黃土地區(qū)巖土工程勘察問題的探討

張 焱

(山西省勘察設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

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黃土地區(qū)巖土工程勘察問題的探討

張 焱

(山西省勘察設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

結(jié)合濕陷性黃土的特點(diǎn)，分析了黃土的濕陷性對(duì)建筑工程的危害性，并闡述了黃土地區(qū)的勘察要點(diǎn)，從地基基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)、防水等方面，提出了濕陷性黃土地區(qū)的處理措施，旨在保證建筑物的安全性。

黃土，濕陷性，地基基礎(chǔ)，防水措施

1 黃土的概述

濕陷性是黃土最主要的工程性質(zhì)，當(dāng)黃土受到上覆土層的自重應(yīng)力的作用或自重應(yīng)力和附加應(yīng)力的共同作用，并且受水浸濕后，其原有的結(jié)構(gòu)形式就會(huì)破壞，從而出現(xiàn)強(qiáng)度降低、地基顯著下沉的現(xiàn)象，對(duì)建筑物的安全和穩(wěn)定造成了很大的影響。

1.1 濕陷性黃土的特點(diǎn)

濕陷性黃土在一定條件下具有保持土的原始單元結(jié)構(gòu)形式不被破壞的能力，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度未被破壞或軟化的壓力范圍內(nèi)，表現(xiàn)出強(qiáng)度高，壓縮性低等特性。但黃土一旦遇水，這種結(jié)構(gòu)性就會(huì)遭到破壞，其力學(xué)性質(zhì)將呈現(xiàn)屈服、軟化和濕陷等性狀。濕陷性黃土分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土。自重濕陷性是指黃土在其自重應(yīng)力作用下受到水浸濕后發(fā)生濕陷；非自重濕陷是指黃土在土的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力的雙重作用下受到水浸濕后發(fā)生濕陷。

1.2 黃土的濕陷性對(duì)建筑工程的危害

黃土濕陷造成建(構(gòu))筑物的破壞在工程中比比皆是。在房屋建筑工程中，黃土濕陷造成建筑物傾斜或墻體開裂，嚴(yán)重影響了建筑物的安全和使用；在公路和鐵路工程中，黃土濕陷造成路基下沉和路面開裂，嚴(yán)重影響鐵路和公路的安全運(yùn)營。在橋梁隧道工程中，黃土濕陷造成橋墩下沉和隧道坍塌，給人民的生命和財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失。巖土工程技術(shù)人員在濕陷性黃土地區(qū)進(jìn)行工程勘察時(shí)，一定要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和工程特征，對(duì)濕陷性黃土場地的各項(xiàng)參數(shù)具有明確的了解，并采取合理工程措施對(duì)濕陷性進(jìn)行處理，確保工程建設(shè)和使用的安全性。

2 黃土地區(qū)勘察要點(diǎn)

2.1 探井深度的確定

在黃土地區(qū)進(jìn)行工程地質(zhì)勘探，一般要保證探井的深度超過濕陷性土層的厚度。對(duì)于部分濕陷性黃土層較厚的地區(qū)，如果探井深度過深，必然會(huì)導(dǎo)致勘察過程中困難重重，同時(shí)也會(huì)存在很多安全隱患。部分專家認(rèn)為，當(dāng)濕陷性黃土層較厚，地基的濕陷等級(jí)超過一定限值后，可以通過物理學(xué)取樣來確定黃土層的下限深度，不僅降低了探井深度過深所帶來的勘察難度，而且提升了整體勘察質(zhì)量和效率。

2.2 測定黃土濕陷性的試驗(yàn)

測定黃土的濕陷性試驗(yàn)包括室內(nèi)壓縮試驗(yàn)、現(xiàn)場靜載荷試驗(yàn)和現(xiàn)場試坑浸水試驗(yàn)。通常我們是通過室內(nèi)壓縮試驗(yàn)來確定黃土的濕陷性，只有少數(shù)重點(diǎn)工程或需要為理論提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)才會(huì)采用靜載荷試驗(yàn)和現(xiàn)場試坑浸水試驗(yàn)。

通過室內(nèi)壓縮試驗(yàn)測定黃土的濕陷性時(shí)一定要注意試驗(yàn)壓力的取值。通常來講，測定自重濕陷系數(shù)采用的是上覆土的飽和自重壓力；測定濕陷系數(shù)的試驗(yàn)壓力，對(duì)于基底下10 m內(nèi)的土層取值為200 kPa，10 m以下取上覆土的飽和自重壓力，當(dāng)上覆土的飽和自重壓力超出300 kPa時(shí)，仍取300 kPa；對(duì)于擬建建筑物的基底壓力大于300 kPa的黃土場地，測定濕陷系數(shù)的試驗(yàn)壓力宜用實(shí)際壓力。

3 濕陷性黃土地區(qū)的處理措施

濕陷性黃土地區(qū)的處理措施分為地基基礎(chǔ)措施、結(jié)構(gòu)措施和防水措施，一般情況是三者結(jié)合同時(shí)使用，但會(huì)根據(jù)不同的濕陷等級(jí)和建筑類別采用不同等級(jí)的處理措施。

