摘要：煤炭是当前我国的能源之一，我国煤炭开采的技术也一直在进步，但是很多煤炭企业都在致力于提高煤炭的生产技术，便于提高生产效率，却忽视了对于煤炭开采后的土地的开发和利用。基于这种情况，本文对于煤矿区的湿陷性黄土地基的处理方法进行了研究，提出了对于煤矿区的土地再利用方法，以供参考。
关键词：煤矿区 湿陷性 黄土地基 处理方法
煤炭是我国主要的能源之一，是我国经济发展的重要支柱之一，当前我国在煤炭开采技术方面已经发展得十分成熟，但是对于煤炭开采后的煤矿区的再利用却没有给予足够的重视。黄土是距今约200万年前的第四纪时期形成的土状堆积物，黄土具有一个非常典型的特征，就是土质特别疏松，干燥时的黄土质地坚硬，但是却很容易被流水侵蚀，甚至会因为被流水侵蚀而导致坍塌的情况产生。在我国建筑行业的发展过程中，选择黄土作为地基已经具有漫长的发展历史，如果在后续的施工和操作当中不能够根据黄土的性质进行，那么很容易导致整个工程出现意外。黄土按照湿陷性的情况可以分为湿陷性黄土和非湿陷性黄土，本文就煤矿区的湿陷性黄土地基的处理情况展开了研究，探讨了一些处理的方法。
相比于非湿陷性黄土，湿陷性黄土要更加特殊，湿陷性黄土的土质比较均匀，结构也很疏松，这和一般的黄土很相似，但是它特殊在遇水时的反应，在没有遇水时，这种黄土强度很高，一般来说压缩的可能性很低，但是一旦遇到水侵蚀，那么这种黄土的土质结构会遭到很迅速的破坏，同时还会很快的下沉，土质的强度会很迅速的下降。针对这种情况，对于煤矿区的湿陷性黄土地基的处理就要选择合适的方法，在不破坏土层的情况之下尽可能的实现对实现性黄土地基的再利用。
一、湿陷性黄土地基处理方案
煤矿区的和建筑由于弃用或者翻修等原因需要对湿陷性黄土地基进行处理，而结合煤炭区的特性，以及建筑物的地层特点和结构，可以选择如下的方法进行地基处理。
1.灰土垫层
灰土垫层是当前我国煤矿区湿陷性黄土处理最常见的方法之一，但是这种方法能够消除的厚土层湿陷性有限，一般来说1-3米厚土层的湿陷性消除最常用。如果使用灰土垫层的方式，那么首先就需要将湿陷性黄土地基的表层部分或者填土的软弱层挖掉，然后按照3:7或者2:8的比例将灰土回填并且夯实，这就能够形成灰土的垫层，而且这个垫层还能够满足地基承载力和变形等其他要求。至于这么做的原理，就是由于原本的湿陷性黄土表层部分和回填的软弱层部分是之前的建筑物主要的持力层，由于缺乏足够的时间进行沉淀，所以这部分的黄土强度会比较低而且也很不均匀，但是这部分黄土的湿陷性很强，一旦遇到水就会很快失去强度，因此将这部分黄土挖去，然后换成强度相对较高的灰土，那么就会在剩下的黄土之上形成一个硬质的壳，这个壳具有很多作用，一方面，这个壳能够分散上方的建筑物对黄土层的压力，因此通过这个壳传达到下放的黄土层当中的压力就会变小，这就减少了地基变形的可能性；第二方面，通过挖掉原本的黄土换上灰土，能够减少具有湿陷性的黄土的土层厚度，因此整个地基的湿陷性就会降低，同时作为垫层的灰土透水性十分低，具有很强的隔水性，这就能够减少水对于地基的影响，也就是说灰土垫层能够有效减少地基遇水变形的可能性。采用灰土垫层的方式进行地基施工时，要注意根据施工的实际情况和建筑物的情况选择合适的用于作为垫层的灰土厚度。
2.混凝土灌注桩
根据不同的黄土以及不同工程的特点，还可以采用混凝土灌注桩的方法对湿陷性黄土地基进行施工。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体来说，就是用人工洛阳铲成孔扩底，将其作为灌注桩的基础，这就能够将建筑物的主要荷载传导至湿陷性黄土层下方不具有湿陷性的土层当中，这就能够从根本上减少湿陷性黄土地基的压力，避免地基具有湿陷性和不均匀性，从而导致整个工程出现问题，这是一种可行性比较高的地基处理方案。根据多次的相关操作实验，结合不同地区的土层特质，如果建筑物的单柱荷载在2000-3000kN，那么一般会采用一柱一桩的扩底桩基的基础方案，同时由于一般的施工场所分布的黄土层的性质不同，因此需要建筑施工人员根据实际情况考虑桩侧阻力。根据相关的施工工程和估计预测，如果采用1.0米直径的桩身，那么就需要采用2.5-3.0米直径的桩扩底，而且只需要单桩结构就可以满足相关的上部荷载需要，而且一般来说单桩的沉降不会超过2.0厘米。同时在众多混凝土灌注桩的施工方法比较来看，采用一柱一桩的扩底桩会比人工洛阳铲的小直径群桩更加节省钢筋混凝土的用量，同时，采用人工洛阳铲的方法进行施工的情况不适用于填土区，因此要根据实际情况选择合适的方法。
