某渠道工程濕陷性黃土基礎(chǔ)處理技術(shù)分析

徐子堃

【摘要】新疆地區(qū)是一個(gè)濕陷性黃土分布非常廣泛的地區(qū)，該地區(qū)的濕陷性黃土主要是由顆粒構(gòu)成，屬于欠壓型密土，處于非飽和狀態(tài)，這種濕陷黃土最明顯的特征是孔隙較大，且呈垂直節(jié)理形分布，在濕度正常的情況下，強(qiáng)度高，壓縮性則相對(duì)低些，但如果遇到大量水份時(shí)，黃土強(qiáng)度則會(huì)快速下降，水量越大其強(qiáng)度下降速度就越快，會(huì)直接影響施工質(zhì)量，在實(shí)際施工中，需要先采取科學(xué)、正確的處理技術(shù)對(duì)濕陷性黃土基礎(chǔ)進(jìn)行處理。本文主要就新疆地區(qū)濕陷性黃土的成因與分布進(jìn)行分析，并對(duì)其基礎(chǔ)處理技術(shù)進(jìn)行具體的闡述。

【關(guān)鍵詞】濕陷性黃土；渠道工程；基礎(chǔ)處理技術(shù)

新疆地區(qū)的渠道工程中，大部分工程基礎(chǔ)中的黃土都擁有一定的濕陷性，中等濕陷性黃土最為常見(jiàn)，屬于自重濕陷性區(qū)域，濕陷的等級(jí)為I，濕陷性黃土空間分布的隨機(jī)性相對(duì)較大， 多數(shù)分布于地表10m深度的位置。因此，需要在實(shí)際的工程施工中，選擇正確、合理的基礎(chǔ)處理方式，以確保渠道工程施工的順利進(jìn)行。

1、新疆地區(qū)黃土的分布與形成原因

1.1 黃土分布情況

新疆地區(qū)黃土的分布情況，類似于EW走向?yàn)鯇O山北部坡坡腳區(qū)域，黃土區(qū)地勢(shì)呈明顯的南高北低形狀，自然坡度約為15°—30°，由于被SN向沖溝切割，因此，其沿著EW，構(gòu)建成了溝間地與溝谷地彼此相間的地貌景觀，而在這其中溝間地實(shí)際長(zhǎng)度能夠達(dá)到幾百米，寬度也可達(dá)到30—200m，橫斷面多呈現(xiàn)為穹形狀，溝谷地大部分以“U”形斷面分布，相互間存在高差在20—40m上下，當(dāng)中渠線19+300—20+000m和24+300—25+500m 的樁號(hào)，屬于發(fā)育比明顯的沖溝地，寬度大約是700m以上，1300m以下。

1.2 黃土的形成原因

在新疆其黃土形成的原因主要有兩種：

第四系上更新統(tǒng)中的風(fēng)成黃土，又稱之原生黃土，大部分布在溝間與溝谷地區(qū)域內(nèi)，成份相對(duì)均一，沒(méi)有層理，且無(wú)膠結(jié)，土壤的顏色顯示為淺黃色，厚度約在20—50m上下，局部厚度則能夠達(dá)到86m；

（2）第四系全新統(tǒng)中的洪積黃土層，該黃土層主要是由暴雨洪流暫時(shí)把黃土沖刷入溝間地區(qū)域內(nèi)逐步形成，黃土間有少量碎石土層存在，多數(shù)分布于沖溝區(qū)域內(nèi)，厚度約在20—40m上下。

