濕陷性黃土地基處理方法及在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用研究

朱志偉

（山西省朔州市恒基建筑設(shè)計(jì)有限公司 036000）

引言

在項(xiàng)目施工實(shí)踐當(dāng)中，要想使得濕陷性黃土地基處理方法能夠切實(shí)的奏效，其前提是需要弄明白發(fā)生黃土濕陷這一現(xiàn)象背后的原因。發(fā)生濕陷性黃土之后，土粒之間會(huì)發(fā)生膠結(jié)，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致土壤顆粒之間發(fā)生相互移動(dòng)的能力被阻礙，進(jìn)一步也會(huì)使得土壤結(jié)構(gòu)在覆土自重壓力的作用之下發(fā)生進(jìn)一步的塌陷，最終導(dǎo)致土壤顆粒之間多孔性以及大孔結(jié)構(gòu)等遭到破壞。既往相關(guān)研究表明，砂粒以及粗粉粒在黃土結(jié)構(gòu)之中扮演著骨架的作用，由于在濕陷性黃土中砂粒含量很少，而且大部分砂粒不能直接接觸，能直接接觸的大多為粗粉粒[1]。通常，細(xì)粉粒結(jié)構(gòu)都會(huì)附著在體積相對(duì)較大的顆粒之上，可膠體物質(zhì)共同作為土壤中大顆粒之間的填充性物質(zhì)，從而對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性起到促進(jìn)性作用。而當(dāng)黃土結(jié)構(gòu)遭受到水分浸濕之后，水分子就會(huì)導(dǎo)致土壤顆粒之間的膠體物質(zhì)的結(jié)構(gòu)遭到破壞，并最終溶解為鹽類物質(zhì)。與之對(duì)應(yīng)的，土壤大顆粒之間會(huì)形成一層水膜結(jié)構(gòu)，從而最終削弱黃土的抗剪強(qiáng)度，最終影響其機(jī)械強(qiáng)度。

1 處理范圍的確定

在黃土結(jié)構(gòu)遭受到一定的水分浸濕之后，在附加應(yīng)力以及自重應(yīng)力的共同作用之下，土壤結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)會(huì)遭受到較為嚴(yán)重的破壞，從而最終會(huì)使得土壤骨架受到影響，直至發(fā)生較大程度的濕陷[2]。從上可知，土壤結(jié)構(gòu)的多孔性以及打孔性最終導(dǎo)致了其整體結(jié)構(gòu)的破壞，而發(fā)生濕陷的最終影響因素為水的浸潤(rùn)及來(lái)自各方面的應(yīng)力作用。由土的飽和自重壓力所引起的自重濕陷與其濕陷性和黃土層厚度有關(guān)，其變形范圍往往包括全部自重濕陷性黃土的厚度。根據(jù)濕陷變形范圍，地基的處理厚度（從基礎(chǔ)地面算起）可分為兩種：①處理全部濕陷變形范圍，處理目的是消除建筑物地基的全部濕陷量；②處理部分變形范圍，其處理目的只是消除建筑物地基的部分濕陷量[3]。

1.1 處理寬度的確定

一般而言，對(duì)于地基寬度大小的處理可以從三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行考量，即防水要求、擴(kuò)散附加壓力以及控制側(cè)向變形。其中當(dāng)濕陷性黃土地基遭受到較大量的水分浸潤(rùn)的時(shí)候，其往往會(huì)發(fā)生較大程度的側(cè)向形變，與之相伴的其發(fā)生的豎向形變也會(huì)占據(jù)地基總塌陷量的70%左右。因此，在實(shí)際的施工過(guò)程中，為了在最大程度上規(guī)避這種由浸濕而發(fā)生的形變，應(yīng)該在確定處理寬度時(shí)將側(cè)向形變充分的考慮在內(nèi)（一般側(cè)向形變可以發(fā)生在距板之外的0.5～0.75倍）。

1.2 處理厚度的確定

（1）消除建筑物地基全部濕陷量的處理厚度

一般情況下，在非自重濕陷性黃土的場(chǎng)地中，地基的濕陷量發(fā)生于壓縮層以內(nèi)。實(shí)驗(yàn)研究表明，對(duì)于厚度較大的自重濕陷性黃土地基，壓縮層以下的濕陷量常占地基總濕陷量的70%以上。因此，要消除地基的全部濕陷量，應(yīng)處理好基礎(chǔ)底面以下全部的濕陷性土層[4]。

