淺析如何選擇濕陷性黃土地基的處理方法

楊海峰

摘 要：濕陷性黃土泛指飽和的結構不穩定的黃色土，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，因浸水后土的結構破壞而發生顯著附加變形的土稱為濕陷性土，屬于特殊土。土的這種特性，會對結構物帶來不同程度的危害，使路基及結構物大幅度沉降、折裂、傾斜，嚴重影響安全和使用。本文通過工程實例剖析了如何選擇地基處理方法，為工程實踐提供了經驗。

關鍵詞： 濕陷；地基；處理；方法；選擇

中圖分類號：TU472 文獻標識碼：A

北陽莊礦井位于華北北部，該地區為黃土濕陷區，工業廣場范圍內的地層主要由第四紀濕陷性黃土狀土層和碎石層構成，碎石以夾層的形式存在于黃土狀土中，且多不連續，俗稱“砂葫蘆”。地基土自上而下分為如下4層：

第1層黃土狀粉質粘土：黃褐-褐黃色，土質松散，可見零星礫石，具大孔，垂直節理發育，塊狀結構，含少量云母，干強度中等，無搖震反應。厚度為0.60-5.70m，平均3.79m；層底標高：989.00-1004.88m，平均995.13m，層地埋深：0.60-5.70m，平均3.95m；該層具濕陷性，局部含1-1碎石夾層。

第1-1碎石夾層：雜色，該層以夾層形式存在于（1）層中，骨料成分以安山巖、玄武巖為主，粒徑變化較大，一般2-6cm，最大粒徑25cm，碎石含量約占50%，充填物為粗、礫砂和粘性土，厚度：0.50-2.50m，平均1.35m。

第2層黃土狀粉質粘土：褐黃色-黃褐色，含少量鈣質條紋，孔隙發育，無搖震反應，稍有光滑，中等干強度，中韌性。厚度：1.20-6.90m，平均4.55m；層底標高：983.29-998.68m，平均989.25m，層底埋深：3.80-12.00m，平均9.69m；該層具濕陷性，局部含2-1碎石夾層。

第2-1碎石夾層：雜色，該層以夾層形式存在于（2）層中，骨料成分以安山巖、玄武巖為主，粒徑變化較大，一般3-8cm，最大粒徑45cm，碎石含量約占50%-60%，充填物為粗、礫砂和粉質粘土。厚度：0.50-5.50m，平均1.96m。

第3層黃土狀粉質粘土：褐黃色-黃褐色，土質較均勻，含云母、鐵猛結核，局部可見鈣質結核，稍有光滑，無搖震反應，中等干強度，中韌性。堅硬-可塑狀態。厚度：2.50-7.30m，平均5.23m；層底標高：977.86-991.09m，平均981.83m，層底埋深：10.20-17.20m，平均15.29m；該層不具濕陷性，局部含3-1碎石夾層。

第3-1碎石夾層：雜色，該層以夾層形式存在于（3）層中，骨料成分以安山巖、玄武巖為主，粒徑變化較大，一般3-8cm，最大粒徑50cm，碎石含量約占50%-65%，充填物為粗、礫砂和粉土，厚度：0.90-4.10m，平均1.96m。

第4層黃土狀粉質粘土：黃褐色，土質均勻，含黑色鐵猛結核。飽和度（Sr）多數為100%。屬飽和黃土狀土，無搖震反應，中等干強度，中韌性。硬塑-可塑狀態。局部含4-1碎石夾層。鉆孔所揭露最大厚度為13.70m。本次勘察未穿透該層。

第4-1碎石夾層：雜色，該層以夾層形式存在于（4）層中，骨料成分以安山巖、玄武巖為主，粒徑變化較大，一般3-8cm，最大粒徑50cm，碎石含量約占50%-65%，充填物為粗、礫砂和粉土，厚度：1.50-1.50m，平均1.50m。

根據土的分析結果，第1、2層黃土狀土具有濕陷性。濕陷深度自天然地面算起約3.8-11.0m，一般為天然地面下10m左右。按《濕陷性黃土地區建筑規范》（GB50025-2004）表4.4.7，判定場地為Ⅲ級自重濕陷性場地，部分地段為Ⅱ級非自重濕陷性。根據北陽莊礦井地質勘查報告、國家相關規范和工程特征、工業場地實際工程地質條件，我們用北陽莊礦井辦公樓工程為例來說明如何選擇最優的地基處理方案。辦公樓地基土為濕陷等級為Ⅲ級自重濕陷性黃土，黃土深度近8m，建筑物按丙類考慮。處理方法有：

1 換土墊層法

換土墊層法是用非濕陷性黃土代替濕陷性黃土，從而達到消除或減小濕陷性黃土的濕陷量。具體可用素土或者3：7灰土墊層等來代替濕陷性黃土。

2 強夯法

強夯法是用起重機械將大噸位夯錘（一般在10t左右）起吊到一定高度（8m以上），自由落下，對土體進行夯擊，通過強大的夯擊能，迫使土中孔隙壓縮，孔隙率降低，土體迅速固結，從而提高地基土的承載力，消除黃土的濕陷性。

3 夯擴擠密水泥土樁

夯擴擠密水泥土樁屬于半剛性樁，其成孔及夯實設備均采用柱錘夯擴機，采用導管進入土層后，孔內重錘（錘重1.5t～5t）對地層進行夯擊，穿透濕陷性土層后，開始進行填料（樁體材料采用干粉水泥和土攪拌，形成水泥土樁），用細長錘反復進行夯擊，使孔底形成擴大頭，樁端位于非濕陷性土層之中。達到上部對濕陷性黃土進行擠密，消除濕陷性黃土層的濕陷性，下部進入好的持力層，提高承載力，并能有效減小地基土的變形。

下面分析一下各種處理方案。換土墊層法適用于次要建筑物，且濕陷等級為Ⅱ級非自重濕陷性土，根據《建筑地基處理規范》JGJ79-2002規定換土處理厚度不宜大于3m。因此對于Ⅲ級自重濕陷性土不宜采用本辦法，Ⅱ級非自重濕陷性土可采用本辦法。對于辦公樓來說，濕陷性黃土厚度近8m，要全部消除黃土的濕陷性對強夯能擊要求很高，要夯錘在20t以上、起吊高度在25m以上才能達到消除濕陷性的目的。強夯法雖然施工工藝簡單，但是由于要消除濕陷性黃土的厚度大，需要的強夯能擊高，震動會非常大，對周圍的建筑和管網都有影響，還要受天氣的制約，施工過程中雨水較多會造成強夯坑內積水導致地基翻漿，嚴重影響工程質量，工期也沒有保障。而夯擴樁承載力高，內夯錘能量較大，抗拔性能好，地質適應面廣，布樁靈活，場地不用清障，環境污染小，噪音小，振動小，成樁率高，施工工藝簡單，施工質量容易控制。

通過比較，最后我們選擇了夯擴擠密水泥土樁作為北陽莊礦井辦公樓工程的地基處理方案。

通過檢測，地基承載力符合要求，濕陷性已基本消除，達到了預期目的，目前辦公樓已投入使用5年，無沉降現象。

從北陽莊礦井地基處理工程我們可以總結出，對于每一個不同的建筑物，我們都要通過地基土的特性、建筑物等級、施工周邊環境、施工進度要求、施工隊伍的經驗等內容進行方案比選，從社會、經濟等方面綜合比較，選出一個經濟、合理的方案來。

參考文獻

[1]盧君萍.淺談濕陷性黃土地基的處理及下沉的檢查方法[J].甘肅科技，2010，26（10）：111-113.