對南部山區特殊土質地基防滲處理的探討

【摘要】這兩年強夯法以其處理地基施工簡便、速度快、效果好、造價低等優點，在牧區濕陷性黃土處理方面得到廣泛應用和推廣。

【關鍵詞】特殊土質；濕陷性黃土；地基處理

1、工程概況

2014年新疆瑪納斯縣瑪納斯河水利管理處開工建設的三個項目工程不同程度地存在著特殊土質段的施工（濕陷性黃土），因為項目區地理位置的復雜性，造成設計、施工一連串的滯障效應。也正是得益于之前對相似土質的處理經驗，造就了團結干渠二期、三期改擴建工程5.5 km（近5萬m3）濕陷性黃土的制備工藝。

2、牧區濕陷性黃土地基處理措施

濕陷性黃土在未受水浸濕時，一般強度較高，壓縮性較小。當在一定壓力下受水浸濕，土結構會迅速破壞，產生較大附加下沉，強度迅速降低。這就是2014年中灌項目610m渠道雖然施工中進行了防滲處理，依然在輸水過程的當天出現塌陷的根本原因。故在濕陷性黃土場地上進行施工，應根據水利工程的重要性、地基受水浸濕可能性的大小和在使用期間對不均勻沉降限制的嚴格程度，采取以地基處理為主的綜合措施，防止地基濕陷對水利工程產生危害。

2.1 墊層法

墊層法是先將基礎下的濕陷性黃土一部分或全部挖除，然后用素土或灰土分層夯實做成墊層，以便消除地基的部分或全部濕陷量，并可減小地基的壓縮變形，提高地基承載力，可將其分為局部墊層和整片墊層。

2.1.1 局部土墊層的處理寬度超出基礎底邊的寬度較小，地基處理后，地面水及管道漏水仍可能從墊層側向滲入下部未處理的濕陷性土層而引起濕陷，因此，設置局部墊層不考慮起防水、隔水作用，地基受水浸濕可能性大及有防滲要求的建筑物，不得采用局部土墊層處理地基。

2.1.2 整片墊層的平面處理范圍，每邊超出建筑物外墻基礎外緣的寬度，不應小于墊層的厚度，即并不應小于2m。

2.1.3 一般情況下在牧區地下水位不可能上升的自重濕陷性黃土場地，當未消除地基的全部濕陷量時，對地基受水浸濕可能性大或有嚴格防水要求的建筑物，采用整片土墊層處理地基較為適宜。但對于平原區地下水位有可能上升的自重濕陷性黃土場地，應考慮水位上升后，對下部未處理的濕陷性土層引起濕陷的可能性。

2.2 重錘表層夯實及強夯

重錘表層夯實適用于處理飽和度不大于60%的濕陷性黃土地基。一般采用2.5～3.0t的重錘，落距4.0～4.5m，可消除基底以下1.2～1.8m黃土層的濕陷性。非自重濕陷性黃土地基，其濕陷起始壓力較大，當用重錘處理部分濕陷性黃土層后，可減少甚至消除黃土地基的濕陷變形。因此在非自重濕陷性黃土場地采用重錘夯實的優越性較明顯。

2.3 擠密樁法

擠密樁法通過成孔或樁體夯實過程中的橫向擠壓作用，使樁間土得以擠密，從而形成復合地基。值得注意的是，不得用粗顆粒的砂、石或其它透水性材料填入樁孔內。

2.3.1 機械打樁成孔橫向加密土層，改善土體物理力學性能

在土中擠壓成孔時，樁孔內原有土被強制側向擠出，使樁周一定范圍內土層受到擠壓，擾動和重塑，使樁周土孔隙比減小，土中氣體溢出，從而增加土體密實程度，降低土壓縮性，提高土體承載能力。土體擠密范圍，是從樁孔邊向四周減弱，孔壁邊土干密度可接近或超過最大干密度，也就是說壓實系數可以接近或超過1.0，其擠密影響半徑通常為1.5～2d（d為擠密樁直徑），漸次向外，干密度逐漸減小，直至土的天然干密度，試驗證明沉管對土體擠密效果可以相互疊加，樁距愈小，擠密效果愈顯著。

2.3.2 灰土樁與樁間擠密土合成復合地基

樁徑宜為300～450mm，并可根據所選用的成孔設備或成孔方法確定；樁距可為樁徑的2.0～2.5倍；樁頂標高以上應設置300～500mm厚的2：8灰土，其壓實系數不小于0.95；灰土擠密樁和土擠密樁復合地基承載力特征值：《建筑地基處理技術規范》JGJ79-2002規定應通過現場單樁或多樁復合地基載荷試驗確定。

質量檢驗：灰土擠密樁和土擠密樁地基竣工驗收時，承載力應采用復合地基載荷試驗。

一般來說，在擠密樁長度范圍內土體的濕陷性已完全被消除處理后的地基與上部結構渾然一體，即使樁底以下土后的土體即使有沉降變形，也是微小的和均勻的，不致對上部結構形成威脅。樁的間距的大小直接影響到擠密效果的好壞，也與工程建設的經濟性密切相關。

2.4 樁基礎

在濕陷性黃土場地上，不允許采用摩擦型樁，應根據場地工程地質條件，采用穿透濕陷性黃土層的端承型樁（包括端承樁和摩擦端承樁），其樁底端以下的受力層：在非自重濕陷性黃土場地，必須是壓縮性較低的非濕陷性土（巖）層；在自重濕陷性黃土場地，必須是可靠的持力層。這樣，當樁周的土受水浸濕，樁側的正摩阻力一旦轉化為負摩阻力時，便可由端承型樁的下部非濕陷性土（巖）層所承受，并可滿足設計要求。

2.5 預浸水法

預浸水法是在在渠道大開挖后預先對濕陷性黃土進行大面積浸水，使土體在飽和自重應力作用下，發生濕陷產生壓密，以消除全部黃土層的自重濕陷性和深部土層的外荷濕陷性。團結干渠二期、三期改擴建工程濕陷性黃土占線長、開挖、制備量大、動工在秋末等天時地利的條件，遂采用將開挖出的2/3土方成槽制備于渠邊線附近，此時取樣送檢得出天然含水率，待冬季雪水摻勻后再度送檢達標后鋪填碾壓處理。

3、牧區濕陷性黃土防水措施

3.1 基本防水措施

在水工建筑物布置、場地排水、基礎防水、散水、排水溝、管道敷設、管道材料和接口等應采取防止雨水或生產經營用水的滲漏。

3.2 檢查漏水措施

在基本防水措施的基本上，對防護范圍內的地下管道應增設漏管溝和檢漏井。

3.3 嚴格防水措施

在檢漏防水措施的基礎上，應提高防水地面、排水溝、檢漏管溝和檢漏井等設施的材料標準。

4 結語

為了減小或調整建筑物的不均勻沉降或適應地基的變形。對于濕陷性黃土地基上的結構措施通常要注意以下細節：

a不論是水工建筑物還是管道引水，都要按設計中的使用及維護說明進行管理；

b在濕陷性黃土地基上的非濕陷性土場地上的水工建筑物基礎應按現行國家標準《建筑地基基礎設計規范》GB50007的有關規定執行。