濕陷性黃土地區(qū)地基及基礎(chǔ)處理方案淺談

郭永勝

摘要：濕陷性黃土是寧夏地區(qū)比較典型的地質(zhì)構(gòu)造。在進(jìn)行采煤、筑路、建筑等施工中經(jīng)常會(huì)遇到濕陷性黃土的土壤類(lèi)型，對(duì)于這類(lèi)黃土十分不利于各種施工操作，必須采取一定的措施來(lái)保障施工進(jìn)度、施工安全和施工質(zhì)量。本文結(jié)合了寧夏寧東地區(qū)的土質(zhì)特點(diǎn)，闡述了在濕陷性黃土地區(qū)中地基及基礎(chǔ)處理方案，并闡明了地基處理過(guò)程中的注意事項(xiàng)及對(duì)應(yīng)問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土 地基 特點(diǎn) 地基處理 基礎(chǔ)處理 建議 措施

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加快，全國(guó)各地的不同行業(yè)都在為加快本行業(yè)的發(fā)展而大力興建，同時(shí)，隨著人們生活水平的提高和生活條件的改善，居住、公辦、交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也在其中。所有這些建設(shè)都對(duì)地基要求嚴(yán)格，特別是寧夏寧東地區(qū)，特殊的黃土地區(qū)給寧東的基建帶來(lái)了不少難題，為了更好的加快經(jīng)濟(jì)建設(shè)，必須對(duì)這些濕陷性黃土地區(qū)的地基和基礎(chǔ)進(jìn)行針對(duì)性的處理，才能建設(shè)質(zhì)量合格、完成進(jìn)度指標(biāo)、最低造價(jià)的建筑實(shí)體。

一、寧夏寧東地區(qū)的土質(zhì)特點(diǎn)

寧夏寧東地區(qū)包括靈武市東部、鹽池縣北部的廣大低山丘陵區(qū)，屬于濕陷性黃土邊緣地區(qū)[1]，是重濕陷性黃土，土質(zhì)由粉粒組成，含量可達(dá)50%～70%，一般定名為粉土或粉質(zhì)黏土，粉細(xì)砂含量低，不足5%，粘粒含量變化大，從6%～30%不等。礦物成分以石英、長(zhǎng)石碎屑為主(是構(gòu)成骨架顆粒的基礎(chǔ)物質(zhì))，其次為碳酸鹽微晶和黏土顆粒，洪積扇前緣局部含少量有機(jī)物。本區(qū)濕陷性黃土外觀呈淺黃色～灰黃色，稍濕、含水量較低，呈塑態(tài)～硬塑態(tài)，塑性指數(shù)10左右，結(jié)構(gòu)疏松。上部具有白色鈣質(zhì)網(wǎng)紋，下部常含細(xì)碎的鈣質(zhì)結(jié)核，干燥狀態(tài)下，抗剪強(qiáng)度較高，壓縮性中等，具有一定彈性，不易擊實(shí)[2]，受到浸水后，在外部載重的作用下就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的下沉現(xiàn)象，如果不進(jìn)行地基特殊處理，必然會(huì)造成建筑體的不規(guī)則沉降，導(dǎo)致建筑體出現(xiàn)縫隙、局部塌陷，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成不可挽回的重大損失。因此，對(duì)于這類(lèi)濕陷性黃土，不可直接作為建筑物地基持力層，需要進(jìn)行采取一定的技術(shù)措施，才能保證建筑體的質(zhì)量，避免濕性沉陷現(xiàn)象的發(fā)生。寧夏寧東地區(qū)蘊(yùn)涵豐富的能源資源，其中煤資源的開(kāi)發(fā)已經(jīng)列入“十二五”規(guī)劃中，寧東地區(qū)的豐富能源使得重化工基地落戶此處。近幾年來(lái)，寧東電力企業(yè)的發(fā)展也十分迅速，所有這些促進(jìn)寧東發(fā)展的建筑體都是針對(duì)實(shí)際沉陷性黃土的性質(zhì)進(jìn)行有效改善取得的成果。

