大同市规划设计院 山西大同 037006
摘要：我国幅员辽阔，土壤类型丰富。其中失陷性黄土就是其中的一种类型。其在地基施工中必须要进行处理，才能保证地基的施工质量。
关键词:失陷性黄土；原因；类型；处理
1前言
湿陷性黄土泛指饱和的结构不稳定的黄色土,在自重压力或自重压力与附加压力作用下,受水浸湿后,土的结构迅速破坏,发生显著下沉的现象。因此，该种地基必须要进行技术处理，否则会造成地基的病害发生。
2 黄土地基湿陷性原因分析及类型判别
2.1黄土地基湿陷性原因分析
黄土广泛分布于我国西北及华北地区,是第四纪干旱及半干旱气候条件下形成的特殊沉积物。黄土中粉粒含量可达60%～70%,其中含有大量的碳酸盐、硫酸盐及氯化物等可溶盐类,具有肉眼可见的大孔隙,竖直节理发育,能保持直立的边坡。在黄土形成的过程中,季节性的短期降雨把松散的粉粒粘结起来,而长期干旱的气候又使土中的水分不断蒸发,于是少量的水分连同溶于其中的盐分便集中在粗粉粒的接触点处,可溶性盐类逐渐沉淀而成为胶结物。随着含水量的减少,土粒彼此靠近,颗粒间的分子引力以及结合水和毛细水的联结力也逐渐增大,这些因素都增强了土粒间的抵抗力,阻止了土粒间的自重压密,形成了以粗粉粒为主体骨架的多孔隙结构。黄土的结构特征及其物质组成是产生湿陷的内在因素,而水的浸润和压力作用是产生湿陷的外部条件。当黄土受水浸湿时,土粒间的可溶盐类被水溶解或软化,骨架强度随之降低,土体在上覆土重或在自重压力与附加压力的共同作用下,其结构迅速破坏,土粒向大孔滑移,从而导致大量的附加沉陷,这种黄土称为湿陷性黄土。
2.2湿陷性黄土地基类型判别
当黄土的湿陷系数δs≥0.015时即为湿陷性黄土,湿陷性黄土又可分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土两种类型。湿陷性黄土受水浸湿后,在其自重压力下发生湿陷的,称为自重湿陷性黄土,而在自重压力和附加压力共同作用下才发生湿陷的,称为非自重湿陷性黄土。对于这两种类型,可用室内压缩试验测定的自重湿陷系数来判断,当δzs<0.015时为非自重湿陷性黄土,δzs≥0.015时为自重湿陷性黄土,也可在地基勘察中进行现场试坑浸水试验,按实测自重湿陷量来判定。
3 湿陷性黄土地基的处理方法
湿陷性黄土地基的处理方法较多，应针对不同地区、湿陷性黄土类别和等级、土层厚度等因素，确定合理的处理方法。针对目前常用的湿陷性黄土地基处理方法，本文将对其作用机理、特点和适用范围进行具体的分析。
3.1换填垫层法
换填垫层法是指将建筑物地基以下湿陷性黄土层部分或全部移除，更换为经过筛分处理满足最佳含水量的素土或者灰土，并对更换土进行分层压实。换填垫层的土层厚度通常为基础宽度的1倍～2倍，且要确保更换土的干密度值不小于1．6t/m3。适用范围:采用换填垫层法适用于处理1m～3m厚的湿陷性黄土地基层，如果开挖深度过大，会增大施工难度，提高施工成本，但如果换层厚度小于50cm，则处理效果不好。因此采用换填垫层法，适用于处治地下水位以上的局部或大面积湿陷性黄土地基。
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3.2重锤夯实法和强夯法
（1）重锤夯实法
重锤夯实法指使用2t～3t重的重锤从4m～6m的高度自由落下，重复操作使土夯实结实，从而达到加固土基的目的，采用该方法可以处治1m～2m厚的湿陷性黄土。通过重锤夯实法，能够有效的改善土体性质，除去黄土的湿陷性，提高黄土的干密度，减小压缩性，降低土的透水性。重锤夯实法适用于处理地下水位以上，饱和度Sr＜60%的湿陷性黄土。其中对于非自重湿陷性黄土，重锤夯实法的实施效果更加显著，这主要是因为非自重湿陷性黄土地基的湿陷起始压力较大，采用重锤夯实更易于消除土基的湿陷变形。
