濕陷性黃土地基濕陷機理評價及處理方法

賈 瑞 杰

(山西省化工設計院，山西 太原 030024)

?

濕陷性黃土地基濕陷機理評價及處理方法

賈 瑞 杰

(山西省化工設計院，山西 太原 030024)

基于濕陷性黃土地基的濕陷機理，介紹了黃土地基濕陷性與施工現場濕陷類型的評定方法，并闡述了幾種常用的濕陷性黃土地基的處理技術，從而提高黃土地區地基的承載力。

黃土，地基，濕陷性，承載力

自二十世紀五六十年代初，我國就開始了對濕陷性黃土地區工程的研究，并且在隨后的研究中制定以及實施了《濕陷性黃土地區建筑規范》，這一規范成果對我國的濕陷性黃土地區特征進行了綜合分析，并且給黃土地區工程施工帶來了許多借鑒經驗。濕陷性黃土地基出現變化是造成濕陷性破壞性事故的根本原因，當前，我國對于濕陷性黃土地基的評價仍然采用的是文獻參考法，以及結合黃土建筑工程項目的施工經驗，在一些等級要求比較低的工程中運用這種方式并不會出現很大的問題，但是對于重要的工程建設來說，必須保障地基的穩定性，否則很容易出現濕陷性破壞性事故。對于濕陷性黃土地基首先需要做好濕陷性機理評價工作，了解黃土地基的濕陷機理標準，才能根據黃土地基的特點采用合適的地基處理方法，提高黃土地區地基工程施工質量。

1 濕陷性黃土地基的濕陷機理分析

當濕陷性黃土地基處于天然含水量的標準時，其一般具有很高的強度以及很小的壓縮性，黃土地基被水浸泡濕潤之后，雖然黃土地基會受到自重作用，但是也會出現劇烈變形的情況，當黃土出現變形情況之后，其強度就會逐漸降低，表現出濕陷性機理。同時，黃土地基的濕陷性機理和孔隙比例、壓力大小以及含水量存在密切相關的聯系。當黃土的孔隙比例越大，含水量越小時，就會導致濕陷性越強。當黃土地基的孔隙比例與含水量不發生變化時，其承受的壓力不斷增大，也會導致黃土地基的濕陷量增大，但是其承受的壓力必須維持在特定的數值范圍內，如果超過數值，就會使壓力和濕陷量成反比。濕陷性黃土地基不僅具有黃土的基本特性，其黃土顆粒成分主要為粉土顆粒，其中粉土顆粒的比重達到50%，同時，在黃土中存在許多孔隙，這些孔隙呈現多孔結構以及松散的狀態，其中孔隙所占的比例非常大，而且在黃土的天然剖面上會出現垂直機理，在黃土顆粒成分中，含有非常多的碳酸鹽、硫酸鹽等可溶鹽物質。在凝結黃土的過程中存在大孔結構以及多孔性特征，所以黃土一直保持著欠壓密狀態，如果黃土受到水浸泡，就會導致水分子進入黃土顆粒中，和黃土中蘊含的可溶鹽發生反應，對黃土的聯結薄膜產生極大的破壞性，而且還會導致黃土水膜加厚，逐漸降低了黃土的強度，當黃土承受的壓力增大時，就會破壞黃土的內部結構，黃土顆粒出現滑動現象，直接導致了黃土濕陷現象。由此可以發現，黃土的多孔特征和大孔特征是造成濕陷的基礎條件，而水和外界壓力是造成濕陷的間接條件，只有滿足這兩種條件，才能造成黃土地基濕陷。

濕陷性黃土地基濕陷機理主要分為這樣兩大類，一種是高可溶鹽的濕陷性黃土，另一種是高孔隙率的濕陷性黃土，只有了解這兩大類濕陷性黃土的濕陷機理特征，才能科學合理地對黃土濕陷性機理進行評價，在了解黃土的濕陷性機理特征之后，采用合適的地基處理方法來防止黃土的濕陷性危害。

2 黃土地基的濕陷性評價方法

2.1 黃土地基濕陷性的評定

目前，國內外對于黃土濕陷性的研究比較深入，其一般通過濕陷系數δ值來判定黃土的濕陷性，濕陷系數δ主要代表了單位厚度地層受到浸水壓力的影響，結果導致了黃土濕陷量的產生，濕陷系數δ也能夠對黃土層的濕陷程度進行定量表示，根據國際研究規定表示，當黃土受到壓力的作用，濕陷系數δ的數值不小于0.015，則代表了該地區的黃土為濕陷性黃土。

