黄土多处于降水量较少的北方地区，然在夏季，部分区域仍有较大降雨量，且表现为降水集中，大量雨水积聚在黄土的低洼处，并逐渐向下渗入，形成潜流，不断的冲蚀黄土，导致湿陷。在湿陷性黄土场地开展建设，往往会遇到较多问题，同时工程造价也会常常超出预算。其一，在工程建设的初始，场地勘察阶段需要进行较多的湿陷性相关土工试验，准确得出建设场地区域黄土湿陷系数、类型、等级等相关参数，以为工程设计提供可靠参数。其二，在设计阶段，工程师需要严密考虑工程地基的处理方式，黄土湿陷性处理等问题，这也导致了工程造价有所增加。对于既有建筑，若早期对于场地黄土的湿陷性未准确考虑，在实际使用过程中地下水位变化、水管渗漏等因素导致土体的含水率出现增加，地基的土体的变形逐渐增大。上述变化会致使建筑物地基出现下沉、变形，出现基础拉裂，结构上部墙体也会出现裂缝，导致结构出现安全隐患。湿陷性黄土分布的地方常常易于出现孔洞，此类孔洞通常隐秘，不易被发觉，危害也较大。若此类孔洞不能及时排查，容易导致土体内埋设的管道出现下沉、架空受力，上述因素容易导致管道断裂，管道内水流不断下渗，进而加剧土体湿陷。

2黄土地基的湿陷性评价方法

目前，国内外对于黄土湿陷性的研究比较深入，其一般通过湿陷系数δ值来判定黄土的湿陷性，湿陷系数δ主要代表了单位厚度地层受到浸水压力的影响，结果导致了黄土湿陷量的产生，湿陷系数δ也能够对黄土层的湿陷程度进行定量表示，根据国际研究规定表示，当黄土受到压力的作用，湿陷系数δ的数值不小于0．015，则代表了该地区的黄土为湿陷性黄土。黄土土体的湿陷性等级，可以用D来表示。D表示单位厚度的黄土在受到水作用下，受到规定压力发生的湿陷变形，可以对土体代表的湿陷性等级进行定量标识，地质上对于土的湿陷性系数也有明确的划分方法，如果D的数值大于0．015，则判断为湿陷性黄土，如果D的数值小于0．015，则判断为非湿陷性黄土，湿陷性黄土的等级在0．015～0．03之间的称为轻微湿陷黄土，0．03～0．07之间的黄土称为中等湿陷性黄土，而大于0．07系数的黄土称为强烈湿陷性黄土，在实际检测中，也常常以沉陷量是否大于70mm来衡量场地的湿陷性，在黄土地区进行工程建设，最先要考虑的就是使用非湿陷性黄土做地基，如果工程的规划场地位于湿陷性黄土上，则应当尽量避免采用自重湿陷性黄土，而是要采用非自重湿陷性黄土，因为后者的要求要稍微低一些。

3湿陷性黄土地基处理方法

湿陷性黄土常见的地基处理主要有改善土体的物理性质及其结构，降低土体的渗透性及压缩性能，严防土体发生湿陷，直至部分或者完全消除土体湿陷。对于完全消除土体湿陷的方法适用于甲类建筑，而部分消除土体湿陷的方法则适用于乙、丙两类建筑。工程中，确定湿陷性黄土具体土层厚度、湿陷性的等级等性质后，需要具体根据工程的性质及施工条件等因素，制定合理的措施，开始对地基处理，以确保建筑物安全性。

3.1垫层法

垫层法处理湿陷性黄土，即采用一定量的素土或灰土来替换部分或全部的湿陷性黄土，更换时需要注意逐层夯实，并形成坚实的垫层。垫层法可以提高地基稳定性，避免湿陷性黄土出现沉降变形，导致建筑物出现安全问题。垫层法通常用于地下水位以上的湿陷性土层，在地基以下1－3m处，垫层的每层厚度为20－30cm。在施工过程中需要注意碾压密实，控制碾压速度。垫层法常常会面对如下问题：（1）施工时若出现基坑遇水或者局部土体含水量较大，此时应当进行晾晒，施工时注意把控灰土或素土的含水量，若含水量接近最佳含水量时，应当宁大不就小。（2）若垫层的压实度差异较大，这一般是因垫层处理的宽度未满足规范要求。（3）质量不满足要求。这主要是由于碾压分层厚度没有严格把握好，在施工过程中需要对每个分层进行测试。

3.2夯实法

原地面处理。采用推土机清除地表，人工配合推土机清除所有树根及杂草，对不适宜的材料彻底清除。清表完成后经自检、监理工程师抽检合格后才能进行强夯施工。施工采用履带式起重机，该起重机配备有自动脱钩装置。主夯施工采用16t锤重，落距12m；副夯锤重16t锤，落距12m，满夯锤重16t，落距3m。夯锤设通气孔，直径3.5m。在施工前，测量原地面标高，恢复路基边线及中线。强夯范围采用撒灰线画出，并按设计要求准确标出夯点位置，强夯处理宽度为路基坡脚外侧3.0m以内区域，夯点布设为正方形布置，间距为4m，满夯搭接宽度为1/3。起重机就位，使夯锤对准夯点位置，然后测量锤顶高程。将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程。如夯锤倾斜，及时将坑底整平。重复上一步骤，按确定试夯区7击区、6击区、5击区，完成单点夯击次数。同时保证单点夯击时满足：夯坑周围地面不发生过大的隆起，不因夯坑过深发生提锤困难。

3.3挤密法

该方法适用于地下水位以上且饱和度小于等于65%的湿陷性黄土，可处理的湿陷性黄土层厚度为5～15m。挤密法是指用沉管、冲击、夯扩、爆破等方法成孔，然后用填料，如素土、灰土必要时用水泥分层回填夯实的一种地基处理方法。这种方法施工简便，是一种效果好较经济的方法。①在地基处理施工前，应在现场选择有代表性的地段进行试验或试验性施工，试验结果应满足设计要求，并应取得必要的参数再进行地基处理施工。②孔底在填料前必须夯实，填料时宜分层回填夯实，其压实系数不宜小于0.97。③成孔挤密，应间隔分批进行，孔成立后应及时夯填，当为局部处理时，应由外向里施工。④预留松动层的厚度：机械挤密，宜为0.50～0.70m；爆扩挤密，宜为1～2m。冬季施工可适当增大预留松动层厚度。⑤挤密地基，在基底下宜设置0.50m厚的灰土（或土）垫层。⑥孔内填料的夯实质量，应及时抽样检查，其数量不得少于总孔数的2%，每台班不应少于1孔。在全部孔深内，宜每1m取土样测定干密度，检测点的位置应在距孔心2/3孔半径处。孔内填料的夯实质量，也可通过现场试验测定。

结束语

随着科学技术的快速发展，湿陷性黄土地基评价和处理方法越来越先进，为了提高我国工程事业的发展，作为施工单位，必须不断探索，才能妥善解决湿陷性黄土地基的湿陷破坏性问题，提高黄土地区地基工程施工质量。

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