簡(jiǎn)論濕陷性黃土的特性及處理方法

李衛(wèi)江

（國(guó)投新疆伊犁犁能煤炭有限公司，新疆伊寧835000）

某市一幢六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)商住樓工程，在對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行地質(zhì)勘察時(shí)發(fā)現(xiàn)，該場(chǎng)地為沖洪積扇組成的山前傾斜平原，整個(gè)地勢(shì)東南高、西北低，坡度約為1～2.5%，地基土的主要構(gòu)成為黃土狀粘質(zhì)粉土，粉粒含量達(dá)60%，局部高達(dá)70～80%。 該土層豎向剖面：南面較薄、北面較厚，平均厚約5m。

1 濕陷性地基土的工程地質(zhì)特性

根據(jù)實(shí)測(cè)，這種土的粘聚力約為0.15，內(nèi)摩擦角為15～22°，與崩解性質(zhì)有關(guān)的濕陷系數(shù)隨地下水位升降和含水量多少而發(fā)生變化；一般來說，這種土的重度γ 約為13.8～15.0kN/m3，孔隙比e 在0.07～0.98之間。 這類土， 在干燥狀態(tài)下屬低壓縮性土， 壓縮模量Es 大于6000kPa，壓縮系數(shù)a＜0.04,承載力標(biāo)準(zhǔn)值Fk＞180kPa；但當(dāng)其飽和時(shí)，該土層就變成高壓縮性土了，Es＜300kPa,a＞0.05，F(xiàn)k＜100kPa， 因此，可判定為濕陷性黃土。 該土層的下臥層，南面為卵礫石，北面為亞粘土，過渡區(qū)為卵礫石與亞粘土的混雜土。

2 濕陷性地基土的處理方法

對(duì)于軟弱地基土而言，對(duì)它進(jìn)行處理，其目的主要是增加土的密實(shí)度、提高其承載力標(biāo)準(zhǔn)值，增加其抗水穩(wěn)定性。 按土的成分和特性，可采用化學(xué)灌漿法、電化學(xué)法和熱處理法等，都可取得較好效果；也可采用樁基，穿越軟土層，使建筑物置于堅(jiān)硬的卵石（或巖石）層上，但資金投入大、工期較長(zhǎng)；還可采用換土壓實(shí)法和強(qiáng)夯法來處理軟弱土地基，只要施工方法符合規(guī)范要求，效果同樣會(huì)很好。

2.1 換土壓實(shí)法

其施工工藝是；沿基礎(chǔ)外邊各放寬1.5m 大開挖，整塊地基土換土，換土深度為基底下1.5～2.0m，換填材料為開挖出的原土。為提高碾壓效果，要求換填土處于最佳含水率時(shí)碾壓，碾壓夯實(shí)時(shí)，每層虛鋪厚20～30cm，用15 噸壓路機(jī)碾壓時(shí)，碾壓3～4 遍，壓槎碾壓；用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓為2～3 遍，也應(yīng)壓槎碾壓。 壓實(shí)后的地基土干重度大于16kN/m3，壓實(shí)系數(shù)約為0.9～0.95,承載力標(biāo)準(zhǔn)值為120～150kPa。但上列數(shù)據(jù)僅反映經(jīng)壓實(shí)的換填土，其下臥層仍為原狀土，崩裂及濕陷性并未消除，仍屬軟弱土層，因此，采用換土壓實(shí)法還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）埋于地基土中的給排水管溝應(yīng)增設(shè)防滲漏措施，以防滲漏水滲至下臥層造成基礎(chǔ)下沉；

（2）為增強(qiáng)換填土土體結(jié)構(gòu)，可在換填層厚度的上、中、下分別鋪設(shè)50～10cm 厚的粗骨料（卵石或戈壁等）后再按規(guī)定虛鋪20cm～30cm換填土，碾壓、夯實(shí)；

（3）換填土最上面一層可改為30cm 厚的3：7 灰土，碾壓、夯實(shí)，以利于基礎(chǔ)底部荷載均勻擴(kuò)散至地基上。

2.2 強(qiáng)夯法

其施工工藝是將十幾噸至幾十噸的重錘提到10m 以上自由落下，在極短的時(shí)間內(nèi)對(duì)地基土施加一個(gè)巨大的沖擊動(dòng)能，這種能量轉(zhuǎn)換為振動(dòng)波傳到土中， 使土顆粒重新排列成更為緊密而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，從而提高其物理力學(xué)性能， 使其承載力和抗液化能力得到很大提高。具體施工時(shí)通?？捎?6t 履帶吊車將10t 重錘提到10m 高處，采用自動(dòng)脫鉤裝置使重錘自由落下，瞬時(shí)給地基土約100tm 的沖擊能。 通常采用一遍夯擊后再順次夯擊的方法，夯擊的面積為沿基礎(chǔ)邊線再擴(kuò)大一錘的距離（約2m）；夯擊時(shí)要求壓錘?壓槎夯擊，每個(gè)夯點(diǎn)8～10 擊。夯擊后土的干重度可達(dá)16.8kN/m3以上， 承載力標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)180～200kPa，加固深度可達(dá)1.5～2.5m,影響深度可達(dá)4.5～5.5m。 強(qiáng)夯時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）強(qiáng)夯時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按施工規(guī)范要求的夯擊參數(shù)施工。為確保安全，最后二擊的夯沉量應(yīng)為≤3㎝；

（2）兩遍夯擊的間隙時(shí)間應(yīng)控制在3 ～7d 為宜；

（3）最后一遍夯擊前，土層表面鋪設(shè)一層厚約5㎝～10㎝粗骨料（卵石或碎石），夯實(shí)后可提高地基剛度。

3 換土壓實(shí)法與強(qiáng)夯法比較

這兩種方法由于工藝過程不同， 傳給地基土的能量也有較大差異，加固后的地基土在物理力學(xué)指標(biāo)上肯定也有一定差異，尤其在加固的影響深度、消除濕陷性以及工期等方面都有較大差異。

3.1 強(qiáng)夯法傳給地基土較大的振動(dòng)波，加固影響深度大，能部分或全部消除地基土濕陷性； 換土壓實(shí)法施工時(shí)給地基土的沖擊荷載較小，基本上相當(dāng)于靜載壓力， 只能改變換填土部分的某些物理力學(xué)指標(biāo)（如密實(shí)度），影響深度只限于換土層，且無法消除未換部分的濕陷性，其下臥層仍具有原土的特性。因此，換土壓實(shí)法只能用于小型的、次要的工程中，而強(qiáng)夯法則可用于較大工程的地基處理。

3.2 強(qiáng)夯法可消除或減輕其影響范圍內(nèi)地基土的液化度， 以利于建筑物抗震；而換土壓實(shí)法則無法改變換土部分以下的土層的液化度。

3.3 強(qiáng)夯法由于地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值提高較多，且影響深度大，因此，建筑物基礎(chǔ)用料遠(yuǎn)比換土壓實(shí)法少得多。此外，在正常條件下，強(qiáng)夯法施工工期可以比換土壓實(shí)法少約1/3～1/4。

經(jīng)過對(duì)濕陷性地基特性的分析和處理方法及其效果的對(duì)比，本商住樓工程的地基土采用強(qiáng)夯法進(jìn)行處理。在施工單位進(jìn)行強(qiáng)夯法處理時(shí)，工程地勘設(shè)計(jì)人員也全程參與，處理效果完全符合設(shè)計(jì)要求。該工程建成投入使用至今，從未發(fā)生過任何異常情況，受到建設(shè)單位、質(zhì)監(jiān)單位、監(jiān)理單位的一致好評(píng)。