淺談濕陷性黃土的危害及處置

■邵思德

（青海第三路橋建設(shè)有限公司青海西寧810008）

淺談濕陷性黃土的危害及處置

■邵思德

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濕陷性黃土是一種特殊性質(zhì)的土，其土質(zhì)較均勻、結(jié)構(gòu)疏松、孔隙發(fā)育。在未受水浸濕時(shí)，一般強(qiáng)度較高，壓縮性較小。當(dāng)在一定壓力下受水浸濕，土結(jié)構(gòu)會迅速破壞，產(chǎn)生較大附加下沉，強(qiáng)度迅速降低。

特性 危害 處理方法

1 濕陷性黃土的特性

1.1 結(jié)構(gòu)性

濕陷性黃土是一種結(jié)構(gòu)性土。黃土在天然狀態(tài)下,由于膠結(jié)物的凝聚和結(jié)晶作用被牢固的粘結(jié)著,使其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度在未被破壞軟化時(shí),常表現(xiàn)出壓縮性低、強(qiáng)度高等特性,但當(dāng)黃土受水浸濕結(jié)構(gòu)性一旦遭受破壞時(shí),其結(jié)構(gòu)迅速破壞,其力學(xué)性質(zhì)將呈現(xiàn)出屈服、軟化、濕陷等特性,所以,黃土的結(jié)構(gòu)性是黃土工程性質(zhì)最基本的本質(zhì)。

1.2 欠壓實(shí)性

濕陷性黃土常有肉眼可見的大孔,因而也稱為大孔土,濕陷性黃土的孔隙比接近1.0或大于1.0,大多數(shù)在1.0～1.1之間,含水量少、孔隙比大、欠壓密狀態(tài)是黃土產(chǎn)生濕陷性的充分條件。

1.3 濕陷性

在土的自重壓力作用下受水浸濕而發(fā)生濕陷的,稱為自重濕陷性黃土。濕陷性黃土的結(jié)構(gòu)性在力和水的作用下,將遭受破壞使其強(qiáng)度喪失,而其欠壓密性、高孔隙度則為浸水時(shí)產(chǎn)生附加下沉提供了必要的體積變化條件,沒有結(jié)構(gòu)性和欠壓密性,就不可能有黃土的濕陷性。

2 濕陷濕陷性黃土有哪些危害

2.1 勾縫脫落

砂漿勾縫在雨水表面徑流作用下,砂漿被沖刷散失,水泥混凝土預(yù)制塊或片 (塊)石砌縫外露,使坡面降雨集中沖刷,加劇沖蝕作用,形成坡面溝蝕,使砌縫內(nèi)路基填土隨水流失或雨水滲入路基本體,降低路基強(qiáng)度,嚴(yán)重的甚至形成路基陷穴,使砌體脫空。

2.2 裂縫

因砌體背側(cè)填料滑動引起膨脹變形而產(chǎn)生。擋土墻裂縫根據(jù)嚴(yán)重程度有兩種:貫通裂縫和未貫通裂縫。當(dāng)發(fā)生了貫通裂縫,則墻體可能發(fā)生斷裂,很可能已失去支擋作用,危害程度較大應(yīng)及時(shí)加以處理。

2.3 墻背填土沉陷變形及黃土陷穴

當(dāng)墻體泄水孔暢通時(shí),黃土顆粒將隨下滲水流移動,被水流帶走,逐漸形成黃土陷穴,使背側(cè)脫空,導(dǎo)致構(gòu)造物失穩(wěn);當(dāng)泄水孔被堵塞后,背側(cè)將積水,填土含水量增大,強(qiáng)度大大減弱,發(fā)生沉陷變形,嚴(yán)重地則會導(dǎo)致上側(cè)土體發(fā)生溜坍、滑坡,危及行車安全。

2.4 泄水孔堵塞

在漿砌護(hù)坡和擋土墻中設(shè)置合理的泄水孔,有利于排除背側(cè)填土積水,降低孔隙水壓力,維持其穩(wěn)定性。但由于施工質(zhì)量問題,如反濾層設(shè)置不合理、泄水孔結(jié)構(gòu)施工不符合設(shè)計(jì)要求等,在使用過程中,隨水流作用,泄水孔的排水通道被細(xì)顆粒材料堵塞,形成背側(cè)填土積水,含水量增大,易導(dǎo)致凍脹、濕陷、滑塌等嚴(yán)重病害產(chǎn)生。

