濕陷性黃土地區(qū)巖土工程勘察和地基處理要點(diǎn)

王 靖

(山西省地勘局二一四地質(zhì)隊(duì)，山西 運(yùn)城 044000)

濕陷性黃土地區(qū)巖土工程勘察和地基處理要點(diǎn)

王 靖

(山西省地勘局二一四地質(zhì)隊(duì)，山西 運(yùn)城 044000)

簡(jiǎn)述了黃土的三種主要類(lèi)型，對(duì)濕陷性黃土地區(qū)巖土工程勘察的要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析，并介紹了針對(duì)濕陷性黃土地基實(shí)施處理的強(qiáng)夯法、重錘夯實(shí)法、換填墊層法等常用方法，以確保建筑物的安全穩(wěn)定。

黃土，巖土工程，地基處理，勘察

0 引言

縱觀而言，在我國(guó)部分地區(qū)分布有許多特殊土質(zhì)，相較于一般土質(zhì)而言，因?yàn)槠湫纬蓵r(shí)所處環(huán)境以及地質(zhì)成因、氣候條件、次生變化等因素的存在，造成這些特殊圖紙結(jié)構(gòu)性質(zhì)、成分構(gòu)造大不相同。在工程建設(shè)進(jìn)程當(dāng)中，處理地基的時(shí)候經(jīng)常會(huì)遇到各類(lèi)型特殊土質(zhì)，譬如說(shuō)濕陷性黃土土質(zhì)，其在我國(guó)有著廣泛分布，如果未能正確進(jìn)行處理，則會(huì)形成嚴(yán)重工程施工事故，造成巨大財(cái)產(chǎn)損失，威脅人員安全。濕陷性黃土發(fā)生濕陷變形可謂為影響地基可靠穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，因此，必須認(rèn)真做好相應(yīng)的巖土工程勘查工作，選擇針對(duì)措施進(jìn)行濕陷性黃土地區(qū)地基處理。

1 黃土和濕陷性黃土

一般來(lái)說(shuō)，黃土主要指的是基于干旱及半干旱條件，由于陸相沉積而形成的特殊土質(zhì)，在風(fēng)力搬運(yùn)不斷作用之下所形成的土質(zhì)稱(chēng)作是原生黃土，經(jīng)過(guò)一系列水流的沖刷、搬運(yùn)并重新沖積之后形成次生黃土。

結(jié)合濕陷性特征能夠把黃土大致劃分為三種主要類(lèi)型，第一，濕陷性黃土，其主要指的是，基于一定的壓力，黃土被水分浸濕，導(dǎo)致土層結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，形成顯著附加沉降的黃土；第二，非自重濕陷性黃土，其是指基于覆土自重壓力，黃土被水分浸濕，卻未形成顯著附加沉降的濕陷性黃土；第三，自重濕陷性黃土，指的是基于上層覆土的不斷壓力作用，黃土被水分浸濕，形成相對(duì)較為明顯的附加沉降的濕陷性黃土。

2 濕陷性黃土地區(qū)巖土工程勘察要點(diǎn)分析

1)針對(duì)黃土土層形成原因?qū)嵤┡卸?。根?jù)形成原因的不同能夠?qū)ⅫS土劃分為原生黃土和次生黃土兩種主要類(lèi)型，在常年的物質(zhì)沉積下，基于流水沖刷作用，會(huì)形成次生黃土。相較于原生黃土而言，次生黃土強(qiáng)度更低些。由于形成因素的差別，會(huì)導(dǎo)致黃土土層濕陷性受到直接影響，其濕陷性大小大不相同，進(jìn)而需認(rèn)真判斷所處地質(zhì)黃土成因，針對(duì)性選擇所需措施。

2)勘察取樣及試驗(yàn)。針對(duì)濕陷性地區(qū)實(shí)施勘探時(shí)，切忌對(duì)土樣進(jìn)行擾動(dòng)，因此勘察專(zhuān)員在黃土土質(zhì)區(qū)域內(nèi)使用薄壁取土器開(kāi)展取土工作的時(shí)候應(yīng)規(guī)避土樣擾動(dòng)情況的出現(xiàn)，同時(shí)確保探井?dāng)?shù)量充足，旨在確保取樣質(zhì)量得以?xún)?yōu)化保證。唯有測(cè)試未發(fā)生擾動(dòng)的土樣樣品，才能保證各項(xiàng)參數(shù)將實(shí)際的土質(zhì)情況正確反映出來(lái)，與此同時(shí)，需確保所選取的工程勘測(cè)點(diǎn)深度可滿(mǎn)足規(guī)范需求，進(jìn)而獲取正確的黃土濕陷性系數(shù)。參考濕陷性黃土相關(guān)的系數(shù)、所處深度、起始?jí)毫χ悼芍贫ㄟm合的地基處理方案，并為日后的工程設(shè)計(jì)工作提供可靠依據(jù)。