（2）强夯法
强夯法又被称为动力固结法，通常是将80kN～400kN的重锤上升到10m～40m高度，然后自由落下，所产生的巨大压力使地基土夯实，在一定程度上能够有效的改善土体承载能力，提高土的强度和降低土的压缩性。强夯法具有施工简单方便，成本低，速度快，适用范围广等特点，在湿陷性黄土地基处理中被广泛应用。适用于处理地下水位以上饱和度Sr＜60%的湿陷性黄土地基，能够取得很好的效果。
3.3挤密法
（1）该方法适用于地下水位以上且饱和度小于等于65%的湿陷性黄土,可处理的湿陷性黄土层厚度为5～15m。挤密法是指用沉管、冲击、夯扩、爆破等方法成孔,然后用填料,如素土、灰土必要时用水泥分层回填夯实的一种地基处理方法。这种方法施工简便,是一种效果好较经济的方法。
（2）施工中应注意的问题
①在地基处理施工前,应在现场选择有代表性的地段进行试验或试验性施工,试验结果应满足设计要求,并应取得必要的参数再进行地基处理施工。②孔底在填料前必须夯实,填料时宜分层回填夯实,其压实系数不宜小于0.97。③成孔挤密,应间隔分批进行,孔成立后应及时夯填,当为局部处理时,应由外向里施工。④预留松动层的厚度:机械挤密,宜为0.50～0.70m;爆扩挤密,宜为1～2m。冬季施工可适当增大预留松动层厚度。⑤挤密地基,在基底下宜设置0.50m厚的灰土(或土)垫层。⑥孔内填料的夯实质量,应及时抽样检查,其数量不得少于总孔数的2%,每台班不应少于1孔。在全部孔深内,宜每1m取土样测定干密度,检测点的位置应在距孔心2/3孔半径处。孔内填料的夯实质量,也可通过现场试验测定。⑦对重要或大型工程,还应在处理深度内,分层取样测定挤密土及孔内填料的湿陷性及压缩性;在现场进行静载荷试验。
3.4深层搅拌桩法
深层搅拌桩是复合地基的一种,近几年在黄土地区应用比较广泛,其主要用于处理含水量较高的软弱土、含水量差异大且湿陷性弱的黄土、淤泥质土及杂填土等。它具有施工简便、快捷、无振动、基本不挤土、低噪音等特点。深层搅拌桩的固化材料有石灰、水泥等,一般都采用水泥作固化材料。其加固机理是将水泥掺入粘土后,和粘土中的水分发生水解和水化反应,进而与具有一定活性的粘土颗粒反应生成不溶于水的稳定的结晶化合物,这些新生成的化合物在水中或空气中发生凝硬反应,使水泥有一定的强度,从而使地基土达到承载的要求。
深层搅拌桩的施工方法有干法施工和湿法施工两种,干法施工就是“粉喷桩”,其工艺是用压缩空气将固化材料通过深层搅拌机械喷入土中并搅拌而成。因为输入的是水泥干粉,因此必然对土的天然含水量有一定的要求,如果土的含水量较低时,很容易出现桩体中心固化不充分、强度低的现象,严重的甚至根本没有强度。在某些含水量较高的土层中也会出现类似的情况,因此,应用粉喷桩的土层中含水量应>30%,在饱和土层或地下水位以下的土层中应用更好。湿法施工是将水泥搅拌成浆后注入土中的方法,水泥浆通过柱塞式泥浆泵强制注入,除非特殊情况很少断浆,施工中一般采用预搅下沉时就喷浆的工艺,因此桩体的均匀性比干法施工好,但喷浆增加了水泥土的含水量,强度会受到一定影响,实际应用时需根据土的工程性质,尤其是含水量情况作出适当的选择。
4结语
综上所述，地基的作用不言而喻。针对失陷性黄土地基，我们要采取有效的加固处理，提高地基的施工质量。
参考文献：
［1］张华强．浅析湿陷性黄土地基处理［J］．黑龙江科技信息，2016(15):76-77．
［2］张文娟．采用换土垫层法对湿陷性黄土地基的处理［J］．内蒙古煤炭经济，2016(11):9-11．
论文作者:吴涛
论文发表刊物:《防护工程》2017年第9期
论文发表时间:2017/9/4
标签：黄土论文; 地基论文; 自重论文; 夯实论文; 含水量论文; 土层论文; 压力论文; 《防护工程》2017年第9期论文;