濕陷性黃土地基變形與處理方法研究

李 禎

（河南工業職業技術學院，河南 南陽 473000）

濕陷性黃土地基變形與處理方法研究

李 禎

（河南工業職業技術學院，河南 南陽 473000）

本文闡明了黃土濕陷的機理，研究了濕陷性黃土地區建筑物地基不均勻沉降的原因，介紹了常用的處理濕陷性黃土地基的處理方法，大厚度自重濕陷性黃土地基處理方法及新型的處理方法。

濕陷性黃土；濕陷機理；濕陷原因；處理措施

我國黃土面積分布廣泛，在濕陷性黃土地區，首要的任務就是消除地基的濕陷性。本文對黃土濕陷產生不均勻沉降的原因及機理進行了分析，闡述了地基處理方法。

1　黃土的濕陷機理

黃土產生濕陷的機理有很多不同的觀點，例如溶鹽、毛管、膠體不足、結構假說、壓密理論和水膜楔入等，這些理論尚無法解釋黃土濕陷性的所有現象。黃土濕陷性受很多因素的制約，從力學性能分析來講，濕陷性黃土突出表現在三個方面：結構性、欠壓密性和濕陷性，結構性即指黃土的顆粒份、排列方式、空隙特征及膠結物特性等對黃土工程性質的影響。由微觀分析可知，黃土主要是由單個粉粒和膠結細微碎屑組成的集粒，另外還有少數片狀及棒狀顆粒通過顆粒與顆粒之間的點接觸，但是少數是由膠結方式接觸。它的單元形態確定了力的傳遞性能和土的變形性質，連接方式確定了土的結構強度，排列方式決定了土的穩定性。因此，集粒特性，單粒點接觸、大空隙性決定了黃土的濕陷性大。

2　濕陷性黃土地區建筑物地基不均勻沉降的原因分析

2.1勘察階段。勘察階段在整個建設過程中是非常重要的環節，濕陷性黃土的特殊工程性質，如果勘察階段為了降低費用而盲目估計黃土地層的成因及年代等，沒有明確地勘察濕陷性黃土的厚度、濕陷系數、地下水情況、地基承載力及周邊建筑物狀況等。

2.2設計階段。設計時應依據前期詳細勘察的資料及業主提供的準確資料，按照相應規范進行設計。設計單位應對濕陷性黃土地基的處理方案作出恰當的方案，如果設計方案不當，未嚴格按照黃土規范要求部分或者全部消除濕陷量，基礎型式設計欠妥，例如采用樁基礎設計時未穿透全部的濕陷性土層，水溝、水池與建筑物之間未采取必要的防護距離。屋面排水系統設計不當，一遇暴雨時雨水直接沖刷在黃土上造成濕陷。

2.3施工階段。如果地基處理質量不符合要求且壓實度也未達到規范規定值，填土質量欠佳，黃土浸水后將產生下沉。施工單位應對填土的壓實機具、壓實速度、壓實遍數、壓實厚度和土塊大小，土的含水率等嚴加把關。

2.4使用階段。使用階段產生的問題建設方應該引起高度注意，重視維修保養服務，例如管道漏水未及時修補，消防管道破裂不及時更換，造成無法挽救的損失。地基周圍長期處于泡水狀態，不及時引流等采取措施，造成地基不均勻沉降，墻面裂縫等。

3　濕陷性黃土地基的處理方法

在進行濕陷性黃土地基處理之前，首先需要對黃土的濕陷性進行評級，根據濕陷系數判斷濕陷性黃土的濕陷程度；其次是對自重濕陷量進行實測判定黃土場地的濕陷類型；再次，根據《濕陷性黃土地區建筑規定》判定濕陷等級，見表1所示。在黃土地區修建建筑物，按經濟角度分析，首先選用非濕陷性黃土地基，如果確定基礎位于濕陷性黃土上，應盡量利用非自重濕陷性黃土地基，這種地基技術要求相對低一些。

3.1墊層法

此方法適用于地下水位以上，小面積的處理，土層厚度為1～3m。施工時應先將基底以下的濕陷性黃土挖出，并利用基坑內的黃土或其他粘性土、灰土等混合均勻回填（以消除墊層范圍的濕陷性且減輕地基附加應力產生的下沉，避免地基的自重濕陷性顯現），然后采用夯實設備分層壓實，直至達到規范要求的壓實度。

