濕陷性黃土地施工下沉的治理措施評價

■寇丹暉

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)勘查院河南鄭州450001）

濕陷性黃土地施工下沉的治理措施評價

■寇丹暉

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)勘查院河南鄭州450001）

我國濕陷性黃土低濕度、高孔隙率，粗粉砂占主要成分，易于在受水的侵濕情況下，發(fā)生顯著下沉。為此本文對常見的濕陷性黃土進(jìn)行治理方法，如換土法、重錘強夯法、灰土樁擠密樁法、水泥土攪拌法等方法進(jìn)行分析評價。

濕陷性黃土 下沉 換土法 重錘強夯法

濕陷性黃土是一種主要分布于我國西部的黃土高原上第四紀(jì)的沉積物，它以粉土顆粒為主，富含碳酸鹽，具有大孔隙和垂直節(jié)理，以黃色為基本色調(diào)，具有濕陷性，在一定荷載作用下并且在受水浸濕的情況下，土壤結(jié)構(gòu)迅速破壞，并且失去承載力而發(fā)生顯著下沉。

1　濕陷性黃土特性

由于濕陷性黃土的性質(zhì)特殊，經(jīng)過下沉穩(wěn)定后，在受水浸濕的情況下土結(jié)構(gòu)迅速發(fā)生破壞并產(chǎn)生顯著的下沉現(xiàn)象。所以在濕陷性黃土場地上進(jìn)行建設(shè)施工時，應(yīng)采取以地基處理為主的綜合措施，防止地基濕陷對建筑物產(chǎn)生的次生危害。

濕陷性黃土之所以在一定壓力下受水時產(chǎn)生顯著附加下沉，除上述在遇水時顆粒接觸點處膠結(jié)物的軟化作用外，還在于土的欠壓密實狀態(tài)。在干旱氣候條件下，黃土層的蒸發(fā)量影響深度大于大氣降水的影響深度。在其形成過程中，土層的壓密欠佳。接近地表2-3m的土層，一般具有適宜壓密的濕度，使土層得不到充分地壓密，便形成了低濕度、高孔隙率的濕陷性黃土。

濕陷性黃土粗粉粒和砂粒在黃土結(jié)構(gòu)中起骨架作用，能直接接觸的大多為粗粉粒，細(xì)粉粒通常依附在較大顆粒表面。黏粒以及土體中所含的各種化學(xué)物質(zhì)多集聚在較大顆粒的接觸點，起膠結(jié)和半膠結(jié)作用。濕陷性黃土由于以粒和粗粉粒為骨架，在天然狀態(tài)下使具有較高的強度，當(dāng)遇水時導(dǎo)致土的強度突然下降便產(chǎn)生濕陷。

2　治理措施

濕陷性黃土地基處理的目的主要是通過消除、減弱黃土的濕陷性，提高地基的承載力和控制建筑物（構(gòu)筑物）的沉降量。近幾年來換土法、強夯法、灰土擠密樁法、水泥土攪拌樁法等，由于具有施工簡便、速度快和效果好、造價低等優(yōu)點，在全國濕陷性黃土地區(qū)得到廣泛應(yīng)用和推廣。

2.1換土法

適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理，應(yīng)根據(jù)建筑體型、結(jié)構(gòu)特點、荷載性質(zhì)、地質(zhì)巖土勘察報告等進(jìn)行綜合分析，進(jìn)行換土法設(shè)計和選擇施工方法。該法是將基礎(chǔ)底面以下一定深度范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，然后以質(zhì)地堅硬、強度較高、性能穩(wěn)定、具有抗侵蝕性的填料分層填充，并同時以人工或機(jī)械方法分層壓、夯、振動，使之達(dá)到要求的密實度，成為良好的人工地基。

2.2重錘強夯法

在西北、華北等地區(qū)，廣泛采用重錘表層夯實法處理濕陷性黃土地基，許多工程實例說明，經(jīng)重錘表層夯實處理的地基，沒有發(fā)生嚴(yán)重濕陷。工程實例：某地區(qū)住宅樓均采用重錘強夯法處理。重錘表層夯實是在基坑內(nèi)的基礎(chǔ)底面標(biāo)高以下待夯實的天然土層上進(jìn)行的。重錘表層夯實加固原理是將18-30KN的重錘提高到4-5m后自由落下，并如此重復(fù)夯打，使土的密度增大，土的物理力學(xué)性質(zhì)改善，以減少或消除地基的變形。濕陷性黃土地基采用強夯法有效加固深度為5-6m。強夯分2次完成：第一遍為點夯，夯點每點夯擊次數(shù)5-8擊；第二遍為滿夯，滿夯時采用排夯，以較低的夯擊能進(jìn)行夯擊，夯跡彼此重迭搭接20-30cm，每點搭接夯擊1-2擊。