3.1 地基基礎(chǔ)措施

針對(duì)不同的土質(zhì)條件和建筑類別，濕陷性黃土場地處理濕陷性的地基基礎(chǔ)措施主要包括：換土墊層法、強(qiáng)夯或強(qiáng)夯置換法、擠密樁法、預(yù)浸水法和樁基礎(chǔ)。

換土墊層法一般適用于處理地下水位以上、需處理的濕陷性黃土深度較小的黃土場地。換土墊層包括素土墊層和灰土墊層，一般來講，僅是為了消除濕陷性，采用素土墊層；既要提高承載力又要處理消除濕陷性，采用灰土墊層。采用換土墊層法處理濕陷性時(shí)，一定要保證施工時(shí)墊層的最優(yōu)含水量和壓實(shí)系數(shù)，只有這樣才能保證墊層的施工質(zhì)量，達(dá)到處理濕陷性的目的。

強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法處理濕陷性黃土場地，有一個(gè)前提條件是場地周圍沒有建筑物或構(gòu)筑物，且需要通過試夯確定施工時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)。強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基，對(duì)土的含水量要求較高。當(dāng)含水量小于最優(yōu)含水量的5%以上時(shí)，需要采用增濕措施，對(duì)于含水量大于塑限含水量的3%以上的黃土不宜采用強(qiáng)夯法進(jìn)行處理。

擠密法一般指的是灰土樁和素土樁，素土樁主要是用于消除地基的濕陷性，灰土樁既可消除濕陷性又可提高承載力。擠密法施工時(shí)要注意施工順序，局部處理時(shí)強(qiáng)調(diào)由外向里，整片處理時(shí)強(qiáng)調(diào)“從邊緣開始，均勻分布、逐步加密、及時(shí)夯填”。

預(yù)浸水法在實(shí)際工程中一般采用較少，一方面是因?yàn)槠涫┕すば蜉^為復(fù)雜，其只可消除地面6 m以下的濕陷性，對(duì)于6 m以上的濕陷性還需采用其他方法進(jìn)行處理，另一方面是處理起來周期較長。但其可處理濕陷性黃土層的厚度較大(10 m以上)，自重濕陷量較大(大于500 mm)的黃土場地。因此，對(duì)于這類工程，預(yù)浸水法就展現(xiàn)出其處理濕陷性黃土地基的優(yōu)勢了。

樁基礎(chǔ)一般應(yīng)用于地基處理不能滿足設(shè)計(jì)要求的建筑，以及主要承受水平荷載和上拉荷載的建筑。在進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)時(shí)，一定不能忽略負(fù)摩阻對(duì)樁基承載力的影響，而黃土地區(qū)樁基負(fù)摩阻的取值與一般地區(qū)樁基負(fù)摩阻的取值又有所不同。在實(shí)際工程中也會(huì)采取一些減小樁側(cè)負(fù)摩阻的措施，以提高樁基的承載力。

3.2 結(jié)構(gòu)措施

結(jié)構(gòu)措施主要是包括以下幾個(gè)方面：選擇合適的結(jié)構(gòu)體系和基礎(chǔ)形式、建筑物的墻體選用輕型材料、加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性和空間剛度、預(yù)留適應(yīng)沉降的凈空等。

3.3 防水措施

防水措施包括排水溝、雨水明溝的設(shè)置及其與建筑物的防護(hù)距離；室外散水的寬度、坡度；屋面排水的設(shè)置；對(duì)基礎(chǔ)梁底預(yù)留的空隙，應(yīng)采取有效措施防止地面水滲入地基；室外和室內(nèi)管道的布置及其與建筑物的防護(hù)距離等。

4 結(jié)語

勘察和設(shè)計(jì)是建筑工程能夠順利進(jìn)行的基礎(chǔ)和前提，在實(shí)際工作中，首先我們要重視勘察的重要性，從勘察方案的制定、現(xiàn)場勘察的質(zhì)量控制、室內(nèi)試驗(yàn)的精心操作、勘察報(bào)告的認(rèn)真編寫，各個(gè)環(huán)節(jié)從嚴(yán)把控，從根本上保障濕陷性黃土地區(qū)建筑工程的勘察質(zhì)量，確保整個(gè)工程的安全性和合理性，保障人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

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Inquiry on geotechnical engineering survey matters in loose region

Zhang Yan

(ShanxiAcademyofSurvey&Design,Taiyuan030013,China)

Combining with collapsible loose features, the paper analyzes hazards of collapsibility upon building engineering, describes survey points in loose region, and puts forward collapsible loose processing measures from aspects of foundation base, structure and waterproofing, with a view to guarantee the building safety.

loose, collapsibility, foundation base, waterproofing measures

1009-6825(2017)11-0091-02

2017-02-08

張 焱(1988- )，男，助理工程師

P642

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