摘要：在工程建设过程中，难免会遇到湿陷性黄土地基的情况，为此，如何处理这类地基，成为了工程建设的重点内容。本文以具体的机场工程为例，首先介绍了湿陷性黄土地基的特点，然后分析了常用的方法，最后探讨了湿陷性黄土地基处理方法的具体运用，希望能够起到一定的参考作用。
关键词：机场工程；湿陷性黄土；强夯法
引言：从本质上讲，湿陷性黄土比较特殊，建筑工程为了保证质量和安全，需要切实做好地基处理工作。另外，湿陷性黄土的分布很广，各个建筑单位在进行项目施工时，都要采取一定的措施，尽可能排除湿陷性黄土地基带来的安全隐患。
1.湿陷性黄土地基的特点
1.1机理
黄土在自身重力作用下，受到水体浸湿后，结构会发生改变，并且加速沉降。湿陷性黄土通常呈黄褐色，自身的含盐量较大，尤其碳酸盐的占比很大，结构比较松散。从微观角度讲，黄土颗粒之间粘结度的降低，是湿陷的主要原因，也就是说，在湿陷过程中，颗粒之间的距离不断扩大，时刻都在发生着动态变化。另外，湿陷变形时间很短，具有一定的突发性，同时变形面积较大，如果地基局部发生浸水，可能导致整个地基发生变形。一般而言，当黄土发生湿陷后，不可能恢复到先前的状态，而且随着浸水程度的加深，湿陷变形会继续扩大。
1.2因素
调查显示，如果黄土中含有大量的微小颗粒，平均直径小于0.001mm，那么这些颗粒能够起到很好的粘结作用，从而降低黄土的湿陷性，但是如果黄土颗粒分布不均，而且起到的是支撑作用，那么一旦遇到水分，黄土的结构就会发生不小的破坏。如果压力保持不变，黄土的孔隙比与湿陷系数呈明显的正比例关系，同时受到含水率的影响。
2.湿陷性黄土地基处理的方法
由于湿陷性黄土地基的沉降速度较快，而且变形量很大，会严重损坏地基的结构，所以必须采用科学的地基处理方法，消除黄土的湿陷性，满足施工的需求。
2.1强夯法
强夯法十分普遍，而且经济效益明显，主要是通过重锤，使其进行自由落体运动，然后利用重力的作用，压缩土体的孔隙，排出土体中的水分和多余气体，增强土体的承载力。但是这种方法不适合狭窄的区域，而且高低不平的土体会严重降低地基处理的效率，在具体的应用过程中，需要根据黄土的实际厚度，合理进行处理。比如厚度小于5m，可以采用3000kN.m能级2遍，而厚度小于10m，可以采用6000kN.m能级2遍，然后第3遍统一采用1000kN.m能级进行满夯。经过统计，使用这种方法，湿陷性黄土地基的孔隙比明显降低，降低幅度在30％以上。
2.2挤密法
挤密法针对性很强，主要是先在湿陷性黄土地基中成孔，然后填料处理，常见的填料是素土，成桩后可以形成复合地基，但是应用起来比较复杂，而且工序繁琐，价格昂贵，整体效益不是十分明显，所以没有得到广泛的推广。
2.3垫层法
垫层法比较传统，而且取材简单，但是处理地基的效果有限，只能处理浅层的湿陷性黄土，一般分为素土垫层和灰土垫层两类。从一定程度讲，垫层法主要的作用是消除黄土的湿陷量，既可以针对性地局部进行垫层，也可以大范围和大面积地进行垫层，形式比较灵活，而且操作简单。对于机场工程而言，前期基本上不适用垫层法，但是后期考虑到防水方面的问题，可以使用30cm厚的灰土垫层方法，起到隔离和防水的作用[1]。
2.4预浸水法
顾名思义，预浸水法是在施工之前对存在湿陷变形隐患的黄土地基进行浸水处理，等到黄土结构不再发生变化后，再进行压密处理，这样可以降低后期施工中降雨以及浸水的干扰。这种方法会导致地基的整体下沉，而且浸水过程不容易控制，存在一定的安全隐患，并造成大量的水资源浪费。经过计算，1m3的黄土地基，用水量可能高达3t，所以在地基处理中的应用需要做好规划和防范工作。
2.5搅拌法
搅拌法效果突出，无论是在黄土搅拌过程中喷洒固化剂还是掺入水泥砂浆，都可以形成很好的化合物，提高黄土地基的承载力，同时这种方法没有噪音污染，但是需要保证黄土中的含水量充足，以达到充分反应的目的。
2.6加固法
加固法是一种化学方法，利用氢氧化钠溶液与黄土中的阳离子发生反应，从而进行加固，也可以利用硅酸钠溶液，增加黄土的粘结性。这种方法受到环境的影响严重，如果水位过高或者是地基中掺入了其他化合物，那么效果会大打折扣。
3.机场道槽区湿陷性黄土地基处理的案例
本文以新疆某国际机场道槽区湿陷性黄土地基处理为例，该工程实施的内容主要包括场区工作范围内的地基处理工作，并通过试验段的实施确定合理的地基处理方法以及施工工艺和检测指标，为后续的地基处理工作提供准确的依据。
3.1准备工作
在试验段的地基处理过程中，采用的是强夯法，强夯完成后进行平整碾压。根据试验段湿陷性黄土的分布情况及厚度，采用2000～3000kN.m的夯击能进行强夯：
情况1：场区湿陷性黄土厚度＜2m。
夯击类型：点夯+满夯。夯击能量：点夯夯击能量2000kN.m，满夯夯击能量1000KN.m。夯击遍数：点夯两遍，满夯一遍。点夯夯点间距3.5*3.5m正方形，单点夯击遍数为10-12击，最后两击平均夯沉量≤50mm；满夯夯点d/4搭接，单点夯击遍数3-5遍，最后两击平均夯沉量≤50mm。
