濕陷性黃土地基處理厚度與處理方法分析

許斌

摘 要：在水分作用下，黃土結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，出現(xiàn)濕陷性變形。此種變形問題產(chǎn)生有著較為明顯的突然性以及局部性特征，會(huì)對(duì)地基形成較大破壞，地基上建筑物也會(huì)受到嚴(yán)重影響，因此消除或減輕黃土地基濕陷性極為必要。本文將以濕陷性黃土分布與性質(zhì)介紹為切入點(diǎn)，通過對(duì)濕陷性黃土地基處理厚度思路的分析，對(duì)該類型地基處理方式展開全面論述，期望能夠?yàn)槲覈?guó)濕陷性黃土地基處理提供一些理論方面支持。

關(guān)鍵詞：地基厚度；濕陷性黃土地基；性質(zhì)；擠密樁

中圖分類號(hào)：TU444 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）30-0369-02

與普通地基有所不同，濕陷性黃土地基有著較為突出的濕陷性特征，會(huì)對(duì)建筑物產(chǎn)生一定程度損害，致使其出現(xiàn)大幅度傾斜、沉降以及開裂等問題，嚴(yán)重者甚至?xí)?duì)其使用安全形成威脅。所以在黃土地基上進(jìn)行建筑物施工時(shí)，需要先對(duì)濕陷性黃土地基進(jìn)行研究與處理，以降低濕陷性對(duì)于建筑物的影響。為達(dá)到最優(yōu)化濕陷性黃土地基處理模式，工作人員首先應(yīng)對(duì)濕陷性黃土分布與性質(zhì)進(jìn)行明確，以為后續(xù)處理方案制定提供理論依據(jù)。

1 濕陷性黃土分布與性質(zhì)

根據(jù)有關(guān)部門研究發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)濕陷性黃土主要分布在北緯34～45°、東經(jīng)102～114°間的黃河中游地區(qū)[1]。各區(qū)域黃土特征并不相同，在物理力學(xué)性質(zhì)以及濕陷性黃土厚度等方面，有著極為顯著的差異。例如汾河流域區(qū)低階地黃土，多為非自重濕陷性黃土，黃土層厚度通常在10m以下，也有少數(shù)大于10m的，像太原地區(qū)黃土最大厚度能夠達(dá)到20m，黃土土體結(jié)構(gòu)較為疏松且壓縮性較高；而該區(qū)高階地多以自重濕陷性黃土為主，厚度通常在16m左右。

黃土濕陷機(jī)理觀點(diǎn)并不相同，至今沒有任何一種假說，能夠解釋所有黃土濕陷現(xiàn)象，主要是因?yàn)?，黃土濕陷屬于極為復(fù)雜的化學(xué)、物理變化過程，會(huì)受到多方面因素影響與制約。同時(shí)由于黃土物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)特征較為特殊，在一定壓力作用之下，黃土結(jié)構(gòu)很容易會(huì)受到水分浸濕，進(jìn)而出現(xiàn)濕陷性問題。因此黃土中顆粒組成、粘粒含量以及膠結(jié)物含量等，都會(huì)對(duì)黃土濕陷性強(qiáng)弱程度以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)形成直接影響。此外，黃土架空空隙、所含鹽類類型含量以及土體天然孔隙比等，也與其濕陷性有著密切關(guān)聯(lián)。濕陷性黃土地基遇水量多少以及遇水概率等，也都會(huì)對(duì)濕陷量大小與可能性產(chǎn)生影響。在進(jìn)行濕陷性黃土判斷時(shí)，技術(shù)人員可按照自重濕陷性系數(shù)以及濕陷系數(shù)，根據(jù)參數(shù)數(shù)值，對(duì)濕陷性黃土地基濕陷等級(jí)進(jìn)行確定。

2 濕陷性黃土地基厚度處理思路

在具體進(jìn)行黃土地基施工時(shí)，如果濕陷性黃土地基厚度較厚，施工處理難度會(huì)呈現(xiàn)出明顯上升趨勢(shì)，會(huì)對(duì)整體地基施工形成直接影響，所以需要對(duì)地基厚度進(jìn)行處理。在實(shí)際進(jìn)行地基厚度處理過程中：①如果黃土層濕陷位于基礎(chǔ)以下，要對(duì)該部分實(shí)施全部消除處理，此種方式多適用于在15m以下厚度的黃土層，在處理時(shí)，1～3m會(huì)運(yùn)用墊層法實(shí)施處理，3～15m會(huì)通過強(qiáng)夯法或者擠密法進(jìn)行處理；②在對(duì)基礎(chǔ)以下部分黃土層濕陷性進(jìn)行處理時(shí)，會(huì)按照建筑物特征以及種類，對(duì)厚度處理尺寸進(jìn)行確定，并會(huì)對(duì)剩余濕陷量實(shí)施控制；③要對(duì)地基防水功能以及排水功能水平進(jìn)行保證，以防浸水或者地基濕陷問題發(fā)生[2]。

3 地基處理方式

3.1 強(qiáng)夯法與重錘夯實(shí)法

如果濕陷性黃土地基處理飽和度在60%以下，建議采用2.5～3.0t重錘，在4～4.5m落距，對(duì)表層松土實(shí)施2、3次滿夯，以對(duì)基地以下1.2～1.8m處黃土濕陷性進(jìn)行處理[3]。大量實(shí)踐施工表明，重錘夯實(shí)法可以有效消除淺層濕陷性問題，能夠?qū)?.5～4.5m黃土層濕陷性實(shí)施合理處理，且在含水率較為理想的狀態(tài)下，可消除1～1.6m范圍內(nèi)土層濕陷性問題。