表1　濕陷性黃土地基濕陷等級

3.2強夯法

此方法稱為固結法，適用于地下水位以上且飽和度≤60%的濕陷性黃土，可處理的土層厚度為3～12m，通過重錘自由下落對土體進行夯實，以提高土體強度且降低其壓縮性。該方法施工設備簡易、投資省、適用廣泛，原理直觀，特別對非飽和土加固效果明顯。但是強夯法處理黃土地基的突出問題是，地基不能防水，必須采取防水和排水相結合的工程措施，故也限制了其使用。

3.3擠密法

該方法適用于地下水位以上，飽和度≤65%的濕陷性黃土，處理的土層厚度在5-15m，它是通過沉管、沖擊、夯實、爆破等方法成孔，然后采用填料分層回填夯實的一種地基處理方法。該方法施工簡單，效果較明顯。另外，擠密樁對調節地基的不均勻沉降和提高防水抗滲性效果顯著，與強夯法相結合，可處理地基深度達30m左右。

3.4大厚度自重濕陷性黃土地基處理方法

前邊幾種常用的幾種濕陷性黃土地基處理方法對地基處理深度有限，隨著工程建設項目面臨土地資源緊張，不得不建造在大厚度濕陷性黃土地層上，因此，對地基處理的深度和難度大大增加，一般需要采用樁基穿透濕陷性黃土層，傳力于非濕陷性土層或可靠的持力層上。

孔內夯實擠密法是在擠密樁的基礎上發展起來的，它是先用長螺旋樁機鉆孔、人工挖孔或沉管打樁機成孔，向孔內填入素土、灰土等填料分層夯實，使得填料向孔周側向擠出，形成一種具有能量高、超擠密、超壓強的作用機制的擠密的復合地基。

3.5化學加固法高分子材料SH固化黃土

3.5.1化學加固法

該方法是將氯化鈣、硅酸鈉、氫氧化鈉、鉻木素紙漿廢液、丙烯酰胺和水泥漿等注入黃土，依靠溶液的本身反應或者與土中化學成分產生反應，產生凝膠將松散的顆粒膠結為整體來提高黃土的強度，降低透水性，消除濕陷性，效果較好，但是化學成分成本高，一般在特殊的工程中應用。在建筑工程中多采用水玻璃。

3.5.2高分子材料SH固化黃土

SH是以較低成本自行制備的新型高分析環境工程材料組成，主要有來源于化工廢料，成品是透明無色的水溶液。可以在常溫下固化，具備良好的物理力學性能。經試驗驗證SH液體固化劑固化黃土的強度較高，隨著SH摻量增加強度增加；其水穩定性和抗凍性能優越，是一種新型的黃土固化材料。

3.6夯擊固化新方法

強夯法處理過的地基抗水性、抗震性及動力特性均較差，必須同時采用防排水結合的工程措施。高分子材料固化突出效果是黃土具有抗水性，如果將深層濕陷性黃土強夯處理，表層噴灑高分子材料攪拌再夯實，將這兩種方法結合，既消除了黃土的濕陷性、抗震性及液化勢，還提高了地基處理效果，成本比全部采用高分子材料低。

4　結語

濕陷性黃土是工程界普遍關注的問題，強夯固化法是一種有應用前景的新型濕陷性黃土地基處理方法但是需在理論方法上加以系統研究，反復試驗分析，形成一套系統的在理論和實際應用中大量推廣的技術。

［1］秦曉棟，薛維俊.濕陷性黃土地基濕陷性機理、濕陷性評價及地基處理方法［J］.內蒙古石油化工，2009（2）：38-40.

［2］王銀梅，楊重存，等.新型高分子材料SH加固黃土強度及機理探討［J］.巖石力學與工程學報，2005，24（14）：2554-2559.

SubgradeDeformation and Treatment Method Study of CollapsibleLoess

Li Zhen
（Henan Polytechnic Institute，Nanyang Henan 473000）

This paper expounds the mechanism of loess collapsibility，studies the causes for uneven settlement of building foundation in collapsible loess area，and introduces the commonly used treatment methods of collapsible loess foundation，the treatment methods of thick self-weight collapsible loess foundation and the novel processing methods.

collapsible loess；collapsibility mechanism；collapsibility causes；treatment measures

U213.34

A

1003-5168（2015）12-0115-2

2015-10-16

李禎（1987-）男，碩士，助教，研究方向：土木工程。