濕陷性黃土地區構筑物地基處理方案探討

李生梅 蘭州資源環境職業技術學院采礦工程系 甘肅 蘭州 730021

濕陷性黃土地區構筑物地基處理方案探討

李生梅 蘭州資源環境職業技術學院采礦工程系 甘肅 蘭州 730021

濕陷性黃土土質結構疏松，孔隙、垂直節理發育，地基承載力不高，具有濕陷性，在遇水侵蝕或較大荷載的作用下，則產生較大沉降。在濕陷性黃土地質條件下建設構筑物，基底承載力很難滿足要求，通常需對基底進行加固處理，本文針對濕陷性黃土的特殊工程性質, 介紹了濕陷性黃土地區構筑物地基處理措施。

濕陷性黃土；構筑物；基底加固；處理措施

概述

近年來，隨著我國國民經濟的持續發展，建設規模的擴大和數量的增多，建筑行業越來越重視工程質量問題，對構筑物的地基變形要求也越來越嚴。在濕陷性黃土地基上進行構筑物建設時，應根據工程的重要性、地基受水浸濕可能性的大小和在使用期間對不均勻沉降限制的嚴格程度，考慮因地基濕陷引起附加沉降對工程可能造成的危害，采取以地基處理為主的綜合措施，并選擇適宜的地基處理方法，避免或消除地基的濕陷對構筑物產生危害，是我們工程建設者不可忽視的一個問題。對于已出現的因地基濕陷造成的損壞，需采取一定的方法進行治理。

1 濕陷性黃土的工程性質

濕陷性黃土是指在上覆土層自重應力作用下，或者在自重應力和附加應力共同作用下，因浸水后土的結構破壞而發生顯著附加變形的結構不穩定的黃色土，廣泛分布于我國東北、西北、華中和華東部分地區，面積約40萬平方公里，是第四紀時期干旱或半干旱氣候條件下形成的黃色粉末狀黃土。濕陷性黃土在天然狀態下，具有很多肉眼可見的空隙，并常夾有由于生物作用所形成的管狀空隙，天然剖面呈豎直節理，具有一定抵抗移動和壓密的能力。它在干燥狀態下，由于土質具有垂直方向分布的小管道，幾乎能保持豎直的邊坡。但它受水浸濕后，土的骨架結構迅速崩解破壞產生嚴重的不均勻沉陷，導致建筑物產生變形甚至破壞。因此，濕陷性黃土地基上進行工程建設時，必須考慮因地基濕陷引起附加沉降對工程可能造成的危害。

濕陷性黃土在上覆土層自重應力作用下，或者在自重應力和附加應力共同作用下，由于顆粒活動，骨架擠緊，土體結構迅速破壞而發生顯著沉陷，或因浸水后土的結構破壞而發生顯著附加變形的結構不穩定而產生沉降，根據土的自重濕陷系數可分為自重濕陷性和非自重濕陷性兩種。無論是自重濕陷黃土地基，還是非自重濕陷黃土地基，其濕陷性的嚴重危害程度都決定于地基中濕陷性土層的厚度、部位和濕陷系數的大小。現行規范以Δs＝Σδ sh計算的濕陷量來評價地基的濕陷程度，根據濕陷量的大小，將自重濕陷性黃土地基和非自重濕陷性黃土地基各分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級。[1]

2 濕陷性黃土地區構筑物地基處理措施

濕陷性黃土地區常用的構筑物地基處理方法有：土或灰土墊層法、強夯法、水泥擠密樁法、樹根法等。

2.1 墊層法

墊層法是一種淺層處理濕陷性黃土地基的傳統方法，當構筑物基礎下的持力層比較軟弱、不能滿足上部結構荷載對地基的要求時，常采用換填土墊層來處理軟弱地基。即將基礎下一定范圍內的軟弱土全部或部分挖出，利用周邊其他具有黏性土作填料，經過灰土攪拌后在最接近含水量分層進行回填、并分層夯實至設計要求的密實程度，作為地基的持力層，這樣，基礎底面在一定厚度墊層的應力擴散作用下，可減小墊層下天然土層所受的壓力和附加壓力，消除了墊層范圍的濕陷性，避免了地基因壓力產生的自重濕陷，從而減小基礎沉降量，可提高地基承載力，增強地基穩定。同時，由于置換后的墊層材料是黏性土或灰土等不凍脹材料，可以防止凍脹和加速軟土排水固結的作用。墊層法適于淺層地基處理，處理深度可達1～3米。這種方法可就地取材，施工方便，不需特殊的機械設備，既能縮短工期，又能降低造價，是一種常用的地基淺層處理或部分濕陷性處理方法，經這種方法處理的灰土墊層的地基承載力可達到300KPa(素土墊層可達200KPa)且有良好的均勻性。

