濕陷性黃土地基處理的一般方法

摘要：針對濕陷性黃土對工程的不利影響，詳述對濕陷性黃土地基處理的一般方法，具體包括強夯法、灰土置換法、預浸水法、樁基礎法。

關鍵詞：濕陷性黃土、強夯、灰土置換、預浸水、樁基礎、地基處理

濕陷性黃土是一種非飽和的欠壓密性土，內部具有大孔和垂直節理，在天然狀態下，其壓縮性較低，強度較高。但遇水浸濕時，土的強度明顯降低，在自重壓力下即可引起較大的濕陷變形，并且下沉量大、下沉速度快，對建筑物危害性極大。濕陷性黃土在我國主要分布在山西、陜西、甘肅中部、河南西部的大部分地區，濕陷性黃土的變形包括壓縮變形和濕陷變形兩種。

壓縮變形是在土的天然含水量下由于建筑物的負荷所引起的，一般地基的壓縮變形很小，大部分在其上部結構的允許變形值范圍以內。不會影響建筑物的安全和正常使用。濕陷變形是由于地基被水浸濕所引起的一種附加變形，往往是局部和突然發生的。而且很不均勻，對建筑物的影響很大，危害性很嚴重。

因此，在濕陷性黃土地區的建筑物設計中，為了保證建筑物的安全和正常使用，往往需要采取相應的地基處理措。

本文將針對濕陷性黃土發生的危害談一下此類土質處理的一些常用方法。地基處理中首先要考慮的問題是處理地基到多大范圍才能既經濟又能獲得明顯的效果。由土的飽和自重壓力所引起的自重濕陷與其濕陷性和黃土層厚度有關.其變形范圍往往包括全部自重濕陷性黃土的厚度。根據濕陷變形范圍，地基的處理厚度（從基礎底面算起）可分為處理全部濕陷變形范圍和部分濕陷變形兩種。前者的處理目的是消除建筑物地基的全部濕陷量，而后者只是消除部分濕陷量。地基處理寬度的大小一般可從控制側向變形、擴散附加壓力和防水要求等方面來考慮。濕陷性黃土地基受水浸濕時，常伴隨著大量的側向變形，而由其所引起的豎向變形有時竟占總濕陷攝的60%～70%；側向變形最遠發生在距板以外約0.5倍～0.75倍承壓板寬度處。因此.為防止或減少大量的濕陷變形，應將發生側向變形的大部分范圍包括在處理寬度以內。

常用方法有：強夯法、灰土置換法、樁基礎法。

強夯法對濕陷性黃土的地基處理：

強夯法對于淺基礎工程不需要挖方，對基礎埋深在2m深內的建筑物而言，鏟去基礎范圍內的表層土，進行強夯后即可直接施工基礎工程。強夯法因施工投入的勞力少，效率高、工期短，并且受天氣影響不明顯，對施工場地要求較低等特點，而受到廣泛關注與采用。強夯法需要使用起重機與重錘，通過使用大噸位重錘給地基以強大能量的夯擊，使土中出現沖擊波和很大的沖擊應力，迫使土顆粒重新排列，排除孔隙中的水和氣，使土質壓密達到固結，從而在大深度范圍內，提高土體強度，降低其壓縮性，消除黃土的濕陷性。強夯法施工可按以下步驟進行：1、清理并平整施工場地，進行表面松散土層碾壓，修筑機械設備進出道路； 2 、標出第一遍夯點位置，并測量場地高程；3、夯錘進場時應過磅秤重，按設計要求的夯擊能計算落距，起重機就位后夯錘置于夯點位置； 4、測量夯前錘頂高程；5、將夯錘起吊到預定高度，開啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，若發現因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應及時將坑底整平；6、重復步驟5，按設計規定的夯擊次數及控制標準，完成一個夯點的夯擊；7、換夯點，重復步驟3至6、完成第一遍全部夯點的夯擊；8、用推土機將夯坑填平，并測量場地高程； 9、在規定的間隔時間后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數，最后用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程。