2、渠道工程中黃土的濕陷性特征

渠道工程區(qū)域內(nèi)的黃土分布面十分廣泛，厚度也較大，濕陷性黃土是渠道工程的主要地質(zhì)問(wèn)題之一。黃土形成的原因和深度不相同，因此濕陷性特征會(huì)有比較大的差異，以鉆孔與探坑揭露方面來(lái)看，該工程區(qū)多以厚度較大的原生黃為多，而次生黃土則只有少量分布于兩條較大沖溝底部位置和其他較小的沖溝位置，次生黃土大部分都覆蓋在原生黃土表面，即沖溝底的表面，厚度多低于2m。于豎井與探坑內(nèi)部位置，依據(jù)原生與次生黃土不同深度的取樣標(biāo)本，進(jìn)行濕陷性試驗(yàn)后，繪制出濕陷變形的具體系數(shù)和深度關(guān)系曲線（如圖一和圖一所示），從圖形中可知，該區(qū)域內(nèi)的黃土多數(shù)是由地表向深部，濕陷的具體系數(shù)δs呈現(xiàn)逐漸變小形勢(shì)，依據(jù)規(guī)范，需在200kPa的壓力之下，依據(jù)濕陷系數(shù)對(duì)黃土的濕陷級(jí)別進(jìn)行判別得出：該地區(qū)原生黃土地表下部0—15m時(shí)，濕陷性的具體系數(shù)δs=0.015—0.059，表明該地區(qū)的黃土屬于弱—中等濕陷性黃土層，濕陷起初的壓力在43—200kPa之間，深度低于15m時(shí)，濕陷性具體系數(shù)δs= 0.0041—0.0074，則屬于非濕陷性黃土層，其濕陷最初的壓大約在的307—680kPa之間；而在次生黃土地表下0—3m時(shí)，濕陷性系數(shù)顯示為0.095，屬?gòu)?qiáng)濕陷性黃土層，濕陷的最初壓力大約為20MPa，深度在3m以下時(shí)，濕陷性系數(shù)在0.0005—0.006之間，性質(zhì)為非濕陷性黃土，濕陷最初壓超過(guò)1200MPa。

3、渠道工程中濕陷性黃土基礎(chǔ)的處理技術(shù)

3.1 強(qiáng)夯處理技術(shù)

強(qiáng)夯法基礎(chǔ)處理技術(shù)主要是指采用部分重量巨大的重錘，對(duì)地基表面進(jìn)行重?fù)艉驼駝?dòng)，通過(guò)強(qiáng)大的沖擊力，增強(qiáng)地基基礎(chǔ)的壓實(shí)度，以減少黃土的液化振動(dòng)，這種基礎(chǔ)處理技術(shù)主要是運(yùn)用給地基基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理的原理來(lái)達(dá)到增強(qiáng)基礎(chǔ)強(qiáng)度的目的，強(qiáng)夯基礎(chǔ)處理技術(shù)在物理學(xué)上來(lái)講，就是給予地基一個(gè)強(qiáng)大的沖擊力，讓黃地土壤在物理發(fā)生變化，最終使用黃土的土體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，這種方法不僅可以改善地基基礎(chǔ)的排水量與觸變能力，還能從根本上增強(qiáng)地基基礎(chǔ)的強(qiáng)度與孔隙之間的密度。

3.2 墊層處理技術(shù)

在渠道工程濕陷性黃土基礎(chǔ)的處理過(guò)程中，有一種比較簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)處理技術(shù)，即墊層基礎(chǔ)處理技術(shù)，這種處理技術(shù)，主要是把渠道區(qū)域內(nèi)濕陷部分的黃土清除掉，之后再使用灰土將其填充完整，屬于較為基本的墊層處理技術(shù)，該處理技術(shù)不但可以減少黃土濕陷，還能有效改善地基基礎(chǔ)的變形情況，增強(qiáng)渠道基礎(chǔ)的承載能力。但值得注意的是，進(jìn)行墊層設(shè)計(jì)時(shí)，需要依據(jù)工程地質(zhì)的具體情況，對(duì)墊層厚度、寬度以及壓力系數(shù)等進(jìn)行明確，使用墊層處理技術(shù)對(duì)渠道工程濕陷性黃土基礎(chǔ)進(jìn)行處理，可以更好的滿足渠道工程對(duì)于地基穩(wěn)定性的要求，達(dá)到渠道工程施工標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 預(yù)浸水處理技術(shù)

