濕陷性黃土地基濕陷機(jī)理評(píng)價(jià)及處理方法

賈 瑞 杰

(山西省化工設(shè)計(jì)院，山西 太原 030024)

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濕陷性黃土地基濕陷機(jī)理評(píng)價(jià)及處理方法

賈 瑞 杰

(山西省化工設(shè)計(jì)院，山西 太原 030024)

基于濕陷性黃土地基的濕陷機(jī)理，介紹了黃土地基濕陷性與施工現(xiàn)場(chǎng)濕陷類型的評(píng)定方法，并闡述了幾種常用的濕陷性黃土地基的處理技術(shù)，從而提高黃土地區(qū)地基的承載力。

黃土，地基，濕陷性，承載力

自二十世紀(jì)五六十年代初，我國(guó)就開始了對(duì)濕陷性黃土地區(qū)工程的研究，并且在隨后的研究中制定以及實(shí)施了《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》，這一規(guī)范成果對(duì)我國(guó)的濕陷性黃土地區(qū)特征進(jìn)行了綜合分析，并且給黃土地區(qū)工程施工帶來(lái)了許多借鑒經(jīng)驗(yàn)。濕陷性黃土地基出現(xiàn)變化是造成濕陷性破壞性事故的根本原因，當(dāng)前，我國(guó)對(duì)于濕陷性黃土地基的評(píng)價(jià)仍然采用的是文獻(xiàn)參考法，以及結(jié)合黃土建筑工程項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn)，在一些等級(jí)要求比較低的工程中運(yùn)用這種方式并不會(huì)出現(xiàn)很大的問(wèn)題，但是對(duì)于重要的工程建設(shè)來(lái)說(shuō)，必須保障地基的穩(wěn)定性，否則很容易出現(xiàn)濕陷性破壞性事故。對(duì)于濕陷性黃土地基首先需要做好濕陷性機(jī)理評(píng)價(jià)工作，了解黃土地基的濕陷機(jī)理標(biāo)準(zhǔn)，才能根據(jù)黃土地基的特點(diǎn)采用合適的地基處理方法，提高黃土地區(qū)地基工程施工質(zhì)量。

1 濕陷性黃土地基的濕陷機(jī)理分析

當(dāng)濕陷性黃土地基處于天然含水量的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，其一般具有很高的強(qiáng)度以及很小的壓縮性，黃土地基被水浸泡濕潤(rùn)之后，雖然黃土地基會(huì)受到自重作用，但是也會(huì)出現(xiàn)劇烈變形的情況，當(dāng)黃土出現(xiàn)變形情況之后，其強(qiáng)度就會(huì)逐漸降低，表現(xiàn)出濕陷性機(jī)理。同時(shí)，黃土地基的濕陷性機(jī)理和孔隙比例、壓力大小以及含水量存在密切相關(guān)的聯(lián)系。當(dāng)黃土的孔隙比例越大，含水量越小時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致濕陷性越強(qiáng)。當(dāng)黃土地基的孔隙比例與含水量不發(fā)生變化時(shí)，其承受的壓力不斷增大，也會(huì)導(dǎo)致黃土地基的濕陷量增大，但是其承受的壓力必須維持在特定的數(shù)值范圍內(nèi)，如果超過(guò)數(shù)值，就會(huì)使壓力和濕陷量成反比。濕陷性黃土地基不僅具有黃土的基本特性，其黃土顆粒成分主要為粉土顆粒，其中粉土顆粒的比重達(dá)到50%，同時(shí)，在黃土中存在許多孔隙，這些孔隙呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)以及松散的狀態(tài)，其中孔隙所占的比例非常大，而且在黃土的天然剖面上會(huì)出現(xiàn)垂直機(jī)理，在黃土顆粒成分中，含有非常多的碳酸鹽、硫酸鹽等可溶鹽物質(zhì)。在凝結(jié)黃土的過(guò)程中存在大孔結(jié)構(gòu)以及多孔性特征，所以黃土一直保持著欠壓密狀態(tài)，如果黃土受到水浸泡，就會(huì)導(dǎo)致水分子進(jìn)入黃土顆粒中，和黃土中蘊(yùn)含的可溶鹽發(fā)生反應(yīng)，對(duì)黃土的聯(lián)結(jié)薄膜產(chǎn)生極大的破壞性，而且還會(huì)導(dǎo)致黃土水膜加厚，逐漸降低了黃土的強(qiáng)度，當(dāng)黃土承受的壓力增大時(shí)，就會(huì)破壞黃土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，黃土顆粒出現(xiàn)滑動(dòng)現(xiàn)象，直接導(dǎo)致了黃土濕陷現(xiàn)象。由此可以發(fā)現(xiàn)，黃土的多孔特征和大孔特征是造成濕陷的基礎(chǔ)條件，而水和外界壓力是造成濕陷的間接條件，只有滿足這兩種條件，才能造成黃土地基濕陷。