在施工中，還要滿足下列條件：（1）對于點夯最后2擊的平均沉降量不大于5cm，滿夯最后2擊的平均沉降量不大于2cm；（2）夯坑周圍地面不發(fā)生較大的隆起，一般控制10cm以內(nèi)；（3）不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。兩遍夯擊間應(yīng)有一定的時間間隔（一般間隔1周），以利于土中超靜水壓力的消散。

2.3灰土樁擠密樁法

灰土樁擠密樁法是利用成孔時的側(cè)向擠壓作用，使樁間土得以擠密；隨后將樁孔用灰土分層夯填密實，稱為灰土樁擠密法。灰土樁擠密樁法屬于橫向加密土層。施工中當(dāng)套管打入地層時，管周地基土受到了較大的水平向擠密作用，使管周圍一定范圍內(nèi)的地基土的工程物理性質(zhì)得到改善，其密實度增加、壓縮性降低、濕陷性全部或部分消除?；彝翗稊D密地基屬于人工復(fù)合地基，其上部荷載由樁體和樁間擠密土共同承擔(dān)?；彝翗斗ň哂性惶幚怼⑸顚訑D密和以土治土的特點，用于處理厚度較大的濕陷性黃土或填土地基時，可獲得顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，在我國西北和華北地區(qū)已廣泛應(yīng)用。灰土樁擠密樁法處理地基時的面積，應(yīng)大于基礎(chǔ)或建筑物底層平面的面積，并應(yīng)符合下列規(guī)定。

（1）當(dāng)采用局部處理時，超出基礎(chǔ)底面的寬度：對非自重濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基，每邊不應(yīng)小于基地寬度的0.25倍，并不應(yīng)小于0.5m；對自重濕陷性黃土地基，每邊不應(yīng)小于基底寬度的0.75倍，并不應(yīng)小于1.00m。

（2）當(dāng)采用整片處理時，超出建筑物外墻基礎(chǔ)底面外緣的寬度，每邊不宜小于處理土層厚度的1/2，并不應(yīng)小于2m。

（3）樁孔直徑宜為300-450mm，并可根據(jù)所選用的成孔設(shè)備或成孔方法確定。樁孔宜按三角形布置，樁孔間的中心距離，可為樁孔直徑的2.0-2.5倍。

2.4水泥土攪拌法

水泥土攪拌法是利用水泥、水凝性材料等作為固化劑，用特制的攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土和固化劑強制攪拌，利用固化劑和土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、穩(wěn)定性和一定強度的水泥加固土，進(jìn)而提高地基土強度和增大變形模量。

3　綜合評價

對于濕陷性黃土地基處理在高度24m以下的建（構(gòu)）筑物采用換土法、擠密樁法、水泥土攪拌樁法、重錘強夯法處理地基，在經(jīng)濟(jì)與技術(shù)上是比較合理的；高度超過24m但是低于54m的建（構(gòu)）筑物采用碎石混凝土樁或碎石混凝土樁+500mm厚的砂石混料復(fù)合處理地基，在經(jīng)濟(jì)與技術(shù)上是比較合理的；高度超過54m但是低于100m的建（構(gòu)）筑物采用鋼筋混凝土灌注樁或者鋼管灌注混凝土樁，在經(jīng)濟(jì)與技術(shù)上是比較合理的。

[1]喬蘭，丁余慧，于德水.強夯法處理路基的加固效果 [J].北京科技大學(xué)學(xué)報，2005，（6）.

[2]王建東.重錘強夯法在濕陷性黃土路基地基處理工程中的應(yīng)用 [J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2005，（1）.

[3]朱沈陽，邢心魁，等.濕陷性土地區(qū)人工地基工程 [M].西安：西北大學(xué)出版社，2005.

[4]裴章勤，等.濕陷性黃土地基處理 [M].北京：中國鐵道出版社，1999.

[5]錢鴻縉，等.濕陷性黃土地基 [M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1987.

[6]龔曉南，等.地基處理手冊：第二版 [M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

P5[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-7-399-1