情况2：场区湿陷性黄土厚度在2～4m之间。
夯击类型：点夯+满夯。夯击能量：点夯夯击能量3000kN.m，满夯夯击能量1000KN.m。夯击遍数：点夯两遍，满夯一遍。点夯夯点间距3.5*3.5m正方形，单点夯击遍数为10-12击，最后两击平均夯沉量≤50mm；满夯夯点d/4搭接，单点击数5遍，最后两击平均夯沉量≤50mm[2]。
湿陷性黄土强夯处理设计参数比较情况如表1所示。
表 1 湿陷性黄土强夯处理设计参数比较情况
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湿陷性黄土强夯处理设计参数强夯采用双标准控制：夯击遍数及单点击数不小于设计要求；点夯单击夯击能为2000kN.m和3000kN.m时，最后两击平均夯沉量≤50mm；满夯最后两击平均夯沉量≤50mm。强夯施工过程中，先进行试夯，并根据试夯结果，优化强夯设计参数。在图纸设计方面，要确定强夯的具体位置图，并做好编号工作。强夯点的位置要保证显眼和容易发现，可以使用白灰进行标记，同时保证误差在5cm以内。
3.2施工方法
第一，测量。内容涉及向施工区内引测控制点，夯点布设和夯击过程中的夯沉量观测。值得一提的是，测量工作需要反复进行，任何一次的测量，都要对场外的控制点进行复测校验，确保测量精度满足要求。
第二，试夯。在具体的施工之前，要进行试夯，通过试夯可以确定施工参数，比如夯锤重量、夯锤落距、单点总夯击能、夯点距离等，然后根据试夯技术参数进行强夯施工。
第三，一夯。施工现场表面处理完毕后，要复测场地标高，只有满足设计的标高要求，才能用全站仪向施工场区内引测施工图角点控制坐标，经验核无误后，改用普通经纬仪布设夯点，夯点统一用白灰标出。强夯主机和夯锤就位后，先测量夯锤的落距，然后保证在夯击时不会发生变化，这样做的目的是为了保证每一次夯击都能够达到设计的要求。将夯锤起吊至预定高度后自动脱钩，当夯锤落地后测量夯锤顶面标高，减去夯锤就位时的顶面标高就是第一击的夯沉量，如此反复进行，直至最后两击的平均夯沉量达到设计控制标准，停止夯击。当满足控制条件后，移动主机和夯锤至下一夯点，继续夯击。为了保证夯击达到应有的效果，需要采用边夯边退的方法，重锤的移动要缓慢进行，防止出现安全事故，重锤下落过程中，现场所有人员都要与之保持一定的距离，等到落锤后再进行具体的操作。
第四，二夯。当夯击初步完成后，要清理和平整施工区域，然后重新进行放线和布设夯击点，验核无误后才能按施工图布置第二遍夯点，夯点需用白灰标出，以方便夯锤就位。使用的夯击方法与一夯完全一致。
第五，三夯。第三遍满夯施工时，不再进行夯点布置和夯沉量观测，仅仅需要控制夯击次数和夯锤落距。满夯施工完成后，用推土机整平场地，平整碾压达到设计要求时，交付检测[3]。
3.3处理结果
湿陷性黄土强夯处理后进行标准贯入试验以及湿陷性黄土取样室内试验。
3.3.1标准贯入试验：
计算湿陷性黄土全深度内标准贯入击数当量值，暂定每点处的标贯击数当量值不小于 17 击。
标准贯入试验结果如下：
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3.3.2湿陷性黄土取样室内试验：
在机场道槽区的地基周边取样，测试土的物理力学性质指标，取样深度为湿陷性黄土全深度，取样间距1m。测定黄土的含水率、干密度、压缩系数和湿陷系数等参数。
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依据《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025-2004，结果表明全深度范围消除湿陷性。由此可见，这种方法能够很好地消除湿陷性黄土地基的危害，提高工程的质量。
结论：综上所述，湿陷性黄土地基处理方法，具有一定的代表性，并且取得了很好的处理效果，值得同行业者学习和借鉴。但是需要注意的是，在对湿陷性黄土地基进行处理时，还要结合实际情况，同时保证施工质量，只有多措并举，才能提高工程建设的科学。
参考文献：
[1]王引平，何俊朋.机场工程消除黄土湿陷性的对策及措施[J].工程技术研究，2018（16）：48-49.
[2]孙建民.西南岩溶发育地区机场道槽区高填方地基处理技术[J].山西建筑，2018，44（35）：55-56.
[3]杨帅.浅谈湿陷性黄土的地基处理[J].居舍，2019（09）：197.
论文作者:孙杭伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
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