2.5 基礎(chǔ)沖刷淘空

黃土地區(qū)暴雨集中,雨水沖刷嚴(yán)重,在沿河、沖溝地段的防護(hù)支擋工程,常因雨水急速局部沖刷基礎(chǔ),使底部材料被形成的渦流沖蝕、卷起帶走,隨著沖刷深度和范圍的增大,導(dǎo)致基礎(chǔ)脫空,如不及時(shí)處理,則會進(jìn)一步導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)破壞,會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

3 濕陷性黃土的處理

濕陷性黃土地區(qū)地基處理，盡管在地基處理技術(shù)的應(yīng)用上同其他地區(qū)相比在施工工藝等方面差別不大，但其加固機(jī)理及方法又進(jìn)一步體現(xiàn)了濕陷性黃土的地區(qū)特征，往往在提高承載力的同時(shí)，對黃土的濕陷性進(jìn)行消除。

3.1 重錘表面夯實(shí)及強(qiáng)夯

重錘表面夯實(shí)適用于處理飽和度不大于60%的濕陷性黃土地基。一般采用2.5-3.0t的重錘,落距4.0-4.5m,可以消除基底以下1.2-1.8m黃土層濕陷性。在夯實(shí)層的范圍內(nèi)，土的物理、力學(xué)性質(zhì)獲得顯著改善，平均干重度明顯增大，壓縮性降低，濕陷性消除，透水性減弱，承載力提高。非自重濕陷性黃土地基，其濕陷起始壓力較大，當(dāng)用重錘處理部分濕陷性黃土層后，可減少甚至消除黃土地基的濕陷變形。因此在非自重濕陷性黃土場地采用重錘夯實(shí)的優(yōu)越性較明顯。

3.2 土（灰土）墊層

在濕陷性黃土地基上設(shè)置土墊層。將處理范圍內(nèi)的濕陷黃土挖去，用素土（多用原開挖黃土）或灰土（灰土比一般為3：7或2：8）在最優(yōu)含水量狀態(tài)下分層回填（壓）實(shí)。采用土墊層或灰土墊層處理濕陷性黃土地基，可用于消除基礎(chǔ)底面1-3m土層的濕陷性，（目前也有6m以上換填，減少地基的壓縮性，提高地基的承載力，降低土的滲透性（或起隔水作用），往往以消除濕陷作為地基處理的目的。

3.3 灰土（土）擠密樁

灰土（土）擠密樁適用于加固地下水以上的濕陷性黃土地基，它是利用打入鋼套管，或振動沉管或爆擴(kuò)等方法，在土中成樁孔，然后在孔中分層填入素土（或灰土）并夯實(shí)而成。在成孔和夯實(shí)過程中，原處于樁孔部位的土全部擠入周圍土層中，使距樁周一定距離內(nèi)的天然土得到擠密，從而消除樁間土的濕陷性并提高承載力。

3.4 化學(xué)加固法

化學(xué)加固方法包括硅化加固法和堿液加固法，其加固機(jī)理如下：

硅化加固濕陷性黃土的物理化學(xué)過程，一方面基于濃度不大的、粘滯度很小的硅酸鈉溶液順利地滲入黃土的孔隙中，另一方面溶液與土的互相凝結(jié)，土起著凝結(jié)劑的作用。

堿液加固：其加固原則為；NaOH溶液注入黃土后，首先與土中可溶性和交換性堿土金屬陽離子發(fā)生置換反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)果使土顆粒表面生成堿土金屬氫氧化物，這種反應(yīng)是在溶液滲入土中瞬間完成的，土粒（鋁硅酸鹽）表面會逐漸發(fā)生膨脹和軟化，相鄰?fù)亮Ｔ谶@一過程中更緊密地相互接觸。依靠這些混合物的生成，使土粒相互牢固地膠結(jié)在一起，強(qiáng)度大大提高，并且有充分的水穩(wěn)性。

3.5 預(yù)浸水法

預(yù)浸水法是在修建建筑物前預(yù)先對濕陷性黃土場地大面積浸水，使土體在飽和自重壓力作用下，發(fā)生濕陷產(chǎn)生壓密，以消除全部黃土層的自重濕陷性和深部土層的外荷濕陷性。地基預(yù)浸水結(jié)束后，在基礎(chǔ)施工前應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充勘查工作，重新評定地基的濕陷性，并采用墊層法或強(qiáng)夯法等處理上部濕陷性土層。

4 結(jié)束語

濕陷性黃土浸水濕潤時(shí)因濕陷引起強(qiáng)度急劇下降，在一定壓力下出現(xiàn)地基沉降變形，這種特性注定了我們在處理過程中排水成了關(guān)鍵，所以我們在新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用上有了好的方向。

P931.6[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-486-1