濕陷性黃土對(duì)地基的影響及處理措施探討

劉慧源

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山西總隊(duì)， 山西 太原 030031）

濕陷性黃土是一種特殊性質(zhì)的土，在未受水浸濕時(shí)，強(qiáng)度較高，壓縮性較小，一旦受水浸濕，結(jié)構(gòu)會(huì)迅速被破壞，土質(zhì)強(qiáng)度迅速降低。正因?yàn)闈裣菪渣S土這一特性，在這些地區(qū)進(jìn)行建設(shè)活動(dòng)，需要十分小心，建設(shè)時(shí)應(yīng)按規(guī)定采取以地基處理為主的綜合處理措施，防止地基濕陷影響建筑安全。

1 濕陷性黃土的判斷及分類

濕陷性黃土分類以地質(zhì)學(xué)上的濕陷系數(shù)符號(hào)（δs）作為劃分標(biāo)準(zhǔn)，它代表單位厚度土層浸水之后，在相應(yīng)壓力作用下而發(fā)生的濕陷數(shù)值，當(dāng)進(jìn)行黃土濕陷性檢測(cè)時(shí)，若δs 不小于0.015，該地區(qū)土質(zhì)就是濕陷性黃土。濕陷性黃土又分為自重性濕陷性黃土、非自重性濕陷性黃土兩大類，其中，自重性濕陷性黃土的自重濕陷量實(shí)測(cè)值要大于0.07m，而非自重濕陷性黃土的自重濕陷量實(shí)測(cè)值要不大于0.07m。如果建筑工程確實(shí)無(wú)法避免，需要修建在濕陷性黃土上，應(yīng)當(dāng)盡量選擇非自重濕陷性黃土位置修建地基，更有利于施工作業(yè)的開(kāi)展。另外，濕陷性黃土濕陷等級(jí)系數(shù)判斷需參照《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》(GB50025-2004)的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行：

失陷等級(jí) 失陷量范圍 Ⅰ級(jí) 0.05<Δz<0.15 Ⅱ級(jí) 0.15<Δz<0.35 Ⅲ級(jí) Δz>0.35

2 濕陷性黃土對(duì)建筑地基的影響

濕陷性黃土對(duì)建筑地基的影響主要來(lái)源于此類黃土的結(jié)構(gòu)特性以及膠結(jié)物質(zhì)的水理性，其結(jié)構(gòu)組成為粉粒為主，而粉粒表面被膠結(jié)物質(zhì)附著，共同構(gòu)成了濕陷性黃土的結(jié)構(gòu)骨架，由于重力原因、摩擦因素，較大的沙粒上浮，當(dāng)土質(zhì)收到水的侵蝕，可溶性物質(zhì)會(huì)軟化甚至溶解，就會(huì)打破原有的穩(wěn)固結(jié)構(gòu)，在自身重力以及外部壓力的作用下，最終造成濕陷性黃土結(jié)構(gòu)變形重組，外部表象就看到地面下沉，建筑地基下陷。

3 濕陷性黃土地區(qū)建筑地基的處理措施

在建筑的歷史長(zhǎng)河中，人們已經(jīng)有了一套應(yīng)對(duì)濕陷性黃土的處理措施，即便是在陜北、豫西等濕陷性黃土多的地區(qū)，也可以建設(shè)安全美觀的建筑，這就需要從勘察、設(shè)計(jì)階段開(kāi)始，重視建筑地基的穩(wěn)定性、安全性，施工的過(guò)程中也要根據(jù)實(shí)際情況和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)采取相應(yīng)的處理措施。

3.1 勘察階段

地質(zhì)勘察為擬建物基礎(chǔ)施工圖設(shè)計(jì)提供工程地質(zhì)依據(jù)，也是地基施工階段的前提，巖土勘察單位需要根據(jù)地基土的工程地質(zhì)條件、擬建筑物的工程特征等，對(duì)場(chǎng)地地基土的利用、整治、改造提出科學(xué)合理并且可實(shí)施的方案，并對(duì)方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的分析，為設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位提供指導(dǎo)依據(jù)。由于日常工作中許多基本理論都是建立在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)而來(lái)的，所以在開(kāi)展巖土勘察時(shí)需將理論經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，同時(shí)著重巖土勘察方案的經(jīng)濟(jì)性，在滿足相關(guān)規(guī)范及行業(yè)要求的前提下，通過(guò)研究、比較多種方案，得出最經(jīng)濟(jì)的勘察手段完成任務(wù)，達(dá)到巖土勘察目的。