二、濕陷性黃土地區(qū)地基及基礎(chǔ)處理方案

由于寧東地區(qū)具有極大的開(kāi)發(fā)價(jià)值，寧東地質(zhì)為濕陷性黃土邊緣，受地質(zhì)活動(dòng)的影響，更應(yīng)該進(jìn)行地基的科學(xué)處理才能保證建筑體的質(zhì)量。因此，不但要通過(guò)實(shí)際勘測(cè)進(jìn)行土質(zhì)采樣，還要通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，測(cè)定地基地質(zhì)具體屬于哪種濕陷性黃土類(lèi)型，室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定的濕陷系數(shù)δ與理論數(shù)值的關(guān)系為：當(dāng)濕陷系數(shù)δ小于0.015時(shí)，定為非濕陷性黃土[3]，當(dāng)濕陷系數(shù)大于等于0.015時(shí)，定為濕陷性黃土。

1.框架基礎(chǔ)處理

在對(duì)施工地段進(jìn)行勘探后，對(duì)于承載力小于100kpa的濕陷性黃土層，由于土層受水浸后會(huì)出現(xiàn)沉降，所在必須根據(jù)建筑體的要求進(jìn)行地基處理。一般的道路橋梁高層建筑的地下室以及對(duì)承載要求較小的建筑體，采用淺基礎(chǔ)來(lái)達(dá)到建筑目的。因此，在地基處理時(shí)，可以采用單基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)進(jìn)行不同類(lèi)型的基礎(chǔ)處理。無(wú)論是哪種基礎(chǔ)處理，都要將濕陷性黃土挖出，進(jìn)行人工挖孔灌注樁、灰土擠密樁、鉆孔灌注樁、復(fù)合樁等不同方法或多種方法綜合運(yùn)用來(lái)進(jìn)行地基處理，以增加地基的承載力，減小不規(guī)則沉降的發(fā)生。寧東地區(qū)黃土的濕陷性不同，建筑體對(duì)于承載力的要求也不同，目前，在寧東地區(qū)進(jìn)行建筑施工時(shí)，采用人工挖孔樁基礎(chǔ)形式進(jìn)行地基處理是較好的選擇。不但可以提高地基的承載力，還能有效改善濕陷性。

2.大型設(shè)備基礎(chǔ)處理

對(duì)于建筑體要求較大承載力的大型設(shè)備基礎(chǔ)，采用載重大于100kpa的深基礎(chǔ)處理，這樣才能滿足大型設(shè)備對(duì)地基基礎(chǔ)承載力的要求。寧東地區(qū)濕陷性黃土在地下水位以上，大致深度在10m左右，而大型設(shè)備自身較高，所以，在進(jìn)行基礎(chǔ)處理時(shí)，最好采用灰土擠密樁的深基礎(chǔ)處理。這樣才能既避免濕陷現(xiàn)象的發(fā)生，又能滿足大型設(shè)備對(duì)地基承載力的要求。由于濕陷性黃土在浸水后受到的不僅是自重的壓力影響，還受到大型設(shè)備壓力的影響，如果處理不當(dāng)，這雙層影響就地造成無(wú)法挽回的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在地基基礎(chǔ)處理時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合寧東地區(qū)的土質(zhì)特點(diǎn)，進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)灰土擠密樁的樁孔直徑、孔距以及樁孔布置。樁體極樁間地基要滿足樁體采用37～38灰土夯填，樁身壓實(shí)系統(tǒng)≥0.97，樁間壓實(shí)系統(tǒng)≥0.93[4]的擠密要求。設(shè)計(jì)要求除消除基礎(chǔ)濕陷性外，尚需降低其壓縮性，提高其承載力，故處理深度為10.0m。處理范圍按JGJ79-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范規(guī)定，對(duì)自重濕陷性黃土地基，每邊不應(yīng)小于基礎(chǔ)寬度的0.75倍，并不應(yīng)小于1.00m，故設(shè)計(jì)取值范圍為1.00m。

