某地區(qū)黃土濕陷機(jī)理研究與處理

■田云軍

（新疆水利水電勘測設(shè)計研究院新疆烏魯木齊830091）

某地區(qū)黃土濕陷機(jī)理研究與處理

■田云軍

（新疆水利水電勘測設(shè)計研究院新疆烏魯木齊830091）

濕陷性黃土由于其獨特的性質(zhì)，往往給人類工程建設(shè)帶來很大的危害。為進(jìn)一步分析黃土濕陷的機(jī)理，本文從濕陷性黃土的特征分析出發(fā)，研究其滲透性特征、壓縮變形特征、濕陷性特征以及顆粒特征，并給出了幾種常用的黃土地基處理方法，著重介紹了擠密樁法的原理與施工工藝，結(jié)合工程實例表明，合理選擇濕陷黃土地基處理方法，有利于提高施工質(zhì)量與效率。

黃土濕陷性處理方法擠密樁法

0 前言

黃土是在沉積過程中由于沉積時間短，受到的地質(zhì)構(gòu)造力和二次作用力相對較少，內(nèi)結(jié)構(gòu)具有較大的孔隙，它是在第四系形成的一種特殊的沉積的疏松沉積物。黃土與其它巖土從定義上比較來看，它有一個獨特的性質(zhì)，即黃土濕陷性。濕陷性黃土具有非飽和不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此在外力作用下，遭受到水浸濕時，黃土內(nèi)部空洞結(jié)構(gòu)會遭到破壞，產(chǎn)生不連續(xù)的、突發(fā)的塑性變形。從濕陷性黃土的性質(zhì)來看，黃土濕陷性會給人類的工程建設(shè)帶來很大的危險。被水浸濕后，黃土地基會發(fā)生不均勻的地基變形，從而造成房屋、工程設(shè)施發(fā)生傾斜、開裂等。同時黃土遇水后還會發(fā)生不均勻沉降，引起地基大面積沉陷，從而造成嚴(yán)重的工程質(zhì)量問題。為解決以上問題，本文從黃土濕陷的機(jī)理分析著手，以分析其處理方法。

1 濕陷性黃土的基本特征及機(jī)理分析

1.1 濕陷性黃土基本特征

1.1.1 滲透性特征

黃土的滲透系數(shù)普遍比較大，同時不同土的滲透系數(shù)不同，粉質(zhì)類粘土的滲透系數(shù)一般小于粉土類黃土。

1.1.2 壓縮變形特征

按照《土工實驗方法標(biāo)準(zhǔn)》對黃土試樣進(jìn)行壓縮實驗可知，隨著施加壓力的不斷增大，土樣的孔隙比不斷減小，特別是含水量大的濕土的孔隙比變化最明顯，幅度最大。

1.1.3 濕陷性特征

采用單純法測定黃土的濕陷性，通過結(jié)果可知，在一定范圍內(nèi)，隨著壓力的增大，土樣的濕陷系數(shù)不斷增大，同時不同土樣隨著壓力增加，其濕陷系數(shù)的變化有一定的差異變化。

1.1.4 顆粒特征

土樣顆粒都為良好及以上，不同土樣的顆粒分布都具有統(tǒng)一的特征，但是不同地區(qū)的土樣不均勻系數(shù)差別較大，而同一地區(qū)土樣的不均勻系數(shù)差別較小。

1.2 濕陷性黃土機(jī)理分析

（1）影響黃土濕陷性的因素非常多，主要包括含水量、顆粒類型與含量、孔隙比、骨架結(jié)構(gòu)、易溶組分等。（2）黃土濕陷性的主控因素是碳酸鹽與碳酸氫鈣膠結(jié)，它們對黃土濕陷性影響非常大，其它黃土膠結(jié)物還包括粘土膠結(jié)、鈣質(zhì)膠結(jié)等。（3）濕陷性黃土的主要結(jié)構(gòu)是大孔隙骨架結(jié)構(gòu)，因此含水量與自重壓力、荷載壓力對黃土濕陷影響也非常大。（4）濕陷性黃土由于其抗剪強(qiáng)度低，易溶鹽溶解后，會發(fā)生不均勻沉降，土體會發(fā)生二次重構(gòu)，孔隙比會降低，塑性變?nèi)酰饾u不再具有濕陷性。

2 濕陷黃土的處理

2.1 濕陷性黃土常用處理方法

（1）墊層法首先挖除地基基礎(chǔ)以下的濕陷性黃土，然后填入灰土或素土并夯實，從而消除黃土濕陷的影響，提高地基的承載力。該方法工作量大，需要大量的灰土或素土。

（2）夯實法有兩種，一是重夯法，另一種是強(qiáng)夯法，一般強(qiáng)夯法的夯擊能力比重夯法大，夯實的厚度與下沉量也大得多，因此常用強(qiáng)夯法處理濕性黃土。夯實法一般適用于飽和度小于60%的濕陷性黃土。該方法施工噪音和振動大，易給周圍環(huán)境帶來較大的不利影響。

（3）擠密樁法是將一定的灰土或素土通過樁孔注入到最優(yōu)含水量下分層，并分層夯實，使樁孔間的土擠密，形成穩(wěn)定性強(qiáng)、抗剪強(qiáng)度高的復(fù)合地基。該方法一般適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土地基。

2.2 擠密樁法地基處理方法

2.2.1 確定孔心距

按照《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GBJ25-90）標(biāo)定，灰土擠密樁的孔心距計算公式如下：

式中：x為孔心距，d為擠密孔直徑。

擠密樁法布孔采用等邊三角形原則進(jìn)行布置，如圖1。

2.2.2 擠密樁法施工方法

（1）按照施工圖樣和設(shè)計要求在基礎(chǔ)平面布置樁孔，樁孔深度應(yīng)在最優(yōu)含水量下分層位置。

（2）通過沖擊或振動將樁管周圍的土擠密，然后將灰土或素土填入拔出樁管后的孔內(nèi)，并分層夯實。

（3）根據(jù)回填的材料不同，可以將擠密樁法分為土擠密樁法和灰土擠密樁法。

圖1 擠密樁法布孔方法

2.3 工程實例

2.3.1 工程概況

某廠區(qū)地基地層主要為第三系和第四系黃土，自重濕陷性黃土厚度大，地下水位埋深較大，地基濕陷等級為II~III級之間。根據(jù)規(guī)范要求，廠區(qū)不宜直接建在這一類濕陷性黃土這上，因此需要對濕陷性黃土進(jìn)行處理。根據(jù)廠區(qū)建設(shè)需求以及地基處理規(guī)范，宜采用灰土擠密樁法改善濕陷性黃土的特性，以滿足地基建設(shè)的需要。

2.3.2 擠密樁法施工

通過試樁，確定地基處理選擇2：8灰土擠密樁法，等邊三角形布樁的樁徑為400mm，樁長為10m，孔心距為1.1m。擠密樁法施工結(jié)束后，挖除上部松動層，然后再用灰土墊層處理。采用擠密樁法處理后的復(fù)合地基滿足的條件包括：承載力大于180KPa、最大干密度為1.60g/cm3、壓實系數(shù)大于0.95、擠密系數(shù)大于0.93。

3 結(jié)論

濕陷性黃土具有特殊的工程特性，往往給工程建設(shè)帶來較大的危害。本文從濕陷性黃土的基本特征入手，分析了常用的黃土地基處理方法的原理及適用性。結(jié)合工程實例，重點分析了擠密樁法的技術(shù)條件與施工方法。綜合以上分析，針對不同的濕陷性黃土應(yīng)選擇不同的施工方法，以提高地基處理的效果。

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P694[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-419-1