三濕陷性黃土的判定及地基處理

張勇

（中鐵大橋局集團第三工程有限公司貴廣南廣鐵路廣州樞紐工程第三項目部，廣東 廣州 510800）

三濕陷性黃土的判定及地基處理

張勇

（中鐵大橋局集團第三工程有限公司貴廣南廣鐵路廣州樞紐工程第三項目部，廣東 廣州 510800）

文中分析了濕陷性黃土的判定及地基處理的研究現狀,提出了不同情況下的處理方法、方案確定及施工中需要注意的問題,并分析了濕陷性黃土地基處理技術與發(fā)展情況,可在實際工作中借鑒參考。

濕陷性黃土；判定；地基處理

1 前言

隨著國民經濟的發(fā)展，科學技術的進步，對濕陷性黃土的判定和地基處理技術日益成熟，應用范圍及領域越來越廣。不同的基礎對不同地基、土質也有著不同的要求。濕陷性黃土地區(qū)在我國土地面積中占相當大的比例，在這種土質埋設基礎，對地基的處理有著特殊的要求。

2 濕陷性黃土的判定及地基處理

天然黃土在一定壓力作用下，受水浸濕后，土的結構迅速破壞，發(fā)生顯著的濕陷變形，強度也隨之降低，這被稱為濕陷性黃土。濕陷性黃土為黃土的一種，濕陷性黃土分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土兩種。濕陷性黃土地基的濕陷特性，會對結構物帶來不同程度的危害，使結構物大幅度沉降、拆裂、傾斜甚至嚴重影響其安全和使用。世界上在中國、美國和前蘇聯濕陷性黃土分布面積較大。在我國，濕陷性黃土約為43萬平方公里，主要分布在黃河中游的甘肅、陜西、山西、寧夏、河南、青海等省區(qū)，地理位置屬于干旱與半干旱氣候地帶。鑒于此，在黃土地區(qū)修筑橋涵等結構物應對濕陷性黃土地基有可靠的判定方法和全面的認識，能夠采取正確的工程措施，防止或消除它的濕陷性。

2.1 濕陷性黃土判定

濕陷性黃土地基中，自重濕陷性黃土地基和非自重濕陷性黃土地基在濕陷量大小，承載能力等方面也有較大差別，因此，對黃土是否屬濕陷性應有統(tǒng)一的判定方法和標準。濕陷性黃土具有黃土的一般特征：1.呈黃色或黃褐色；2.呈松散多孔結構狀態(tài)，天然剖面上具有垂直節(jié)理，含水溶性鹽（碳酸鹽、硫酸鹽類等）較多；3.以粉土顆粒為主，具有肉眼可見的孔隙；4.垂直大孔性、松散多孔結構和遇水既降低或消失的土顆粒間的加固凝聚力。

現在，國內外都采用濕陷系數δs值來判定，δs可通過室內水壓縮試驗測定，把保持天然含水量和結構的黃土土樣，逐步加壓，達到規(guī)定試驗壓力，土樣壓縮穩(wěn)定后，進行浸水，使含水量接近飽和，土樣迅速下沉，再次達到穩(wěn)定，得到浸水后土樣高度hp',由公式可得：

其中：h0—土樣的原始高度（m）；

hp—土樣在無側向膨脹條件下，在規(guī)定試驗壓力p的作用下，壓縮穩(wěn)定后的高度（m）；

hp'—對在壓力p的作用下的土樣進行浸水，到達濕陷穩(wěn)定后的土樣高度（m）。

我國《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》按照國內各地經驗采用δs=0.015作為濕陷性黃土的界限值，δs≥0.015 確定為濕陷性黃土，δs﹤0.015為非濕陷性黃土。濕陷性土層的厚度也是用此界限值確定的。黃土的濕陷系數δs與試驗時所受壓力大小有關，《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》根據我國一般建筑物基底土的自重應力和附加力發(fā)生的范圍規(guī)定，室內壓縮試驗確定δs時，浸水壓力取值：在基礎底面下10m以內土層用200kpa；10m以下到非濕陷性黃土層頂面用上覆土層的飽和自重壓力（當大于300kpa時仍用300kpa）。但當基底壓力大于300kpa時，宜按實際壓力測定。

2.2 濕陷性黃土地基處理

對濕陷性黃土地基處理的目的就是改善土的性質和結構，減小土的滲水性、壓縮性，控制濕陷性的發(fā)生，部分或全部消除它的濕陷性。我們在明確地基濕陷性黃土層的厚度、濕陷性類型、等級等后，然后結合結構物的工程性質，施工條件和材料來源等，采取必要的措施，對地基進行處理，滿足結構物在安全、使用方面的要求。

