簡論濕陷性黃土的特性及處理方法

李衛江

（國投新疆伊犁犁能煤炭有限公司，新疆伊寧835000）

某市一幢六層鋼筋混凝土框架結構商住樓工程，在對施工場地進行地質勘察時發現，該場地為沖洪積扇組成的山前傾斜平原，整個地勢東南高、西北低，坡度約為1～2.5%，地基土的主要構成為黃土狀粘質粉土，粉粒含量達60%，局部高達70～80%。 該土層豎向剖面：南面較薄、北面較厚，平均厚約5m。

1 濕陷性地基土的工程地質特性

根據實測，這種土的粘聚力約為0.15，內摩擦角為15～22°，與崩解性質有關的濕陷系數隨地下水位升降和含水量多少而發生變化；一般來說，這種土的重度γ 約為13.8～15.0kN/m3，孔隙比e 在0.07～0.98之間。 這類土， 在干燥狀態下屬低壓縮性土， 壓縮模量Es 大于6000kPa，壓縮系數a＜0.04,承載力標準值Fk＞180kPa；但當其飽和時，該土層就變成高壓縮性土了，Es＜300kPa,a＞0.05，Fk＜100kPa， 因此，可判定為濕陷性黃土。 該土層的下臥層，南面為卵礫石，北面為亞粘土，過渡區為卵礫石與亞粘土的混雜土。

2 濕陷性地基土的處理方法

對于軟弱地基土而言，對它進行處理，其目的主要是增加土的密實度、提高其承載力標準值，增加其抗水穩定性。 按土的成分和特性，可采用化學灌漿法、電化學法和熱處理法等，都可取得較好效果；也可采用樁基，穿越軟土層，使建筑物置于堅硬的卵石（或巖石）層上，但資金投入大、工期較長；還可采用換土壓實法和強夯法來處理軟弱土地基，只要施工方法符合規范要求，效果同樣會很好。

2.1 換土壓實法

其施工工藝是；沿基礎外邊各放寬1.5m 大開挖，整塊地基土換土，換土深度為基底下1.5～2.0m，換填材料為開挖出的原土。為提高碾壓效果，要求換填土處于最佳含水率時碾壓，碾壓夯實時，每層虛鋪厚20～30cm，用15 噸壓路機碾壓時，碾壓3～4 遍，壓槎碾壓；用振動壓路機碾壓為2～3 遍，也應壓槎碾壓。 壓實后的地基土干重度大于16kN/m3，壓實系數約為0.9～0.95,承載力標準值為120～150kPa。但上列數據僅反映經壓實的換填土，其下臥層仍為原狀土，崩裂及濕陷性并未消除，仍屬軟弱土層，因此，采用換土壓實法還應注意以下幾點：

（1）埋于地基土中的給排水管溝應增設防滲漏措施，以防滲漏水滲至下臥層造成基礎下沉；

（2）為增強換填土土體結構，可在換填層厚度的上、中、下分別鋪設50～10cm 厚的粗骨料（卵石或戈壁等）后再按規定虛鋪20cm～30cm換填土，碾壓、夯實；

（3）換填土最上面一層可改為30cm 厚的3：7 灰土，碾壓、夯實，以利于基礎底部荷載均勻擴散至地基上。

2.2 強夯法

其施工工藝是將十幾噸至幾十噸的重錘提到10m 以上自由落下，在極短的時間內對地基土施加一個巨大的沖擊動能，這種能量轉換為振動波傳到土中， 使土顆粒重新排列成更為緊密而穩定的結構，從而提高其物理力學性能， 使其承載力和抗液化能力得到很大提高。具體施工時通常可用16t 履帶吊車將10t 重錘提到10m 高處，采用自動脫鉤裝置使重錘自由落下，瞬時給地基土約100tm 的沖擊能。 通常采用一遍夯擊后再順次夯擊的方法，夯擊的面積為沿基礎邊線再擴大一錘的距離（約2m）；夯擊時要求壓錘?壓槎夯擊，每個夯點8～10 擊。夯擊后土的干重度可達16.8kN/m3以上， 承載力標準值達180～200kPa，加固深度可達1.5～2.5m,影響深度可達4.5～5.5m。 強夯時還應注意以下幾點：

（1）強夯時應嚴格按施工規范要求的夯擊參數施工。為確保安全，最后二擊的夯沉量應為≤3㎝；

（2）兩遍夯擊的間隙時間應控制在3 ～7d 為宜；

（3）最后一遍夯擊前，土層表面鋪設一層厚約5㎝～10㎝粗骨料（卵石或碎石），夯實后可提高地基剛度。

3 換土壓實法與強夯法比較

這兩種方法由于工藝過程不同， 傳給地基土的能量也有較大差異，加固后的地基土在物理力學指標上肯定也有一定差異，尤其在加固的影響深度、消除濕陷性以及工期等方面都有較大差異。

3.1 強夯法傳給地基土較大的振動波，加固影響深度大，能部分或全部消除地基土濕陷性； 換土壓實法施工時給地基土的沖擊荷載較小，基本上相當于靜載壓力， 只能改變換填土部分的某些物理力學指標（如密實度），影響深度只限于換土層，且無法消除未換部分的濕陷性，其下臥層仍具有原土的特性。因此，換土壓實法只能用于小型的、次要的工程中，而強夯法則可用于較大工程的地基處理。

3.2 強夯法可消除或減輕其影響范圍內地基土的液化度， 以利于建筑物抗震；而換土壓實法則無法改變換土部分以下的土層的液化度。

3.3 強夯法由于地基承載力標準值提高較多，且影響深度大，因此，建筑物基礎用料遠比換土壓實法少得多。此外，在正常條件下，強夯法施工工期可以比換土壓實法少約1/3～1/4。

經過對濕陷性地基特性的分析和處理方法及其效果的對比，本商住樓工程的地基土采用強夯法進行處理。在施工單位進行強夯法處理時，工程地勘設計人員也全程參與，處理效果完全符合設計要求。該工程建成投入使用至今，從未發生過任何異常情況，受到建設單位、質監單位、監理單位的一致好評。