3)分析地基厚度處理工作。針對(duì)濕陷性黃土地區(qū)巖土實(shí)施地基處理的時(shí)候應(yīng)綜合考慮地基厚度處理工作，基于此可分為兩種情況，充分考慮將建筑地基所有濕陷量處理厚度進(jìn)行消除，就自重型濕陷性黃土而言，其地基濕陷對(duì)應(yīng)量通常形成于壓縮層內(nèi)及其以下位置，若其厚度較大，則在總濕陷量中，壓縮層以下的濕陷量會(huì)占到一半以上比例；非自重濕陷性黃土地區(qū)地基濕陷僅僅形成于壓縮層之內(nèi)，可進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。將黃土地區(qū)地基部分濕陷量處理厚度進(jìn)行消除，結(jié)合基礎(chǔ)形式以及建筑物類(lèi)別、基地面積等因素展開(kāi)綜合化考慮，認(rèn)真分析之后實(shí)施處理，確保濕陷性黃土地區(qū)地基處理工作開(kāi)展具備較強(qiáng)合理有效性。

4)特殊性要求。在巖土勘探進(jìn)程中通常會(huì)實(shí)施土工試驗(yàn)，試驗(yàn)成功度會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)參數(shù)正確合理性產(chǎn)生直接影響。因此需充分滿(mǎn)足該試驗(yàn)的特殊性要求，具體來(lái)說(shuō)，第一，定期檢查試驗(yàn)所需的各類(lèi)儀器設(shè)備，做好設(shè)備檢修工作，淘汰不合格產(chǎn)品，強(qiáng)化設(shè)備監(jiān)管工作，并實(shí)施正確計(jì)量校正；第二，定期開(kāi)展試驗(yàn)人員技能培訓(xùn)工作，技術(shù)負(fù)責(zé)人和土工試驗(yàn)操作者共同構(gòu)成實(shí)驗(yàn)室人員，試驗(yàn)的開(kāi)展要求配備專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的人員，因此要求其經(jīng)常學(xué)習(xí)，強(qiáng)化自身知識(shí)技能，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)存在問(wèn)題，具備較強(qiáng)的問(wèn)題分析解決能力；第三，關(guān)注試驗(yàn)場(chǎng)所環(huán)境，在試驗(yàn)的時(shí)候針對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，規(guī)避由于過(guò)大溫差造成的數(shù)據(jù)偏差情況出現(xiàn)，同時(shí)合理控制實(shí)驗(yàn)室濕度，確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)性，保證濕陷性黃土地區(qū)巖土勘探工作得以順利開(kāi)展。

3 針對(duì)濕陷性黃土地基實(shí)施處理的常用方法

地基的處理，需要考慮黃土濕陷等級(jí)、建筑等級(jí)和規(guī)模、施工設(shè)備、施工材料、預(yù)算限制。濕陷性黃土地基，主要防止地基周?chē)e水。需要在地基外一定寬度范圍內(nèi)，整平地表，防止積水。填平地表裂縫，對(duì)建筑周?chē)潘疁锨M(jìn)行防滲加固。在重要位置，需要在建筑周?chē)欢▽挾确秶鷥?nèi)換填灰土墊層、夯實(shí)、孔內(nèi)深層強(qiáng)夯。濕陷性黃土地基常見(jiàn)處理方法有：強(qiáng)夯法、重錘夯實(shí)法、換填灰土墊層法、沖擊碾壓法、灰土擠密樁法等。

1)強(qiáng)夯法。該方式是指使用起重設(shè)備吊起夯錘設(shè)備，將其置于一定高度，然后使其自由落下，通過(guò)對(duì)地基的不斷沖擊進(jìn)而實(shí)現(xiàn)地基的良好加固，正是因?yàn)榈鼗两Y(jié)構(gòu)中產(chǎn)生沖擊應(yīng)力導(dǎo)致黃土地層濕陷性得以消除，進(jìn)而地基強(qiáng)度可被大大提高。通過(guò)強(qiáng)夯法的合理運(yùn)用，土體結(jié)構(gòu)得以有效固結(jié)，其吸水性大大降低，濕陷性可獲得消除。就濕陷性黃土而言，可選用粗顆粒材料回填夯坑，譬如說(shuō)碎石以及塊石等，完成強(qiáng)夯置換工作。在此需要注意的是，開(kāi)始強(qiáng)夯作業(yè)之前必須在工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，旨在使得強(qiáng)夯法適用性得以確定?；谥劐N夯實(shí)原理，強(qiáng)夯法的應(yīng)用可使?jié)裣菪渣S土地基得以有效處理，該處理方法作業(yè)效率很高且施工便捷、所需工期較短，可實(shí)現(xiàn)明顯黃土濕陷性消除效果。此法缺陷是會(huì)產(chǎn)生較大噪聲，且振動(dòng)較強(qiáng)。

2)重錘夯實(shí)法。通過(guò)運(yùn)用起重機(jī)及重錘設(shè)備，使重錘能夠由高處位置自由落下，基于重物的不斷沖擊，進(jìn)而濕陷性黃土地基得以有效密實(shí)。開(kāi)始重錘夯實(shí)之前需針對(duì)地下水位實(shí)施合理勘察，并綜合考慮錘底面積以及錘重、夯擊高度以及次數(shù)、含水量、夯土種類(lèi)等因素。在此需要注意的是需針對(duì)土層含水量實(shí)施嚴(yán)格控制，旨在獲取良好的夯實(shí)效果。重錘夯實(shí)法在含水量過(guò)低或者是過(guò)高或者是地下水位距地表距離少于800 mm的情況下不適用。

