濕陷性黃土地區地基處理試驗分析

張成楊

摘 要：地基是承載建筑物重要的載體，地基的強度和穩定性直接關系到建筑物的正常使用情況。為了適應黃土地區工程建設的發展需要，文章就濕陷性黃土的概念和特性進行分析，探討濕陷性黃土地區地基的處理方案，并對濕陷性黃土地區地基處理的試驗進行研究，以便根據濕陷性黃土的實際情況建立相適應的建筑物，促進濕陷性黃土地區的發展。

關鍵詞：濕陷性；黃土地區；地基處理試驗

引言

隨著西部開發和能源基地的建設，中西部地區大中型工程逐漸增多，大中型工程的建設需要具有較高的承載力和較小變形的地基，然而中西部地區大多土地為濕陷性黃土，黃土在浸水的情況下，極易發生大幅度的下沉或不均勻沉降的現象，從而造成建筑物地基變形，給工程帶來巨大的損失[1]。另外，地基處理費用所占比例比較大，地基處理的工期較長，對地基處理方案進行優化改進，能夠有效的促進工程質量的提高， 減少工程資金的投資。因此，對濕陷性黃土地區的地基進行處理具有重要意義。

1 濕陷性黃土的概念和特性

1.1 濕陷性黃土的概念

其一，濕陷性變形。濕陷性黃土在上覆土層自重力的作用下或者在自重應力和附加應力的作用下，由于浸水后黃土的結構破壞進而發生的顯著性附加變形的黃土，即稱之為濕陷性黃土。濕陷性黃土通過其特定生成的環境、發生原因、地理地貌、氣候條件、特殊結構狀況等影響，使得在壓力和水的作用下發生濕陷性的現象，從而產生濕陷性變形。由于受力條件不同，濕陷性變形可以分為自重濕陷性變形和外力影響濕陷性行變性。

其二，濕陷性類型。濕陷性黃土類型分為自重濕陷性和非自重濕陷性。自重濕陷性主要是由于濕陷性黃土地基被水浸濕后，沒有受到外部的附加應力影響，僅在地基土的自重壓力作用下發生濕陷。非自重性濕陷是指濕陷性黃土地基或場地沒有外部附加荷載的作用下不發生濕陷，濕陷性的發生需要有一定的附加荷載作用，并在浸水的作用下發生濕陷[2]。

1.2 濕陷性黃土的特性

其一，結構性。濕陷性黃土是一種結構性黃土，其在形成初期，通過季節性少量的雨水和干旱性天氣使得黃土形成以粗粉粒為主的多孔隙結構。其二，欠壓實性。濕陷性黃土由于其特殊的地質條件，使得在沉積的過程中，進程比較緩慢，上覆壓力增長速率快于顆粒間固化速率，從而使得黃土的顆粒保持著比較疏松的高孔隙結構，處于欠壓密狀態，欠壓密狀態是黃土產生濕陷性的重要條件。

2 濕陷性黃土地區地基處理方法

在我國西北地區時常會遇到黃土地基處理問題，處理方面包括對低濕度濕陷性黃土消除或減少濕陷變形的危害，還需要提高地基的承載力，減少有害壓縮變形問題。目前國內外常見的黃土處理方案主要有墊層法、夯實法、擠密法、預浸水法、樁基礎法、化學加固法等[3]。

其一，墊層法。墊層法是將地基下的濕陷性黃土進行挖除，用素土或灰土分層做成墊層，達到消除地基部分或全部的濕陷量，以便減少地基變形，從而提高地基的承載力。墊層法分為局部墊層和整片性墊層。當需要挖除地基下1到3米的濕陷性黃土的濕陷量時，需要采用局部墊層法處理。當需要增加墊層土的承載力時，需要采用整片性墊層法處理。

其二，夯實法。夯實法適用于濕陷性黃土的飽和度Sr<60%的地基處理中，此方法主要用吊升設備將重錘從高空自由下落，作用于地基，增強地基的強度，增加地基的受力性能[4]。

其三，擠密法。擠密法主要運用在地下水位以上的濕陷性黃土地基的處理中，施工時要預先設計好在基礎平面位置布置樁孔和成孔，將備好的素土或灰土在含水量的情況下分層填入樁孔內，將土夯實達到標準要求。并通過成孔和樁孔橫向擠壓作用，使得樁基土更加緊密。

其四，預浸水法和化學加固法。預浸水法由于耗量比較大，在使用的過程中具有一定的局限性；化學加固法適用于建筑物的地基加固，兩種方式的使用范圍比較小。

其五，樁基礎法。樁基礎不是自然形成或人工造成的地基，而是簡單的基礎的范疇，主要將上部分的荷載轉移到樁側和樁底端的土巖層中[5]。通過使用開挖、鉆孔等方式形成樁。在濕陷性黃土地基或場地中避免使用摩擦型樁，在設計樁基礎的時候，不僅要考慮到樁本身的強度要求，還需要根據場地工程地質條件分析，選用適合場地的樁。

3 濕陷性黃土地區地基處理的試驗研究

對濕陷性黃土地基的處理試驗研究主要是通過研究強夯法加固黃土地基的試驗。強夯法加固黃土地及的承載力試驗和結果。本研究選取西部某地區進行試驗，在同試驗區分別選取原地基土區和強夯地基處理區。強夯區在處理前未進行原位測試試驗，為了研究強夯區地基處理效果，需要將原地基土區土層的參數作為強夯區處理前的土層的力學參數。從地質學角度來看，這種處理方式是合理的。根據相關地質資料，在場區選取試驗場地，面積為20×20m，分四個試驗區強夯點在地基表面，夯點中心距離為3.5m。強夯完成后，在場地進行載荷試驗、旁壓試驗、動力觸探試驗、標準貫入試驗等對黃土地區地基的承載力進行試驗。詳情如表1所示。根據這幾種試驗可以看出，地基土體的承載力均有顯著加大，土體被強力擠密，孔隙大幅度減小。表明強夯法在處理濕陷性黃土地基的過程中具有較好的效果。

表1 強夯法地基處理前、后土層力學參數變化表

4 結束語

通過對濕陷性黃土的變形、類型以及特性分析，列舉出國內外幾種常見的濕陷性黃土地基處理方案，并對這些方法進行細致的研究和探討，并通過強夯法加固黃土地基的試驗的研究分析，在處理濕陷性黃土地基問題中，強夯法具有較明顯的效果。在實際中，還需要根據當地黃土的特性和實際情況進行分析，選取一種最佳處理方案，合理運用先進技術和材料等，對濕陷性黃土地基問題進行處理。

參考文獻

[1]羅宇生.濕陷性黃土地基處理[M].北京：中國建筑工業出版社，2010.

[2]陳正漢.黃土的濕陷變形機理[J].巖土工程學報，2011，18（2）：34-35.

[3]劉祖典.陜西關中黃土變形特性和變形參數的探討[J].巖土工程報，2011，26（3）：24-31.

[4]張煒.我國黃土工程性質研究的發展[J].巖土工程學報，2012，17（6）：85-86.