（2）消除建筑物地基部分濕陷量的處理厚度

消除建筑物地基部分濕陷量的處理厚度應(yīng)根據(jù)建筑物類別、基礎(chǔ)形式、基底面積、基底壓力、場(chǎng)地濕陷類型、濕陷等級(jí)等綜合考慮決定的。在黃土區(qū)修建建筑物，應(yīng)首先考慮選用非濕陷性黃土地基，經(jīng)濟(jì)可靠，如確定基底位于濕陷性黃土上，則應(yīng)盡量利用非自重濕陷性黃土地基，因?yàn)檫@種地基的處理與自重濕陷性黃土地基相比要求較低。

2 濕陷性黃土地基的處理方法

2.1 擠密樁法

擠密樁法適用于處理地下水位以上且飽和度小于65%的濕陷性黃土，可處理的濕陷性黃土層厚度為5～15m，可以用于地基的局部處理，也可以用于整片處理。這種方法是指用沉管、沖擊、機(jī)械、人力或爆破成孔后，然后用填料填以最優(yōu)含水量的素土或灰土并分層夯實(shí)，形成土或灰土樁[5]。

土樁本身就是一種柔軟性的木樁，它不同于其他的鋼筋混凝土等等剛硬性的樁；其實(shí)在土樁本身就要承受著上部荷載，而且還需要在擠密后的樁間土也要承擔(dān)著非常大的荷載力。但是在實(shí)際的土樁和樁間的土一同組合稱為了復(fù)合性的地基，也就是所謂的土樁擠密地基。其實(shí)在土樁擠密地基中，它是與土墊層是一樣的，都是具有一定的清除地基濕陷性，并且需要降低一定的壓縮性和滲透性，還要有一定提高承載力的功能。所以，在對(duì)于整體或者是局部的處理上，需要按照不同的情況來(lái)決定的。要是需要進(jìn)行防滲透和隔絕水的時(shí)候，就需要進(jìn)行整體的處理方法，要是不需要防滲透和隔水的時(shí)候，就需要用局部的處理方法；在剩下的濕陷的量比較小的時(shí)候可以采用局部處理的方法，但是剩下的濕陷量比較大的時(shí)候，就需要采用整體的處理方法；在比較多或者比較高的居民樓的時(shí)候，需要采用整體的處理方法，但是只是單單的工業(yè)用房的時(shí)候，就可以采用局部處理方法或者就是整體性的淺入的處理方法。

2.2 墊層法

其實(shí)在濕陷性黃土地基處理中的墊層方法也就是所謂的開(kāi)挖置換的方法。其實(shí)這種方法也就是在地基的底部的濕陷性的黃土全部的挖出來(lái)或者是挖出來(lái)一部分，接下來(lái)就是用灰土進(jìn)行分層并且夯實(shí)基礎(chǔ)做成墊層，從而消除在地基中被挖出的濕陷性黃土，這樣可以減少地基的變形和滲透的能力，還能夠提高其承載的能力[6]。這個(gè)方法其實(shí)它是適合于在地下水以上的地基，其土層的厚底也就是在1～3m。但是在地基的處理上來(lái)看，其實(shí)可以將其分成兩個(gè)看法，分別是局部墊層和整片墊層。在僅僅需要消除地基以下1～3m的濕陷性的黃土的時(shí)候，采用局部或者是整體墊層的方法處理就可以的；但是當(dāng)要求提高其承載的能力和穩(wěn)定性的時(shí)候，就需要采用，局部或者是整體的灰土墊層的處理方法。在一般的情況下，墊層的分層厚底大約在200～300mm之間。但是需要保證質(zhì)量，需要控制機(jī)械的碾壓的速度。

3 擠密樁法在工程中的應(yīng)用研究

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）場(chǎng)地和機(jī)械的準(zhǔn)備

在施工的場(chǎng)地上要對(duì)其地貌、地質(zhì)、土壤等進(jìn)行檢測(cè)，從而確定好機(jī)械和材料的進(jìn)入時(shí)間。還需要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行一定的布置，安排機(jī)械和材料的擺放，對(duì)施工的場(chǎng)地進(jìn)行清除和修建施工的通道。施工的機(jī)械其實(shí)包括了成空設(shè)備、夯實(shí)設(shè)備、攪拌設(shè)備等等跟據(jù)施工的需要進(jìn)行調(diào)配，并且根據(jù)當(dāng)時(shí)的成孔的需要調(diào)配不同的型號(hào)，從而達(dá)到施工的要求。