目前，在評定濕陷性黃土中所采用的方法為室內壓縮濕陷試驗的方法，其通過利用高度為20 mm的黃土土樣來進行浸水濕陷試驗，通過把處于天然含水量的黃土土樣置于測限壓縮儀中，然后對壓縮儀進行加壓試驗，當黃土土樣承受的壓力達到試驗壓力時，壓縮土樣穩定之后，就可以開始對黃土土樣進行浸水，當黃土土樣中飽含的水量達到飽和值時，就會快速下沉，黃土土樣的相關數值穩定之后，就能夠得到黃土土樣的浸水高度。根據室內壓縮濕陷試驗得到的結果對濕陷系數δ進行計算，根據黃土土樣在試驗中產生的應變值來計算黃土土樣的濕陷變形系數。這種計算方式中也存在較大的問題，那就是根據壓縮模量計算地基沉降，可能會存在更加嚴重的問題，出現這種情況的主要原因是浸水飽和的黃土土樣具備的受力特性和黃土地基土層浸水之后的受力性狀存在較大的差距，所以通過試驗得出的浸水黃土的濕陷系數不能準確代表黃土地基土層的濕陷性系數，需要進行實地考察和勘測研究。

2.2 施工現場的濕陷類型評定

根據國際相關規定顯示，在評定不同深度的黃土地基濕陷性系數時，需要當黃土處于飽和自重壓力的狀態時進行浸水試驗，在計算黃土地基的飽和自重壓力時，需要以天然地面為標準來進行計算，因此這也反映了自重濕陷系數與自重濕陷量的數值計算中，必須根據人為改變地面標高的方式進行計算。所以可以得到進一步設想，在施工單位進行現場勘測時，黃土地基的性質不會出現任何變化，只有黃土地基在挖方以及填方之后，才會導致黃土地基的濕陷類型出現變化，這樣不僅會增加工序，而且會浪費成本。因此，在勘測黃土地基的濕陷特性時，需要測取δ—p曲線，在計算黃土地基的濕陷性時，需要按照天然地面進行計算，以天然地面至濕陷性黃土層地面的距離來測取。

3 濕陷性黃土地基處理方法

近幾年以來，我國工程施工項目不斷增多，其中西部地區的濕陷性黃土地區工程規模逐漸擴大，為了提高工程的穩固性，必須消除黃土地基的濕陷性。當前，濕陷性黃土地基的處理方法多種多樣，針對不同等級的濕陷性黃土，需要充分考察黃土地基的土質與結構物，這樣才能選擇合適的黃土地基處理方法。在濕陷性黃土地基施工之前，首先需要進行現場勘察取樣試驗，通過室內壓縮濕陷試驗的方式，能夠對濕陷性黃土的特性進行綜合分析，了解濕陷性黃土層的厚度、類別以及濕陷系數，這樣才能對現場施工環境有一個充分的了解，在了解施工環境之后，選擇合適的地基處理方式，確保濕陷性黃土地基的承載能力。當前在濕陷性黃土地基處理中一般采用墊層法、夯實法、孔內深層法、擠密法、深層攪拌樁法以及化學加固法等方法。

4 結語

隨著科學技術的快速發展，濕陷性黃土地基評價和處理方法越來越先進，為了提高我國工程事業的發展，作為施工單位，必須不斷探索，才能妥善解決濕陷性黃土地基的濕陷破壞性問題，提高黃土地區地基工程施工質量。

[1] 孫建樂,孫洪飛,郭成軍.柴油錘沉管成孔DDC法灰土擠密樁處理濕陷性黃土地基[J].施工技術,2016(S1):6-9.

[2] 王宗文.灰土樁在處理濕陷性黃土地基中的應用與研究[J].施工技術,2015(S1):64-67.

[3] 安利強,馬周全,張世徑.濕陷性黃土隧道洞口地基處理方法[J].鐵道建筑,2016(2):73-75.

[4] 姚雪貴,姚志華,周立新.某機場自重濕陷性黃土場地地基處理試驗研究[J].建筑技術,2016,47(3):213-217.

The collapsibility mechanism evaluation and treatment method of collapsible loess foundation

Jia Ruijie

(ShanxiChemicalEngineeringDesignInstitute,Taiyuan030024,China)

Based on the collapsibility mechanism of collapsible loess foundation, this paper introduced the evaluation method of loess foundation collapsibility and collapsibility types in construction site, and described several commonly used treatment technology of collapsible loess foundation, so as to improve the bearing capacity in loess area.

loess, foundation, collapsibility, bearing capacity

1009-6825(2017)07-0068-02

2016-12-29

賈瑞杰(1982- )，男，工程師

TU475.3

A