濕陷性黃土地區(qū)巖土工程勘察和地基處理措施探討

李家定

摘要：近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，各行各業(yè)的發(fā)展步伐加快，因此項(xiàng)目的實(shí)際建設(shè)往往面臨著特殊的土壤條件，其中濕陷性黃土就是其中一種特殊的土壤。而且，我國(guó)濕陷性黃土分布廣泛，如果在工程建設(shè)中不及時(shí)處理，不僅會(huì)發(fā)生安全事故，還會(huì)發(fā)生財(cái)產(chǎn)損失。本文通過(guò)對(duì)各類崩解性黃土的分析，提出了濕陷性黃土區(qū)的巖土工程勘察方法，最后總結(jié)了濕陷性黃土區(qū)基礎(chǔ)治理的要點(diǎn)，以提供安全穩(wěn)定的保障。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土;巖土工程勘察;相關(guān)問(wèn)題

引言

一般來(lái)說(shuō)，我國(guó)的一些地區(qū)分布著許多特殊的土壤，而這些特殊的土壤結(jié)構(gòu)是由環(huán)境、地質(zhì)成因、氣候條件以及與一般土壤相比存在次要因素造成的。在性質(zhì)和組成結(jié)構(gòu)上有很大不同。土木工程在進(jìn)行地基處理時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到我國(guó)廣泛分布的濕陷性黃土等各類特殊土壤，危及安全。由于濕陷性黃土的坍塌變形可以解釋為影響地基可靠性和穩(wěn)定性的主要因素，因此應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行相應(yīng)的巖土工程勘察，并選擇相應(yīng)的措施對(duì)地基進(jìn)行處理。

一、 濕陷性黃土基本概況

黃土是一種特殊的土壤，由于大陸沉積物在半干旱和干燥條件下逐漸形成。黃土可分為原生黃土和次生黃土，前者是在風(fēng)的作用下逐漸形成的黃土，后者是經(jīng)過(guò)沖刷輸送和再充水的黃土。根據(jù)黃土的濕陷性質(zhì)，可分為非濕陷性黃土、自重濕陷性黃土、非自重濕陷性黃土三種。濕陷性黃土是指黃土在一定壓力下浸入水中后，黃土層的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，然后其結(jié)構(gòu)迅速破壞，發(fā)生顯著的附加下沉，發(fā)生水淹。自重濕陷性黃土形成具有額外沉降的濕陷性黃土，因?yàn)辄S土由于其上的自重壓力而被淹沒(méi)。非自重濕陷性黃土是其上方土壤的自重壓力，但黃土發(fā)生淹水但未形成明顯的附加沉降。

二、濕陷性黃土區(qū)巖土工程勘察特點(diǎn)

2.1 從判斷黃土層的產(chǎn)狀來(lái)看

我國(guó)黃土地區(qū)地層在早更新世堅(jiān)硬致密，晚更新世逐漸出現(xiàn)，使黃土整體相對(duì)疏松、可折疊。由于黃土形成的原因不同，與一般黃土區(qū)的土壤質(zhì)量相同，大致可分為原生黃土和次生黃土兩類。只有分析黃土地區(qū)土壤質(zhì)量的成因，才能避免安全隱患，為后續(xù)工程勘察設(shè)計(jì)提供可靠保障。

2.2 濕陷性黃土的取樣檢測(cè)

在濕陷區(qū)進(jìn)行黃土調(diào)查時(shí)，必須注意不要干擾土樣的采集，對(duì)此，必須應(yīng)嚴(yán)格要求勘察工作人員采用黃土薄壁取土器或在探井側(cè)壁刻取來(lái)進(jìn)行樣本的獲取。探井取樣不僅要注意防止對(duì)所取土樣的干擾，還要保證取樣的整體質(zhì)量有效性。只有對(duì)濕陷性黃土取樣采取有效的防護(hù)措施，才能結(jié)合濕陷性黃土的實(shí)際深度和土壤土質(zhì)條件，準(zhǔn)確、真實(shí)地確定黃土崩解系數(shù)，保證初始?jí)毫Φ目茖W(xué)準(zhǔn)確性。這些數(shù)據(jù)為黃土地區(qū)工程建設(shè)地基方案的選擇提供了合理依據(jù)，同時(shí)也為工程設(shè)計(jì)工作提供了具體依據(jù)。

2.3對(duì)濕陷性黃土地基厚度的正確處理

在濕陷性黃土地區(qū)檢查巖石和土壤時(shí)，必須準(zhǔn)確地處理黃土地基的厚度。關(guān)于濕陷性黃土地基的厚度處理大致可以分為兩個(gè)方面，首先要注意如何有效地去除厚度處理，避免建筑地基整體塌陷。地基本身的厚度多出現(xiàn)在受壓層中，根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)可以合理準(zhǔn)確地驗(yàn)證和解釋。對(duì)覆蓋地基底部的下伏土壤的飽和自重壓力大于或等于初始坍塌壓力的所有土層進(jìn)行處理。濕陷性黃土層本身的附加應(yīng)力，存在于零重力黃土區(qū)應(yīng)變范圍以下，相對(duì)較小，趨于接近于零，地基即使充分受水浸濕也不會(huì)產(chǎn)生濕陷變形。而對(duì)于自重濕陷性黃土而言，地基所存在的濕陷量不僅僅是發(fā)生在土質(zhì)的壓縮層之內(nèi)，還會(huì)出現(xiàn)在壓縮層以下。對(duì)于地基厚度較大的自重濕陷性黃土來(lái)說(shuō)，壓縮層面之下的濕陷程度會(huì)占據(jù)整體濕陷程度的1/2以上，若想有效消除建筑地基所存在的濕陷量，則需要正確處理基礎(chǔ)底面以下的全部濕陷性黃土層。由此能夠看出，在開(kāi)展對(duì)濕陷性黃土地區(qū)地基部分濕陷厚度處理工作時(shí)可以根據(jù)土木工程建筑的實(shí)際施工情況進(jìn)行綜合分析和考慮。有效保證工程建筑地基形狀、面積等濕陷性黃土地區(qū)地基厚度處理的整體質(zhì)量和效果。

