新疆有色地质工程公司 新疆乌鲁木齐 830001
摘要：针对在新疆地区分布范围较大的湿陷性黄土，在介绍湿陷性黄土基本性质与特点的基础上，分析湿陷性黄土与弹簧土造成的影响，最后结合实例提出湿陷性黄土地基处理方法，得出工程所用地基处理方法合理可行，具有良好参考借鉴价值的结论。
关键词：新疆地区；湿陷性黄土；弹簧土；地基处理
我国不同地区分布有特定的土层，因这些土层在产生过程中地质成因与气候等都不相同，所以它们的性质、组成及结构都存在一定差别。实际情况中，工程地基施工与处理还会遇到多种多样的特殊土层，在新疆地区以湿陷性黄土为主，如果未加处理或处理不到位，则会使施工难以进行，并有造成工程事故的危险。因此，当地基土为湿陷性黄土时，应在注重地基处理工作的同时，根据工程实际情况采取切实有效的处理方法。
1湿陷性黄土基本性质与特点分析
土体在受到自重与非自重以及各种附加压力后，在浸水条件下会产生较大下沉，这一下沉现象就是湿陷。从字面上看，所谓湿陷性黄土，实际上就是具有一定湿陷性特点的黄土，其对工程建设会造成影响，需在开工前进行特殊处理[1]。
通过对以往工程经验的总结，对于湿陷性黄土，它主要具有以下特征：
（1）土体以黄色为基本色调，还可见棕黄色、黄褐色、褐黄色与灰黄色等多种颜色。
（2）土体含盐量相对较大，尤其是碳酸盐，而且氯化物与硫酸盐实际含量也高于其它类型的土体。
（3）湿陷性黄土的矿物组成以石英和伊利石等为主，且将氧化铝和氧化硅等作为主要化学成分的物质含量都很高。
（4）土体中粉土含量相对较高，粒径在0.05-0.005mm的颗粒总含量可以达到55%-60%。
（5）孔隙较大，一般肉眼可见，为水的伸入提供了通道，孔隙比在1.0左右，表现出松散的整体结构状态。
（6）从天然剖面角度看，具备一定垂直节理。
（7）具有明显的湿陷性特点。
土体被水浸湿后，只受到自重作用就出现明显的湿陷现象，可将这种黄土称之为自重湿陷性黄土；而土体被水浸湿后，同时受到自重与附加压力两种作用后出现湿陷现象，可将这种黄土称之为非自重湿陷性黄土。
其中，自重湿陷性黄土仅能在埋藏条件下才可以产生，通过观测，并结合工程实践经验可知，若均质黄土层的厚度较大，且地下水位相对较低，则在自重作用下必定会出现湿陷现象。然而，在地势较为平坦的区域，通过有效的前期处理，地基土湿陷现象并不会对施工与工程后期运行造成威胁。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然而，对于非自重湿陷性黄土，当无外部荷载作用时，土体在浸水条件下并不会出现湿陷现象，而上层建筑总重使地基实际沉降达到稳定后，仅少量的水，在持续浸湿一段时间后，就会产生较大的变形，最终对上部建筑造成较大影响，引起结构变形等问题，造成不同程度的安全与质量隐患[2]。
在分布有大面积湿陷性黄土的区域开展工程建设活动时，经常会遇到很多地质问题，如土层发生湿陷，地基强度降低，土体具有较大压缩性，边坡失稳，潜蚀性陷穴等。这些问题的存在与发生，都对工程施工造成影响，是必须引起相关人员高度重视的安全问题。因此，在工程建设前，必须根据湿陷性黄土实际情况，结合现有施工条件，采取切实合理与可行的措施进行处理，以免其对工程建设造成不利影响。
2湿陷性黄土和弹簧土
在有较大含水量的腐殖土与粉质粘土等特殊原状土实施填压时，因原状土受到不同程度的扰动，土体颗粒间存在的毛细孔被破坏，自由水不容易散发与渗透，所以在气温较高的条件下进行压实，尤其是选用光面压路机进行碾压以形成一定厚度的硬壳后，进一步阻止了水分的散发与渗透，最终产生弹簧土。伴随工程建设的不断进行，实际压力持续变化，且基础当中注入一定量的水，这一弹簧土的问题会发展成液化现象，对建筑安全造成严重影响。