3.灰土挤密桩
灰土挤密桩的应用范围较小，一般来说，加固地下水位以上的湿陷性黄土通常会采用这种方法，在特殊地形的煤矿区可以推广使用。灰土挤密桩的常规操作步骤一般是通过沉管法等方法，帮助土层成孔挤密，然后向形成的孔洞内部装填灰土材料，然后将这些灰土夯实，形成桩子。这种方法的原理也十分简单，就是通过挤密振密桩子之间的土层，然后使桩子之间形成一块块复合的地基，这就能够消除桩间土的湿陷性，确保地基承载力的提高，如果施工场地的地下水含量较高，那么就可以采取这种方法。
4.强夯法
强夯法比较常见的地基处理方法之一，又称为动力固结法，具体操作方法和原理很简单，就是通过质量很大的夯锤，一般来说，夯锤的质量都在10吨以上，将其吊起来，在高度6米以上的位置使其自由落体运动，在夯锤落地时产生的强大冲击力会使地基土产生强烈的震动和动应力，就会导致地基土的瞬时沉降，从而加大土层密度，加强土层的承载力，同时土层的压缩性降低，这就能够帮助土层消除湿陷性，提高土层的均匀性，适合处理一些表层地基。这种方法经过国内外大量的工程实践，具有效果好、设备需求小、施工方便、材料节约等特点，这种处理方法十分廉价，适用于一些大型的施工场地处理。
二、多种处理方案的比较
灰土垫层是一种十分常见的处理方法，对于提高土层的防水性和承载力效果显著，但是这种技术的缺陷也很明显，虽然能够加强地基上部持力层的强度，但是却不能够处理较厚的地层，一般来说这种方法仅仅能够处理基础之下2-3米范围的土层，所以总而言之，这时一种效果显著但是处理范围有限的处理方法。一柱一桩技术已经广泛应用于很多黄土地基的施工当中，单桩具有承载力很高的特点，而且这项技术是通过沉降到非湿陷性土层来提高地基承载力的，所以从根本上解决了地基的湿陷性问题，但是这项技术的缺陷在于对于填土层较多的地区和地基就不能够很好地发挥作用，因此在进行相关的技术选择时需要充分考虑。而通过灰土挤密桩技术来进行施工是一种“以土治土”的方法，这种方法不需要对土层进行大量的开挖和填埋工作，而且从经济角度来看，这项技术对于资金的需求并不高，但是这项技术是需要考虑到置换量的问题，填土层和普通黄土等不同的黄土层在置换量上是完全不同的，如果处理的地基场地地形十分复杂，那么就不适合采用这项技术。强夯法的优势在于加固的效果良好，通过夯击土层能够有效提高土层的强度，消除湿陷性，但是这项技术对于施工场地具有一定的要求，场地不能过小，最好比较开阔，而且夯击锤的能量过小也不能够达到较好的效果。
三、结语
总而言之处理煤矿区的湿陷性黄土地基的方法有很多，每一种方法都有自己的特点和不足，相关的施工者要根据项目的实际情况来进行合理选择，避免对施工造成影响。
参考文献
[1]《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB 50025-2004）.
[2]《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002）.
[3]汪国烈，李新怀．大厚度湿陷性黄土的工程处置[C]．西部开发中的岩土工程问题（岩土工程系列学术研讨会之九论文集）.上海：同济大学出版社，2005．
论文作者:李煜,孔令臣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/27
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