三、黃土地基塌陷對(duì)工程建設(shè)的影響

（1） 對(duì)橋梁的影響。黃土場(chǎng)地橋梁的地基多為樁基，樁身周圍的黃土引起坍塌變形，當(dāng)荷載作用于樁頂時(shí)，坍塌變形加劇，當(dāng)樁身沉降量為低于此值，樁周土相對(duì)于樁側(cè)向下位移，土相對(duì)于樁向下產(chǎn)生負(fù)摩擦阻力。負(fù)摩阻方向與上層建筑樁基的支撐方向相反，不僅不能提供承載力，反而削弱了承載力。如果施加在橋梁上的荷載較大，樁基底部會(huì)發(fā)生相對(duì)滑移，造成失穩(wěn)，影響橋梁的安全性和實(shí)用性。 （2） 對(duì)房屋的影響。在房屋建造前，先得打好地基，在黃土場(chǎng)地中，地基即是黃土及可能夾雜的巖塊。在上部荷載和地表水、地下水的共同作用下，地基會(huì)產(chǎn)生濕陷變形，隨時(shí)間增長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)發(fā)生大面積不均勻沉降，使得柱、梁等承重結(jié)構(gòu)因受力不均勻而發(fā)生不同程度的變形破壞，最終導(dǎo)致房屋墻面開(kāi)裂、整體傾斜，甚至倒塌。 （3）對(duì)高鐵、地鐵建設(shè)項(xiàng)目的影響。對(duì)于高鐵而言，它的跨度長(zhǎng)，運(yùn)行速度高，如果軌下黃土基礎(chǔ)嚴(yán)重塌陷，軌道兩側(cè)高度不同，影響高鐵的正常運(yùn)輸，可能會(huì)造成安全事故。以地鐵為例，往往在地下一定深度施工，經(jīng)常穿過(guò)濕陷性黃土層，如果建設(shè)時(shí)，施工方?jīng)]能對(duì)濕陷性黃土做有效處理，可能會(huì)出現(xiàn)隧道塌方，地基也可能會(huì)因?yàn)辄S土的濕陷變形而形成形態(tài)、大小不一的凹陷，威脅著地鐵的正常運(yùn)行。

四、地基的處理方法

4.1墊層法

換填墊層法是將濕陷性土層挖除，回填平土或石灰土，逐層壓實(shí)，加固濕陷性黃土地基。這種方法適用于地下水位以上的地基處理。在加固地基之前，需要確定最佳石灰配比，考慮石灰土效應(yīng)的阻尼率，一般情況下，石灰配比可限制在6%左右，才能完成合理的石灰配比，石灰土置換完成后，濕陷性黃土的地基強(qiáng)度大大提高。這種加固方法開(kāi)挖量較大，施工周期長(zhǎng)，可能對(duì)環(huán)境造成一定影響。

4.2強(qiáng)夯法

這種方法適用于飽和度在60%以下的黃土地基，可以處理地基以下3-9m的濕陷性土層。主要是利用強(qiáng)夯機(jī)的重錘從高處自由下落產(chǎn)生的巨大重力勢(shì)能對(duì)黃土地基進(jìn)行動(dòng)力夯擊，使地基達(dá)到密實(shí)效果。該方法操作簡(jiǎn)單方便，經(jīng)濟(jì)成本低，對(duì)地基壓實(shí)效果明顯。

4.3預(yù)浸水法

預(yù)浸水法宜用于處理濕陷性黃土層厚度大于10m，自重濕陷量的計(jì)算值不小于500mm的場(chǎng)地。浸水前已通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試坑浸水試驗(yàn)確定浸水時(shí)間、耗水量和濕陷量。地基預(yù)浸水結(jié)束后，在基礎(chǔ)施工前應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充勘察工作，重新評(píng)定地基土的濕陷性，并應(yīng)采用墊層或其他方法處理上部濕陷性黃土層。

4.4 DDC擠密法

這種方法適用于壓實(shí)5-40m深的黃土地基，可以處理各種不健康的地基，是最近興起的一項(xiàng)新技術(shù)。首先用鉆頭鉆孔，注入填土材料，結(jié)合動(dòng)態(tài)夯實(shí)法壓實(shí)土層，將填土材料與周圍土層壓實(shí)，形成柱狀。從而提高基礎(chǔ)的承載力，消除基礎(chǔ)的濕陷性。這種方法非常經(jīng)濟(jì)，適用范圍廣，效果顯著。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，濕陷性黃土區(qū)具有土質(zhì)相對(duì)均勻、結(jié)構(gòu)松散的特點(diǎn)，淹沒(méi)后結(jié)構(gòu)迅速破壞，發(fā)生沉降。在濕陷性黃土區(qū)施工前，應(yīng)進(jìn)行勘察，分析土體的組成和結(jié)構(gòu)，以免施工時(shí)出現(xiàn)明顯的不均勻沉降。勘察人員應(yīng)熟悉濕陷性黃土區(qū)巖土工程勘察的要點(diǎn)，對(duì)樣土進(jìn)行準(zhǔn)確數(shù)據(jù)分析，提高巖土工程勘察質(zhì)量，為制定濕陷性黃土區(qū)治理措施奠定可靠依據(jù)。

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