3.管溝處理

在濕陷性黃土地基處理中，管溝處理同樣重要。管溝涉及到供水、供熱、排水問(wèn)題，處理不當(dāng)，就會(huì)引發(fā)一系列的生活難題。因此，在寧東地區(qū)的濕陷性黃土地區(qū)進(jìn)行管溝處理時(shí)，要格外精心。不同用途的管道盡可能匯集在一個(gè)管溝內(nèi)，所有進(jìn)出建筑物的管道集中布置，盡可能少做管溝，以減少工程造價(jià)[5]。當(dāng)管溝穿過(guò)建筑物的基礎(chǔ)或外墻時(shí)應(yīng)預(yù)留洞孔，在3m外，一次做檢漏井，有向外排水的適當(dāng)坡度。所留的洞頂與管溝及管道頂部的凈空高度，對(duì)消除地基全部濕陷量的建筑物不小于20cm。洞邊與管溝外壁必須脫離。洞邊與承重外墻轉(zhuǎn)角處外緣的距離小于1m，當(dāng)不能滿足時(shí)，采用鋼筋混凝土框加強(qiáng)。洞底距基礎(chǔ)底不應(yīng)小于洞寬的1/2，并不小于40cm，當(dāng)不能滿足時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)局部加深基礎(chǔ)或在洞底設(shè)置鋼筋混凝土梁解決。

室內(nèi)管溝設(shè)計(jì)采用不通行管溝，溝壁采用磚壁混凝土；室外管溝溝壁采用鋼筋混凝土。室外管溝設(shè)計(jì)采用通行管溝，管溝內(nèi)通道寬度為0.7m，管溝內(nèi)的管道靠墻豎排布置，通道在中間。管溝在穿越道路處溝蓋板設(shè)計(jì)采用現(xiàn)澆注蓋板，其余處設(shè)計(jì)采用預(yù)制板，且溝蓋板上敷土不小于400mm。管溝要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置伸縮縫，為增強(qiáng)砼防水性，可摻入適量的微膨脹劑。

三、濕陷性黃土地區(qū)的地基和基礎(chǔ)處理方案中的注意事項(xiàng)及應(yīng)對(duì)措施

在對(duì)寧東地工濕陷性黃土進(jìn)行地基處理以及基礎(chǔ)處理時(shí)，會(huì)遇到施工過(guò)程中的塌陷，縮頸、沉樁速度不穩(wěn)，樁錘回彈等問(wèn)題。這些問(wèn)題在施工過(guò)程中一定要注意，一旦大意就會(huì)前功盡棄，造成損失。因此，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，要及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處理。出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象時(shí)，要及時(shí)用洛陽(yáng)鏟削擴(kuò)樁頸，或在縮隙內(nèi)用級(jí)配土進(jìn)行填筑，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。當(dāng)樁錘回彈過(guò)高時(shí)，為避免設(shè)備受損，為分析其原因?yàn)橥临|(zhì)含水量少，所以要先進(jìn)行加水量的精確計(jì)算，加入適當(dāng)?shù)乃诘揭蠛笤龠M(jìn)行施工。當(dāng)施工進(jìn)遇到的微小問(wèn)題對(duì)施工質(zhì)量和施工進(jìn)度沒(méi)有影響時(shí)，視情況進(jìn)行問(wèn)題處理，如果能達(dá)到地基或基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)要求，有的可以不處理。

參考文獻(xiàn)

[1]金力.人工挖孔灌注樁在濕陷性黃土地區(qū)的應(yīng)用[J].寧夏電力.2010，（05）.

[2]趙輝，趙會(huì)秋.寧東地區(qū)黃土濕陷性分析[J].山西建筑.2010，（14）.

[3]王興盛.濕陷性黃土地區(qū)地基處理[J].黑龍江科技信息.222010，（14）.

[4]彭洪.灰土擠密樁在濕陷性黃土地基處理中的應(yīng)用[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究.2006，（04）.

[5]田麗煥.濕陷性黃土地區(qū)地基處理與管溝設(shè)計(jì)[J].天津化工.2005，（01）.