（2）平整場(chǎng)地與成空試驗(yàn)

對(duì)于原來(lái)的施工地點(diǎn)進(jìn)行清障，并且需要進(jìn)行整平輕壓，達(dá)到施工的最高要求，需要先測(cè)出樁的位置，再用石灰進(jìn)行定點(diǎn)固定。并且還需要根據(jù)成孔的質(zhì)量從而確當(dāng)?shù)厥┕さ囊?，從而?shí)施最佳的施工方案。

3.2 施工工藝流程

在運(yùn)用灰土擠密樁的時(shí)候需要按照一定的工藝流程的，要根據(jù)施工的方案進(jìn)行測(cè)量打孔，在使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定位，并且對(duì)成空進(jìn)行檢驗(yàn)，需要夯實(shí)孔底和用灰土進(jìn)行填入夯實(shí)，并對(duì)其夯實(shí)的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，然后進(jìn)行鋪整，并做好后期的養(yǎng)護(hù)作用，要是出現(xiàn)一定的質(zhì)量缺陷，需要及時(shí)解決，避免其出現(xiàn)安全問(wèn)題。

3.3 成空擠密

在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，假如本項(xiàng)目運(yùn)用沖擊法成孔。沖擊法也就是要用機(jī)械的作用把樁孔進(jìn)行擠密，使得樁間土加密。其實(shí)成孔的順序就是間隔施作，就比如進(jìn)行奇數(shù)孔的施工方法，在進(jìn)行偶數(shù)孔的施工方法。在施工中需要先進(jìn)行鉆機(jī)的定位，能夠很好的確保機(jī)重的錘軸線和樁孔能夠完全重合，再就是運(yùn)用設(shè)備撞擊成孔，然后將灰土填入孔內(nèi)進(jìn)行夯實(shí)，為了提高質(zhì)量需要進(jìn)行以下操作：①加強(qiáng)鋼絲的的強(qiáng)度，防止其磨損導(dǎo)致掉落。②安裝導(dǎo)向器，確定成孔的位置準(zhǔn)確。③需要確定好沖擊錘能夠完全與樁孔軸線重合。

3.4 樁孔填夯

在進(jìn)行樁孔的夯實(shí)的工作中需要進(jìn)行一次次的試夯的，能夠確定每次的夯填填料的數(shù)量、和夯實(shí)的次數(shù)等等指標(biāo)是完美的，在施工的過(guò)程中還需要注意以下：①需要定位好夯實(shí)機(jī)的位置，能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行夯實(shí)。②要事前對(duì)樁孔進(jìn)行清理，避免其內(nèi)有積水或者雜質(zhì)。③每次的填夯，需要根據(jù)數(shù)量和速度進(jìn)行不同的調(diào)整。④每一次的夯實(shí)工作都需要進(jìn)行記錄。

4 質(zhì)量檢測(cè)

（1）質(zhì)量控制要點(diǎn)

每次在施工的時(shí)候要充分的進(jìn)行成樁和夯填的試驗(yàn)，進(jìn)行一次的檢測(cè)，確保其參數(shù)的合理性。并且需要嚴(yán)格控制好材料的質(zhì)量，灰土的材質(zhì)需要合理，從而確定好土層中的含水量的要求合理性。

（2）檢測(cè)方法

對(duì)于成樁的樁身的密度和強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)樁深可以采用終孔見(jiàn)檢查的方法檢查樁的直徑和樁的位置檢測(cè)；垂直的度可以采用借助垂線的方法進(jìn)行檢測(cè)。

5 結(jié)論

我們國(guó)家在不斷的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)和文化程度都在不斷的提升，就綜上所述，在濕陷性黃土地基的處理方法在發(fā)生著不斷的變化，現(xiàn)代科技的機(jī)械在不斷的運(yùn)用在其中，但是在我們國(guó)家的灰土擠密墊層方法，已經(jīng)有了幾千年的歷史了，其施工簡(jiǎn)單造價(jià)低所以在不斷的實(shí)用。

灰土擠密墊層的方法可以很好的支承于可靠持力層上，消除了地基的濕陷性，保證其安全性，在國(guó)家的發(fā)展上，安全是放在第一位，但在安全的前提下需要不斷的積累施工的經(jīng)驗(yàn)，按照施工的規(guī)范性來(lái)操作，取得最好的效果。