2.2 強夯法

強夯法亦稱動力固結法，通過重錘的自由落下，對土體進行強力夯實，以提高其強度，降低其壓縮性，強夯的單位夯擊能量，應根據地基土類別、結構類型荷載大小和要求處理的深度等綜合考慮，并通過現場試夯確定，夯擊遍數應根據地基土的性質確定，一般情況下，可采用2～3遍，最后再以低能量夯擊一遍。對于滲透性弱的細粒土，必要時夯擊遍數可適當增加。夯擊點位置可根據建筑結構類型，采用等邊三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯擊點間距可取5～9m，以后各遍夯擊點間距可與第一遍相同，也可適當減小。對于處理深度較大或單擊夯擊能較大的工程，第一遍夯擊點間距宜適當增大。當地下水位較高，夯坑底積水影響施工時，應首先采用人工降低地下水位或鋪填一定厚度的松散性材料，然后再對夯坑內或場地積水進行及時排除。當強夯施工所產生的振動，對鄰近建筑物或設備產生有害的影響時，應采取防振或隔振措施。強夯施工前，應查明場地內范圍的地下構筑物和各種地下管線的位置及標高等，并采取必要的措施，以免因強夯施工而造成破壞。該法設備簡單，原理直觀，適用廣泛，特別是對非飽和土加固效果顯著。而且這種方法加固地基速度快，效果好，投資省，是當前最經濟簡便的地基加固方法之一。

2.3 水泥擠密樁

水泥土擠密樁是采用機械成孔，選用相對單一的土質材料，與水泥按一定配比，在灰土拌和站充分拌和均勻制成水泥土，分層向孔內回填并強力夯實，水泥擠密樁是濕陷黃土基底處理方法中比較常用的方法之一。濕陷性黃土由于其大孔隙性和欠壓密性而具有濕陷性。水泥擠密樁就是夯擊擠密消除其大孔隙進而消除濕陷性，并對地基起一定的加筋作用。樁錘夯擴成孔成樁的過程中，樁孔中原有土被強制性側向擠出，樁周一定范圍內的土被壓縮、擾動和重塑。樁和樁間土一起形成復合地基；針對濕陷性黃土地段構筑物的施工特點：施工作業面小、振動對圍巖的影響要求有限等，對基底加固技術中擠密樁的樁身材料、擠密樁施工機械的選擇、樁間距的選擇需做一定優化[2]。通過優化，確定適合濕陷性黃土基地加固處理的方法、措施、施工機械、施工工藝、設計參數、檢驗方法和標準。

2.4 樹根樁

樹根樁是一種類似樹根呈不同方位或直斜交錯分布的鉆孔樁群，其施工方法相似于一種小型鉆孔灌注樁。它是利用鉆機鉆孔到設計深度，然后放入鋼筋籠、碎石和注漿管，再用壓力灌注水泥漿或水泥砂漿的辦法制成的鋼筋混凝土樁。布樁方式可采用垂直、傾斜設置，也可采用網狀如樹根狀布置，故稱為樹根樁。樹根樁憑借其承載力高，沉降量與擾動范圍小，施工方便，經濟合理等優點，在既有建筑物的修復和加層、古建筑的整修、地下鐵道穿越、橋梁工程等各類地基的處理與基礎加固，以及增強土坡或巖坡的穩定性等工程中有著廣泛的應用。近年來，樹根樁在井巷基底的加固中開始嘗試應用，樹根樁施工技術可以在狹小的施工作業空間內最大限度減少開挖對巷道地層的擾動。[3]

3 小結

濕陷性黃土地基處理的方法很多，在不同的地區，根據不同的地基土質和不同的構筑物，地基處理應選用不同的處理方法，以滿足構筑物對地基的技術要求，提高地基承載力，改變其變形性質或滲透性質，保證地基穩定性，降低地基的壓縮性，減少基礎的不均勻沉降。就濕陷性黃土地基處理而言，我國有較為成熟的技術和實踐經驗，并得到廣泛的應用，但地基處理是否恰當關系到整個工程質量、進度和投資，合理選擇地基處理方法和基礎形式是降低工程造價的重要途徑之一，具有較強的實踐性和指導意義。

[1]賈迎澤.淺談濕陷性黃土地基對建筑物的危害及預防治理措施.山西建筑.2004，30(8)

[2]孟磊.夯擴擠密水泥樁土的實踐與探討.鐵道勘察.2OO5(2)

[3]孫友良.樹根樁在涵洞地基加固中的應用[J].建設管理.2000,(5):21～22

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.20.004