濕陷性黃土地基濕陷機(jī)理主要分為這樣兩大類，一種是高可溶鹽的濕陷性黃土，另一種是高孔隙率的濕陷性黃土，只有了解這兩大類濕陷性黃土的濕陷機(jī)理特征，才能科學(xué)合理地對(duì)黃土濕陷性機(jī)理進(jìn)行評(píng)價(jià)，在了解黃土的濕陷性機(jī)理特征之后，采用合適的地基處理方法來(lái)防止黃土的濕陷性危害。

2 黃土地基的濕陷性評(píng)價(jià)方法

2.1 黃土地基濕陷性的評(píng)定

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于黃土濕陷性的研究比較深入，其一般通過(guò)濕陷系數(shù)δ值來(lái)判定黃土的濕陷性，濕陷系數(shù)δ主要代表了單位厚度地層受到浸水壓力的影響，結(jié)果導(dǎo)致了黃土濕陷量的產(chǎn)生，濕陷系數(shù)δ也能夠?qū)S土層的濕陷程度進(jìn)行定量表示，根據(jù)國(guó)際研究規(guī)定表示，當(dāng)黃土受到壓力的作用，濕陷系數(shù)δ的數(shù)值不小于0.015，則代表了該地區(qū)的黃土為濕陷性黃土。

目前，在評(píng)定濕陷性黃土中所采用的方法為室內(nèi)壓縮濕陷試驗(yàn)的方法，其通過(guò)利用高度為20 mm的黃土土樣來(lái)進(jìn)行浸水濕陷試驗(yàn)，通過(guò)把處于天然含水量的黃土土樣置于測(cè)限壓縮儀中，然后對(duì)壓縮儀進(jìn)行加壓試驗(yàn)，當(dāng)黃土土樣承受的壓力達(dá)到試驗(yàn)壓力時(shí)，壓縮土樣穩(wěn)定之后，就可以開始對(duì)黃土土樣進(jìn)行浸水，當(dāng)黃土土樣中飽含的水量達(dá)到飽和值時(shí)，就會(huì)快速下沉，黃土土樣的相關(guān)數(shù)值穩(wěn)定之后，就能夠得到黃土土樣的浸水高度。根據(jù)室內(nèi)壓縮濕陷試驗(yàn)得到的結(jié)果對(duì)濕陷系數(shù)δ進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)黃土土樣在試驗(yàn)中產(chǎn)生的應(yīng)變值來(lái)計(jì)算黃土土樣的濕陷變形系數(shù)。這種計(jì)算方式中也存在較大的問(wèn)題，那就是根據(jù)壓縮模量計(jì)算地基沉降，可能會(huì)存在更加嚴(yán)重的問(wèn)題，出現(xiàn)這種情況的主要原因是浸水飽和的黃土土樣具備的受力特性和黃土地基土層浸水之后的受力性狀存在較大的差距，所以通過(guò)試驗(yàn)得出的浸水黃土的濕陷系數(shù)不能準(zhǔn)確代表黃土地基土層的濕陷性系數(shù)，需要進(jìn)行實(shí)地考察和勘測(cè)研究。

