淺談黃土的濕陷性及其地基處理問題

葉彪

摘?要： 隨著近些年來我國經濟建設的不斷發(fā)展，國家對于工程建設的質量也有了更高的要求。濕陷性黃土因其遇水下沉的特殊性，對建筑物的地基質量有很大的影響。為了保證整個工程的安全可靠，在進行濕陷性黃土地基處理時需要保證建筑物的安全以及建筑單位利益的最大化。本文簡要分析了黃土的濕陷性及其地基處理問題，希望對以后的工程建設有所幫助。

關鍵詞： 濕陷性;地基;黃土

【中圖分類號】TU475.3?【文獻標識碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.34.229

1?濕陷性黃土的濕陷機理分析

濕陷性黃土的物質組成以粒徑大于0.005mm的粉粒含量為主，起著骨架顆粒的作用，由于黃土是在干旱半干旱的氣候條件下堆積，骨架顆粒間的干摩擦力阻礙顆粒緊密排列，而造成大量的架空孔隙，這些物質主要為粘土礦物，陪伴氧化物及碳酸鈣，使顆粒間產生一定的連結強度，黃土具有一定的孔隙水，它們主要集聚在顆粒連結處呈現(xiàn)出不連續(xù)分布。這是濕陷性黃土的主要結構特征。黃土在外部荷載作用時，由于濕陷性黃土特殊的支架大孔結構，并且其顆粒成分非常的不均勻，即使在均勻的外力作用下土骨架中所受到的應力也是不均勻的，而是在土顆粒的膠結物上發(fā)生應力集中。在水的作用下骨架顆粒間的非抗水膠結物本身發(fā)生了軟化，連結強度減弱，在應力集中的情況下，就更容易發(fā)生破壞，當殘留的連結強度抵抗不了使顆粒移動的外力時，部分抗水膠結也被破壞，粒間接觸處發(fā)生斷裂，黃土的粒狀架空結構體系崩潰，導致了黃土的濕陷。這就是黃土在外部荷載作用下的變形過程。

2?濕陷性黃土的判定

2.1?黃土濕陷性判定

施工時首先應確定工程路段黃土層的地質年代、成因、厚度等地質特征，以及黃土的物理力學特性。然后，現(xiàn)場選取原狀土樣，采用濕陷系數(shù)δs來判定，δs可通過室內積水壓縮試驗測定。把保持其天然密度、濕度和結構的黃土土樣，逐步加壓，達到規(guī)定試驗壓力，土樣壓縮穩(wěn)定后，進行浸水，使含水量接近飽和，此時土樣迅速下沉，再次達到穩(wěn)定，得到浸水后的土樣高度。

2.2?黃土濕陷等級的判定

濕陷性黃土地基的濕陷等級是地基土受水浸泡發(fā)生的濕陷的程度，一般用地基內各土層濕陷下沉穩(wěn)定后所發(fā)生濕陷量的綜合來衡量，總濕陷量越大，對橋涵等結構物的危害就越大，對設計、施工和處理措施的要求也就越高。

3?建筑濕陷性黃土常見的處理方法

3.1?換土墊層法

換土墊層法一般適用于處理深度大于3.0m深層地基。當建筑物基礎下的持力層比較弱，不能滿足上部荷載對地基的要求的時候，常采用換土回填法來處理。施工時先將基礎以下一定深度、寬度范圍內的軟土層挖出來，然后回填強度較大的砂、碎石、灰土、素土、粉煤灰、石灰粉煤灰、干渣等，并夯至密實。換土回填按其材料分為砂地基、砂石地基、灰土地基等。

3.2?復合地基

復合地基主要指的是多種深層加固方法，通過樁和被擠密的樁間土構成的地基。和天然地基處理不同，也不屬于一般的樁基，而是屬于一種特殊的復合地基。一般主要可以分為幾下幾種類型：根據(jù)樁所用材料不同主要可以分為碎石樁和石灰樁等;按樁強度主要可以分為有柔性樁、半剛性半柔性樁和剛性樁。在工程中應充分利用復合地基的效應，具體包括排水效應、樁體效應、墊層效應、擠密效應，同時應該避免各種不同形式破壞的發(fā)生。

3.3?擠密樁

擠密樁是一種人工復合地基，其本身屬于一種深層地基加固方法。擠密樁是把帶有管塞、活門或錐頭的鋼管壓入或打入地下擠密土層形成孔，再往孔內投放灰土、砂石等填料成的樁。這種樁對于濕陷性黃土也有較好的處理效果，并且通過以土治土、就地取材可以有效縮短工期，整個施工的費用也較低，可以消除濕陷性黃土淺層以及深層部分或全部濕陷性。其中灰土樁和石灰粉煤灰樁可以運用在地下水位以上，處理深度大約為5—15m，含水量介于14%—23%的濕陷性黃土地基。

4?濕陷性黃土地基處理措施

4.1?處理前的準備工作

在進行濕陷性黃土地基處理之前，由于地基處理的意義比較重大，而且可供選擇的方法有很多，處理之前一定要對整個工程現(xiàn)狀進行充分了解，做好處理之前的準備工作，具體有以下內容：首先需要搜集較為詳細的勘察資料以及地基基礎設計資料;還需要對地基處理的必要性和可行性進行論證，充分了解當前地基存在的主要問題，評估時候可以通過修改上部建筑物的結構、控制建筑物位移等方式來解決濕陷性黃土地基的問題。

4.2?處理方法的確定

初步去選擇幾種可行的地基處理方案。對整個建構筑物的類型、荷載以及功能進行詳細分析和總結，同時結合現(xiàn)有的地形地貌特征，地質條件狀況以及地下水環(huán)境等情況對方案進行初步的選擇;其次就是需要選擇最優(yōu)的方案。經過初步選擇的方案需要從地基處理加固的原理、適用的范圍、材料的消耗、機械工具的要求、施工技術的要求、處理的進度、地基處理的效果以及對環(huán)境的影響等幾個方面，進行全面的評價和對比，可以從中選擇一個最佳的處理方案，也可以結合各個方案的優(yōu)點，選擇一個綜合性的處理方案。

4.3?處理施工的要點

（1）技術交底和質量監(jiān)理。在地基處理開始前，應對施工人員進行技術交底，講明地基處理方法的原理、技術標準和質量要求。施工處理要有人跟班，負責質量監(jiān)理。

（2）作好現(xiàn)場監(jiān)測工作。在地基處理施工過程中，應有計劃地進行監(jiān)測工作，根據(jù)測試數(shù)據(jù)來指導下一個階段地基處理工作，提高技術水平。

5?結束語

綜上所述，為了保證整個建筑的安全可靠，在進行濕陷性黃土地基處理時需要保證建筑物的安全以及建筑單位利益的最大化。通過本文的研究表明，在進行處理方法選擇的時候需要根據(jù)建筑的巖土工程地質狀況以及建筑物上部荷載的具體大小，在技術可靠、經濟合理以及施工便利的要求下，選擇一種或者多種復合的地基處理方式。

參考文獻

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