預(yù)浸水基礎(chǔ)處理技術(shù)主要是指在渠道工程施工前，先對(duì)在濕陷性黃土內(nèi)部灌入大量的水，通過(guò)灌水的方式讓黃土受到重在壓迫后，增大濕陷的緊密程度，以此來(lái)改善地基的地陷情況。預(yù)浸處理技術(shù)不但可以減緩地基變形，大幅度增強(qiáng)地基本身的承載能力，還能讓濕陷性黃土受到重力的影響而提升強(qiáng)度。預(yù)浸水基礎(chǔ)處理持術(shù)通常適用于厚度相對(duì)較大，且濕陷性較強(qiáng)的黃土基礎(chǔ)中，但是這種處理技術(shù)也存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，就是該技術(shù)非常容易讓周圍地基出現(xiàn)緩慢下沉和開(kāi)裂現(xiàn)象，進(jìn)而形成的空洞，引發(fā)空洞跑水現(xiàn)象給渠道的工程施工帶來(lái)很大的難度。

3.4 擠密樁處理技術(shù)

擠密樁處理技術(shù)適合在處于地下水中的濕陷性黃土基礎(chǔ)中應(yīng)用，但使用該種處理技術(shù)時(shí)，必須嚴(yán)格按照設(shè)相關(guān)的計(jì)方案逐步實(shí)施，例如布置樁孔時(shí)，必須要確保樁孔成型，之后再把素土逐步填入到黃土基礎(chǔ)含水量最多的位置，并以分層的方式進(jìn)行填充，直至填充度滿足設(shè)計(jì)方案中要求的高度。在應(yīng)用擠密樁基礎(chǔ)處理技術(shù)時(shí)，樁體會(huì)對(duì)土層產(chǎn)生強(qiáng)大的擠壓作用，而這種作用可以讓土壤之間的密度增加，增強(qiáng)地基礎(chǔ)的強(qiáng)度（土擠密樁基礎(chǔ)處理技術(shù)的相關(guān)參數(shù)如表一所示）。應(yīng)用密樁處理技術(shù)對(duì)渠道工程濕陷性黃土基礎(chǔ)進(jìn)行處理時(shí)，需要注意以下幾個(gè)方面：（1）地基基礎(chǔ)的處理面積必須大于建筑物的面積，如果是進(jìn)行整片處理，且處理的面積超過(guò)建筑物外墻的基礎(chǔ)部分外緣寬度時(shí)，那么超出的各個(gè)邊都必須超過(guò)基層寬度的1/2。（2）基礎(chǔ)處理的深度必須與國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符合。（3）對(duì)樁徑設(shè)計(jì)，在對(duì)樁徑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格控制樁徑的大小，如果樁徑不合適就會(huì)對(duì)基礎(chǔ)處理最終效果造成影響，若樁徑太多，會(huì)致土壤的緊密度不足，增加其對(duì)成孔的要求，若樁徑太小，則需要增加樁數(shù)，那么工作人員的工作也會(huì)隨之增加。（4）樁距設(shè)計(jì)，樁與樁之間的距離與擠密的效果有著直接有影響，在渠道工程施工中，如果想增加土壤的緊密度，就需要確的保樁距處理的精確性。

結(jié)束語(yǔ)

總之，在渠道工程施工過(guò)程中，如果基礎(chǔ)中的濕陷性土壤得不到科學(xué)、有效的處理，可能會(huì)給工程帶來(lái)一些不必要的危害，對(duì)渠道工程整體的施工質(zhì)量造成影響，因此，依據(jù)濕陷性黃土基礎(chǔ)的實(shí)際情況，選擇正確的基礎(chǔ)處理技術(shù)對(duì)濕陷性黃土進(jìn)行處理至關(guān)重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]張愛(ài)芳. 談濕陷性黃土的工程特性[J].山西建筑，2013，01：46-48