強(qiáng)夯法主要用于4～6m土層濕陷性處理，在施工過程中，會(huì)運(yùn)用10～20t重錘，從10～20m高空中自由落下，以通過兩遍錘擊，對(duì)黃土層濕陷性展開處理。

此兩種夯實(shí)處理方式，在實(shí)際使用過程中，都需要事先在場(chǎng)地中展開夯擊試驗(yàn)，要通過試驗(yàn)明確預(yù)期處理效果所需達(dá)到的夯沉量、夯點(diǎn)以及錘擊數(shù)等數(shù)據(jù)，以對(duì)最終施工效果進(jìn)行保證。

3.2 粉煤灰與石灰擠密樁

在運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，會(huì)先運(yùn)用爆擴(kuò)、打入樁以及沖鉆等手段，在土中進(jìn)行打孔，會(huì)運(yùn)用粉煤灰、石灰混合物或者石灰土，分層對(duì)樁孔進(jìn)行夯填處理。此種處理方式可以有效消除黃土地基大孔結(jié)構(gòu)以及松散問題，能夠達(dá)到良好的地基濕陷性處理效果。

一般該種處理技術(shù)多用于5～10m范圍內(nèi)地基濕陷性問題處理，土層被擠密程度會(huì)對(duì)最終擠密樁使用效果產(chǎn)生直接影響。為保證最終處理效果，技術(shù)人員需要提前進(jìn)行樁距、樁徑試驗(yàn)測(cè)試，以測(cè)定出最佳的樁徑與樁距，且要保證擠密范圍邊緣上地基土干容重應(yīng)超過16.0kN/m2，并要做好地基表層防水處理，以對(duì)擠密樁處理質(zhì)量進(jìn)行保證。

3.3 預(yù)浸水處理技術(shù)

此種處理技術(shù)主要用于厚度在10m以上的自重濕陷性黃土層處理，一般運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)，可以消除地面6m以下的黃土層濕陷性問題[4]。該項(xiàng)技術(shù)處理全過程耗時(shí)相對(duì)較長(zhǎng)，因?yàn)橐ＷC土層含水量可以達(dá)到最初狀態(tài)，一般都需要100d左右時(shí)間實(shí)施停水處理。同時(shí)因?yàn)榈鼗嬖谕夂蓾裣荩砸Y(jié)合換填技術(shù)以及強(qiáng)夯技術(shù)等，共同進(jìn)行施工，以達(dá)到最佳施工效果。

3.4 沖擊碾壓處理技術(shù)

在實(shí)施沖擊碾壓處理技術(shù)時(shí)，會(huì)通過沖擊壓路機(jī)，對(duì)濕陷性黃土地基實(shí)施沖擊碾壓處理，以對(duì)濕陷性土層進(jìn)行均勻加固，確保整體地基強(qiáng)度可以得到切實(shí)提升，以對(duì)表層黃土濕陷性進(jìn)行消除。運(yùn)用該項(xiàng)處理基礎(chǔ)，可以對(duì)4m深度的濕陷性黃土產(chǎn)生影響，并能夠?qū)Υ蟾?m的黃土展開有效壓實(shí)。

在進(jìn)行處理前，同樣需要通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)獲取最佳施工參數(shù)。在進(jìn)行碾壓施工時(shí)，要從地基一側(cè)起，對(duì)地基實(shí)施縱向錯(cuò)輪沖擊碾壓處理，并要對(duì)其重復(fù)實(shí)施15遍左右的排壓施工，要保證現(xiàn)場(chǎng)沖擊輪輪跡高差能夠保持在10mm以下。由于沖擊碾壓技術(shù)具有機(jī)械效率高、速度快、施工操作簡(jiǎn)單、施工成本低廉等方面優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)性沖擊施工，且不容易破壞土體結(jié)構(gòu)，目前已經(jīng)在大面積淺層濕陷性黃土地基處理中得到了廣泛應(yīng)用。

3.5 換填墊層處理技術(shù)

換填墊層是較為常用的濕陷性黃土地基處理方式，會(huì)通過在基底換填30～120cm石灰土，對(duì)濕陷性黃土地基進(jìn)行加固處理。在具體加固施工時(shí)，需要事先做好相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，要將石灰土效果衰減情況考慮到其中，并運(yùn)用實(shí)驗(yàn)對(duì)摻灰量進(jìn)行確定，以保證最終加固效果。通常建議將石灰比控制在6%左右，并要配置一定量的穩(wěn)定土。在運(yùn)用石灰土進(jìn)行換填之后，應(yīng)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)對(duì)原濕陷性黃土強(qiáng)度進(jìn)行提升。運(yùn)用石灰土進(jìn)行換填墊層處理，需要進(jìn)行開挖的土方量相對(duì)較大，會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定影響，且存在著施工周期較長(zhǎng)的問題，應(yīng)引起技術(shù)人員重視。

4 結(jié)束語

通過本文對(duì)濕陷性黃土地基相關(guān)內(nèi)容的介紹，使我們對(duì)濕陷性黃土分布與性質(zhì)等有了更加清晰的認(rèn)知。施工單位應(yīng)認(rèn)識(shí)到濕陷性黃土地基處理的必要性與重要性，要在對(duì)地基基本情況進(jìn)行了解的基礎(chǔ)上，按照具體建筑物工程施工要求，根據(jù)地基厚度處理思路，先做好地基厚度處理，之后再運(yùn)用換填墊層以及強(qiáng)夯法等技術(shù)，對(duì)濕陷性黃土地基展開妥善處理，以將濕陷性問題影響程度控制在最低，進(jìn)而為后續(xù)建筑物施工奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-9-19