3.2 設(shè)計(jì)階段

首先建筑物地基的設(shè)計(jì)必須建立在正確的地質(zhì)勘察報(bào)告的基礎(chǔ)上，根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告中的相關(guān)數(shù)據(jù)及結(jié)論，結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范及擬建筑物工程特征及要求，選定地基類型以及地基處理方式，明確基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)并繪制施工圖紙。設(shè)計(jì)過(guò)程中，有一些已運(yùn)用多次并實(shí)踐成功的經(jīng)驗(yàn)、細(xì)節(jié)處理方式可以借鑒運(yùn)用，比如，地下室底板采用抗水板而不按照筏板進(jìn)行設(shè)計(jì)的，底板厚度不能小于300mm，而配筋以及裂縫寬度因?yàn)榈叵滤×?、地基反力的作用，設(shè)計(jì)不應(yīng)大于0.2mm；樁基自身質(zhì)量、單個(gè)樁基承載力等檢測(cè)，應(yīng)該描述檢測(cè)數(shù)量、檢測(cè)方法等，不能簡(jiǎn)單的寫(xiě)一個(gè)“按照某某規(guī)范”的設(shè)計(jì)說(shuō)明而已。還有許多建設(shè)施工工作中總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中需要翻閱各種規(guī)范，更需要向有經(jīng)驗(yàn)的同事及領(lǐng)導(dǎo)多請(qǐng)教，用已有的成功案例指導(dǎo)當(dāng)前的設(shè)計(jì)。

3.3 施工階段

應(yīng)對(duì)濕陷性黃土的地基處理措施主要有墊層法、灰土樁擠密法、強(qiáng)夯法、化學(xué)法、預(yù)浸水法等等。一是墊層法，需要將基礎(chǔ)以下濕陷性黃土挖除一部分或視情況全部挖除，再用素土或者是灰土分層碾壓、分層夯實(shí)來(lái)代替原濕陷性黃土作為地基。這樣的方式可以減小或者消除原地基的失陷量，縮小地基的變形指數(shù)，提高地基的荷載力。在設(shè)計(jì)要求提高墊層土質(zhì)的水穩(wěn)定性時(shí)，最好是采用灰土進(jìn)行局部或整片土墊層處理。二是灰土樁擠密法，灰土樁擠密法更合適處理地下水位線以上含水量在14%到22%之間的濕陷性黃土的地基施工，樁深度可以達(dá)到5米到13 米。這種方法主要是運(yùn)用沖擊、沉管等方式在建筑基礎(chǔ)的底面形成排列有序的若干樁孔，再將樁孔填滿灰土，層層搗夯、壓實(shí)至基礎(chǔ)底面標(biāo)高，此時(shí)由于灰土的擠壓進(jìn)入，樁周?chē)镜臐裣菪渣S土結(jié)構(gòu)被擠壓發(fā)生改變，是的承載力增強(qiáng)，最后，還需要對(duì)灰土樁進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，以確?；彝翂簩?shí)度以及樁強(qiáng)度?；彝翗稊D密法尤其需要注意的是，如果灰土墊層質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)及工程質(zhì)量要求時(shí)，同樣會(huì)發(fā)生建筑地基失陷事故，事故甚至與原失陷性黃土同樣嚴(yán)重。三是強(qiáng)夯法，是通過(guò)重力錘自由下落時(shí)產(chǎn)生的沖擊力，對(duì)濕陷性黃土進(jìn)行夯實(shí)，壓縮其結(jié)構(gòu)，使得濕陷性黃土強(qiáng)度增加的一種方式，這是所有濕陷性黃土地基處理措施里面速度最快、投資最省、施工最為便捷的方式，所以應(yīng)用也最為廣泛。特別是非自重濕陷性黃土地基，用重錘擊打后，可以減少或是消除黃土本身的濕陷性，效果十分明顯。四是化學(xué)法，當(dāng)前我國(guó)具有濕陷性黃土的部分地區(qū)已獲得成功實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使用硅酸鈉、堿液等對(duì)黃土地基進(jìn)行加固，硅酸鈉溶液濃度低、粘稠度也低，可以順利滲入到濕陷性黃土的空隙中去，通過(guò)黃土粉粒與硅酸鈉溶液的凝結(jié)，提高黃土的承載力；堿液也就是氫氧化鈉溶液，滲入到濕陷性黃土后與土中可溶性的金屬陽(yáng)離子反映，生成新的物質(zhì)，提高黃土強(qiáng)度，氫氧化鈉溶液在20 世紀(jì)60 年代就開(kāi)始運(yùn)用于我國(guó)建筑施工中。五是預(yù)浸水法，這是最為簡(jiǎn)單直接的方法，在擬建物修建前現(xiàn)對(duì)失陷性黃土區(qū)域進(jìn)行大面積浸水，利用失陷性黃土特性，消除自重失陷性，使得黃土發(fā)生失陷而結(jié)構(gòu)變得密實(shí)，預(yù)浸水法適用于厚度大、失陷性強(qiáng)的自重失陷性黃土地區(qū)，擬建筑物周?chē)諘鐭o(wú)其他建構(gòu)筑物的情況。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，建筑物的需求量越來(lái)越大，建設(shè)施工作業(yè)越來(lái)越頻繁，不得不在部分地質(zhì)不良的土地上實(shí)施建設(shè)，地質(zhì)的不同所對(duì)應(yīng)的地基處理的方法也不同，本文介紹到的濕陷性黃土地基處理方式還不夠全面，需要進(jìn)一步在實(shí)踐中探索，只要我們?cè)诮ㄔ旆课萁ㄖr(shí)，重視地基的處理，確保建筑地下部分的穩(wěn)固，才能保障地上高樓的安全。