強夯后的地基處理，經試驗測得可達到一般建構筑的地基承載力要求。

預浸水法對濕陷性黃土的地基處理：

濕陷性黃土地基預浸水法是利用黃土浸水后產生自重濕陷的特性，在施工前進行大面積浸水使土體預先產生自重濕陷，以消除黃土土層的自重濕陷性，它只適用于處理土層厚度不大于10m，自重濕陷量計算值不大于500mm的黃土地基，經預浸法處理后，淺層黃土可能仍具濕陷性，需做淺層處理。預浸水法用水量大、工期長，一般應比正式工程至少提前半年到一年進行，不適于工期要求較緊的工程，在對地基浸水前需沿場地四周修土埂，并設置標點以觀測地面及深層土的濕陷變形，浸水期要加強觀測，浸水初期水位不易過高，待四周地表出現環形裂縫后再提高水位，濕陷性變形的觀測應到沉陷基本穩定為止。預浸水法用水需求量較大，對于缺水少雨、水貧乏地區，不易采用，當下部土層存在隔水層時，預浸時間加大，工期延長，都將是制約工期的因素。

灰土置換法對濕陷性黃土的地基處理：

灰土墊置換法是采用二八灰土或三七灰土對濕陷性黃土地基進行置換，即將基礎下一定深度范圍內的濕陷性黃土挖除，采用消石灰與土的2∶8或3∶7的體積比進行配合，經過篩分拌合，再分層回填，分層夯實的一種方法，夯實過程中必須嚴格控制好灰土的拌制比例，拌合料的含水率，這將對夯實質量起到重要影響。在實際施工過程中，不可能用儀器對每一層土樣進行含水率、壓實度測定，只能通過“握手成團，落地開花”的直觀方法來進行測定，但這種方法存在測定偏差，且拌合料濕潤不夠均勻，往往存在上層土吸水飽和，下層土仍然干燥的現象，使拌合料質量得不到很好的保證。并且當處理的土層厚度超過3m時，挖填土方工程量較大，施工工期較長，對施工質量和施工進度造成一定的影響。所以灰土置換法存在施工局限性。

樁基礎法對濕陷性黃土的地基處理：

樁基礎既是一種基礎形式也可以看作為一種地基的處理措施，是在地基土中有規則的布置灌注樁或鋼筋混凝土樁，以提高地基的承載能力。樁基礎是一種常用于高層建筑物和重要結構物的地基基礎形式，樁基礎根據施工方法不同分為：人工挖孔樁、打入樁（預制管樁）、爆擴樁、鉆孔灌注樁等，樁根據受力形式不同分為端承樁和摩擦樁，端承摩擦樁、摩擦端承樁等，其中人工挖孔樁是人工將樁基位置的土挖至設計標高，然后進行混凝土的澆筑施工，此方法施工操作工藝簡單，施工方便，不需要大型機械設備。單樁承載力較高，可直接檢查樁的外形尺寸和持力層情況，受力性能可靠，抗震能力強。并且可多樁同時進行作業，施工速度相對較快，節省設備投資，能降低工程造價，但井下作業條件差，環境惡劣，勞動強度大，安全和質量特別重要。打入樁是將混凝土樁在施工現場預制，待達到設計強度后使用打樁機打入土中的方法，此法產生的噪音較大，不適合晚間或在居民區周圍作業。

鉆孔灌注樁是使用鉆機成孔后，吊放鋼筋籠澆筑混凝土的一種方法，此法比打入樁噪音小，能形成比打入樁更大直徑的樁，勞動強度也較挖孔樁低，安全性較好，缺點是用于鉆孔護壁的泥漿若控制不嚴，極易造成場內環境污染，且無論如何清孔，孔底都會留有或多或少的沉渣；在澆筑混凝土時，混凝土從細長的導管落下，因落差太大容易造成樁底部位的混凝土離析形成“虛尖”、“干碴石”；孔壁的泥皮會阻礙樁身與樁周土的結合，降低摩擦系數。爆擴樁是在樁孔底部進行爆破擴底形成擴大頭的一種施工方法，樁基礎處理方法在工業與民用建筑中使用較多，其相對其他地基處理方式來講，承載力能夠得到足夠保證，這也是樁基礎應用面較廣的一個重要原因。

1、《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008） 中國建筑工業出版社

2、《 建筑地基基礎設計規范 》GB 50007-2011 中國建筑工業出版社

3、《建筑地基處理技術規范 》JGJ79-2012 中國建筑工業出版社