3)換填墊層法。可在基底位置使用石灰土進(jìn)行換填針對(duì)濕陷性黃土起到良好的加固作用。開(kāi)始地基加固之前，需認(rèn)真開(kāi)展實(shí)驗(yàn)工作，將灰土效果衰減因素綜合考慮在內(nèi)，合理確定摻灰數(shù)量，通常將石灰比例確定為6%左右，完成穩(wěn)定土的有效配置。換填石灰土之后，可基于化學(xué)反應(yīng)促進(jìn)濕陷性黃土強(qiáng)度的顯著提高。該方式應(yīng)涉及的土方開(kāi)挖量相對(duì)較多，且作業(yè)時(shí)間很長(zhǎng)，產(chǎn)生的環(huán)境影響同樣較大。

4)沖擊碾壓。在濕陷性黃土地基位置上，使用沖擊壓路機(jī)設(shè)備針對(duì)其進(jìn)行沖擊碾壓，進(jìn)而獲得均勻度較高的加固層，實(shí)現(xiàn)地基強(qiáng)度的優(yōu)化提高，將表層位置黃土濕陷性積極消除?；跊_擊碾壓，黃土所受影響深度可達(dá)4 m，壓實(shí)有效深度為2 m左右。開(kāi)始施工作業(yè)之前需開(kāi)展試驗(yàn)活動(dòng)，旨在得到最佳施工參數(shù)。該方式機(jī)械效率高且作業(yè)速度較快，可完成連續(xù)性沖擊，土地結(jié)構(gòu)不易遭受破壞，所采用的施工工藝相對(duì)較為簡(jiǎn)單，作業(yè)成本較低，在大面積濕陷性黃土地基前層處理以及地基壓實(shí)補(bǔ)強(qiáng)中相對(duì)較為適用。

5)灰土擠密樁法。在黃土地基中可選用沖擊以及沉管等方式實(shí)施打孔，將灰土或者是素土填入至孔內(nèi)位置并夯實(shí)，形成樁，并獲取良好的加固效果。運(yùn)用該種方式的時(shí)候，可在成孔進(jìn)程中形成較強(qiáng)橫向擠壓力，擠壓密實(shí)黃土，分層填入準(zhǔn)備好的灰土或者是粘性素土，并夯實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。基于灰土擠密樁法可獲得土質(zhì)種類(lèi)較多的復(fù)合地基，使之可承受來(lái)自于建筑的荷載作用，在位于地下水位之上的濕陷性黃土結(jié)構(gòu)中此法較為適用。其優(yōu)勢(shì)在于可基于原位實(shí)施地基處理，可以實(shí)現(xiàn)就地取材，所產(chǎn)生的作業(yè)成本相對(duì)比較低。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)眾多地區(qū)存在濕陷性黃土地質(zhì)，基于此，必須認(rèn)真做好巖土工程勘察工作，結(jié)合實(shí)際土質(zhì)因地制宜地選用合適的地基處理方式，確保地基穩(wěn)固，規(guī)避建筑物沉降情況的出現(xiàn)，保證建筑物可靠、穩(wěn)定。

[1] 郭長(zhǎng)江，杜家均，張 卿.復(fù)雜地形地質(zhì)條件巖土工程勘察實(shí)踐分析[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2014(6)：19.

[2] 王富輝.淺談濕陷性黃土地區(qū)改擴(kuò)建工程巖土工程勘察及評(píng)價(jià)[J].建材與裝飾,2014(23)：15-17.

[3] 張權(quán)偉.濕陷性黃土地區(qū)巖土工程勘察[J].中外企業(yè)家,2014(11)：23-24.

[4] 王富輝.濕陷性黃土地基浸水型病害勘察及加固處理[J].西部探礦工程,2012(3)：118-119.

[5] 楊校輝，黃雪峰，朱彥鵬，等.大厚度自重濕陷性黃土地基處理深度和濕陷性評(píng)價(jià)試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2014(5)：69-71.

[6] 陳海軍.蘭州新區(qū)濕陷性黃土地基處理[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào),2014(2)：27-28.

On geotechnical engineering survey and foundation treatment points at collapsible loess areas

Wang Jing

(No.214GeologicalBrigade,ShanxiGeologicalandMineralBureau,Yuncheng044000,China)

The paper indicates the three types of loess, has the detailed analysis of geotechnical engineering survey at collapsible loess areas, and introduces the dynamic compaction method, heavy tamping method, and replacement cushion method in the treatment of collapsible loess foundation, so as to ensure the safety and stability of buildings.

loess, geotechnical project, foundation treatment, survey

1009-6825(2015)07-0078-02

2014-12-26

王 靖(1987- )，男，助理工程師

TU475.3

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