2.2 施工現(xiàn)場(chǎng)的濕陷類型評(píng)定

根據(jù)國(guó)際相關(guān)規(guī)定顯示，在評(píng)定不同深度的黃土地基濕陷性系數(shù)時(shí)，需要當(dāng)黃土處于飽和自重壓力的狀態(tài)時(shí)進(jìn)行浸水試驗(yàn)，在計(jì)算黃土地基的飽和自重壓力時(shí)，需要以天然地面為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，因此這也反映了自重濕陷系數(shù)與自重濕陷量的數(shù)值計(jì)算中，必須根據(jù)人為改變地面標(biāo)高的方式進(jìn)行計(jì)算。所以可以得到進(jìn)一步設(shè)想，在施工單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)時(shí)，黃土地基的性質(zhì)不會(huì)出現(xiàn)任何變化，只有黃土地基在挖方以及填方之后，才會(huì)導(dǎo)致黃土地基的濕陷類型出現(xiàn)變化，這樣不僅會(huì)增加工序，而且會(huì)浪費(fèi)成本。因此，在勘測(cè)黃土地基的濕陷特性時(shí)，需要測(cè)取δ—p曲線，在計(jì)算黃土地基的濕陷性時(shí)，需要按照天然地面進(jìn)行計(jì)算，以天然地面至濕陷性黃土層地面的距離來(lái)測(cè)取。

3 濕陷性黃土地基處理方法

近幾年以來(lái)，我國(guó)工程施工項(xiàng)目不斷增多，其中西部地區(qū)的濕陷性黃土地區(qū)工程規(guī)模逐漸擴(kuò)大，為了提高工程的穩(wěn)固性，必須消除黃土地基的濕陷性。當(dāng)前，濕陷性黃土地基的處理方法多種多樣，針對(duì)不同等級(jí)的濕陷性黃土，需要充分考察黃土地基的土質(zhì)與結(jié)構(gòu)物，這樣才能選擇合適的黃土地基處理方法。在濕陷性黃土地基施工之前，首先需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察取樣試驗(yàn)，通過(guò)室內(nèi)壓縮濕陷試驗(yàn)的方式，能夠?qū)裣菪渣S土的特性進(jìn)行綜合分析，了解濕陷性黃土層的厚度、類別以及濕陷系數(shù)，這樣才能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境有一個(gè)充分的了解，在了解施工環(huán)境之后，選擇合適的地基處理方式，確保濕陷性黃土地基的承載能力。當(dāng)前在濕陷性黃土地基處理中一般采用墊層法、夯實(shí)法、孔內(nèi)深層法、擠密法、深層攪拌樁法以及化學(xué)加固法等方法。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，濕陷性黃土地基評(píng)價(jià)和處理方法越來(lái)越先進(jìn)，為了提高我國(guó)工程事業(yè)的發(fā)展，作為施工單位，必須不斷探索，才能妥善解決濕陷性黃土地基的濕陷破壞性問(wèn)題，提高黃土地區(qū)地基工程施工質(zhì)量。

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The collapsibility mechanism evaluation and treatment method of collapsible loess foundation

Jia Ruijie

(ShanxiChemicalEngineeringDesignInstitute,Taiyuan030024,China)

Based on the collapsibility mechanism of collapsible loess foundation, this paper introduced the evaluation method of loess foundation collapsibility and collapsibility types in construction site, and described several commonly used treatment technology of collapsible loess foundation, so as to improve the bearing capacity in loess area.

loess, foundation, collapsibility, bearing capacity

1009-6825(2017)07-0068-02

2016-12-29

賈瑞杰(1982- )，男，工程師

TU475.3

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