濕陷性黃土地基的處理，在平常工作中我們總結有下：1.防止水浸濕地基。⑴整平地面，保持天然的排水條件；⑵在建筑物周圍修筑散水坡；⑶將表層土扒松、夯實，增加防滲性。2.加固地基，常用的方法有：⑴灰土或素土墊層。將基底以下濕陷性土層全部挖除或挖到預計的深度，然后用灰土（三分石灰七分土）或素土（就地挖出的粘性土）分層夯實回填，墊層厚度及尺寸計算方法同砂礫墊層壓力擴散角θ對灰土用30°，對素土用22°。墊層厚度一般為1.0到3.0m，它消除了墊層范圍內土的濕陷性，減輕或避免了地基因附加應力產生的濕陷。⑵重錘夯實及強夯法。重錘夯實法就是運用起重機械將重錘提高到一定高度然后重錘自由落下，如此重復夯擊地基，使其表層夯擊密實而提高強度，重錘夯實法能消除淺層的濕陷性。重錘夯實的有效深度與錘重、錘底直徑、落距及地質條件有關。一般夯擊變數不宜超過8～12遍，否則應考慮增加錘重、落距或調整土層含水量。強夯法是將一種較大的重錘從8m～12m高處自由落下，對較厚的松軟土層進行強力夯實的地基處理方法，亦稱為動力固結法。它的顯著特點是夯擊能量大，影響深度大。影響強夯有效深度的因素很多，有錘重和落距，還有地基土性質，土層分布，地下水位以及其他有關設計參數等。強夯法施工前，應先在現場進行原位試驗（旁壓試驗、十字板試驗、觸探試驗等），取原狀土樣測定含水量、塑限液限，粒度成分等，然后在實驗室進行動力固結試驗或現場進行實驗性施工，以取得有關數據。強夯法在施工前后及施工過程中需進行大量測試工作外，還有噪聲大，震動大等缺點，不宜在建筑物或人口密集處使用。⑶石灰土或二灰（石灰與粉煤灰）擠密樁。用打入樁、沖孔或爆擴等方法在土中成孔，然后用石灰土或將石灰與粉煤灰混合分層夯填樁孔而成，用擠密的方法破壞黃土地基的松散、大孔結構，達到消除或減輕地基的濕陷性。此方法適用于消除5～10m深度內地基土的濕陷性。3.結構措施。指結構形式盡可能采用簡支梁等對不均勻沉降不敏感的結構；加大基礎剛度使受力較均勻；對長度較大，體形復雜的結構物采用沉降縫將其分為若干獨立單元等。4.優(yōu)先考慮選用非濕陷性黃土地基，它較經濟和可靠。如確定基礎在濕陷性黃土地基上，應盡量利用非自重濕陷性黃土地基，因為這種地基的處理要求比自重濕陷性地基低。5.預浸水處理。自重濕陷性黃土地基利用其自重濕陷的特性，可在結構物修筑前，先將地基充分浸水，使其在自重作用下發(fā)生濕陷，然后在修筑。實踐證明這樣可以消除地表下數米以外黃土的自重濕陷性，地表數米以內的土層往往因壓力偏低而仍有濕陷性，須再做處理。此外也應考慮預浸水后，附近地表可能產生開裂、下沉而產生的影響。

3 結束語

濕陷性黃土地基處理不同于其它建筑工程，大部分地基處理方法的加固效果并不是施工結束后就能全部發(fā)揮，還需要在施工完成后經過一段時間才能逐步體現出來，另一方面，每一階段的地基處理存在它的特殊性，這就要求在地基處理施工過程中和施工完成之后注意下面幾點：

3.1 在地基處理施工中，只了解如何施工是不夠的，還必須了解所采用處理方法的原理、技術標準和質量要求。

3.2 進行施工質量和處理效果的檢驗，確保工程質量。

3.3 作好監(jiān)測工作，以保證施工的正常進行，通過觀察收集數據為下一階段的工作提供可靠的依據。

3.4 采用可行的檢測手段來檢驗處理效果。

3.5 通過分析可獲得必要的參考值，可以驗證設計，必要時進行設計修改，也可通過分析獲得寶貴的經驗。

[1]周虹.三靈高速公路濕陷性黃土路堤基底強夯處理[J].鐵道標準設計，2002-05-20.

[2]周嘉琳.濕陷性黃土砂夾層阻水減沉的三軸試驗研究[J].陜西水力發(fā)電，1995-12-30.