对于弹簧土，其在产生过程中主要有以下力学效应：在对地基极限承载力进行计算时，需重点考虑的土体实际强度并非被颗粒强度决定，同时受到颗粒之间存在的连接强度直接影响。针对保持在松散状态的土，土体内摩擦力占据主导地位，而处在粘结状态下的土，以凝聚力为主导。若由水溶盐类与碳酸钙等实现胶结，则凝聚力在受到水的作用后会不断降低，而当由铁化物或硅化物实现胶结的，则凝聚力将很难降低。对湿陷性黄土而言，其物质组成，特别是胶结物质具体组成，如果存在一定差别，则会造成截然不同的后果。因此，工程建设开工前必须全面勘察并了解地基范围内的土质情况，采用合理可行的方法进行施工，以防弹簧土等问题的发生[3]。弹簧土宜采用换填土的方法处理，用三合土或1:3石粉拌水泥等进行分层回填夯实。
3湿陷性黄土地基处理
3.1地基处理
对地基进行有效处理是消除湿陷性黄土各类不利影响的关键措施。通过对加密与换土等方法的应用，或对湿陷量进行消除，使经过处理的地基不再具有湿陷性；此外，也可以消除部分湿陷量，确保剩余湿陷量保持在规范要求以内。如果地基总湿陷量较大，需进行处理的土层较深，在技术上存在较大难度，或在经济上不够合理，则可采用桩基础技术穿过整个土层，使上部荷载均传递至非湿陷性土层，从而防止产生安全隐患与质量问题[4]。
3.2实例分析
案例一：新疆某新建污水处理厂工程为例进行分析，该工程完成前期勘察后，确认地层由粉土和圆砾组成，整体地质条件相对较好。但在基础开挖以后发现一定面积的湿陷性黄土，车辆无法通过。现场进行取样，放置在阳光下长时间暴晒后，土样变得十分坚硬。基于此，对这一区域进行了二次勘察，确认该区域土层为典型的湿陷性黄土，属自重湿陷性黄土范畴，实际埋深在12m左右，厚度约4m。需在这一特殊地基上建造的构筑物主要为事故调节池和二次曝气池，尺寸分别为（40×25×9）m和（60×25×9）m，且都采用钢筋混凝土结构。
因本厂主要采用活性污泥法进行工业废水有效处理，当地每年10月开始气温不断降低，使处理厂不能投入正常生产，对生产效益造成直接影响。针对湿陷性黄土，经工程勘察、设计与施工单位共同研究，现决定采用以下方案进行处理：2m砂石垫层+300mm灰土，同时对事故调节池和二次曝气池之间的距离进行调整，将最初的1m增加到2m。地基处理之后，该厂现已运营3年，通过观测，建筑保持稳定，未见倾斜与开裂等问题，地基沉降满足规范要求，说明所用地基处理方法合理、有效。
案例二：新疆某工程项目，拟建建筑物为17F高层，基础埋深-4.5m，根据勘察报告，拟建场地地层为①杂填土、②粉土，③圆砾组成，根据勘察报告得知，②粉土埋深较深，约7m，且具有湿陷性，不能满足结构设计要求，故需对拟建建筑物进行地基处理，经过方案比较，选择CFG桩地基处理，桩端持力层采③圆砾。
4结论
湿陷性黄土在新疆地区十分常见，当直接将湿陷性黄土作为地基，未进行任何处理，或处理不到位，加之所用施工方法不合理时，则会造成弹簧土等一系列问题，不仅给施工造成很大困难，而且还危及建筑安全。因此，在施工中应做到：
（1）开工前全面勘察并了解地基土质，明确湿陷性黄土的类型，同时对湿陷等级进行判定，并预测可能产生的所有问题。
（2）在防止扰动土体的同时，切实做好防水，避免地基土被水浸泡。
（3）保证工程施工的正确性与规范性，采用合理的结构措施，尽可能减少或避免沉降，尤其是不均匀沉降，以保证结构可以良好适应变形。
参考文献：
[1]吕永平. 对于湿陷性黄土地区高层建筑地基处理方法研究[J]. 建筑设计管理,2014,31(10):94-96.
[2]赵永虎,米维军,孙润东,屈耀辉,荣露,梁恒祥.湿陷性黄土区公路涵洞地基处理措施效果研究[J].铁道工程学报,2017,34(01):6-10+74.
[3]李锦.西北地区大厚度湿陷性黄土地基处理分析[J].江西建材,2015(20):110+114.
[4]杨校辉,黄雪峰,朱彦鹏,姚志华,张世径.大厚度自重湿陷性黄土地基处理深度和湿陷性评价试验研究[J].岩石力学与工程学报,2014,33(05):1063-1074.
论文作者:邓国超
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/6
标签：黄土论文; 地基论文; 土层论文; 自重论文; 新疆论文; 弹簧论文; 较大论文; 《防护工程》2017年第36期论文;