特殊土地基中濕陷性黃土的綜合評價及其處理技術

摘 要：隨著我國經濟高速地發展，以及“一帶一路”戰略地實施，在未來一段時間里我國基礎設施建設將迎來一個新的發展高峰期。對于基礎建筑設施來說，建筑基礎的質量是保證建筑施工的前提，是評判建筑質量好壞的關鍵因素之一。針對我國中西北地區主要以黃土為主的特殊地質條件，對在地基基礎施工過程中出現的難點進行探討，最后提出解決的方法，為中西北地區濕陷性黃土地基處理提供一定地參考價值。

關鍵詞：濕陷性黃土 地基處理 地基承載力 評價指標 特殊土地基 經濟合理

一、引言

隨著改革開放以來，我國經濟實力整體增強，使得建筑工程行業得到了迅速發展，各省市區建筑明顯地多了起來。隨著我國“一帶一路”戰略實施，我國建筑工程還將得到大力發展，特別是中西部黃土區建筑物將越來越多，如甘肅、山西、陜西、寧夏、河南等地區，這些地區濕陷性黃土面積超過了黃土總面積的一半。

我國中西部自然條件表現出氣溫、濕度較低等特點，這些地區的黃土就表現出比較低的壓縮性和較高的抗壓強度。但是黃土一旦遇水后物理力學性質將發生很大變化，其變形壓縮量將增大，強度也會隨之降低到一定程度。在施工過程中，特別是在濕陷性黃土地區施工時，如果不將黃土進行特殊處理，將對建筑物建成后造成無法估量的災害。因此必須對濕陷性黃土地基進行相應地處理，才能達到建筑施工的要求。本文從強夯法和墊層法兩種方法對黃土地基處理進行探討，并闡明在實際施工過程中常見的問題，再借助于價值工程法進行評價，即在滿足安全可靠的前提下，合理的選擇濕陷性黃土地基處理的方案，減少消耗，節約成本，保護環境，促進技術和經濟的最大結合。

二、濕陷性黃土地基處理技術及處理難點

1.濕陷性黃土評價指標。黃土在我國中西北地區比較常見，主要是由于我國中西北干旱、少雨等氣候條件形成的，其礦物成分主要有長石、石英等。當黃土遇到水時，會導致土體的粘聚力下降，出現濕陷現象。濕陷性黃土評價指標主要有濕陷系數和飽和密度。其中通過測定土體飽和密度的大小，并與國家規定的標準值進行對比，可以判定土體濕陷性程度。

2.濕陷性黃土常用地基處理技術。

2.1墊層法地基處理技術。墊層法技術處理濕陷性黃土地基的主要原理是將濕陷性黃土中的不良土部分挖去，然后做墊層，進行夯實工藝。這種方法從理論上可以處理濕陷性黃土地基。但是從目前工程上來說，在實際處理過程中，會出現一些技術上的難點，主要表現在：（1）土料沒有嚴格按照技術要求處理。如果土料含水量較大，將在實際施工過程中出現“橡皮土”現象。主要是在填土過程中，由于水含量過大，趨于飽和的粘性土被回填進行夯實時，會導致這種土的原來結構發生擾動。從細觀層面來說土顆粒之間的毛細孔會遭到破壞，會導致土體里面的水分由于孔隙沒有貫通而揮發或者消散不出去，不嚴格按照要求處理將帶來更大的麻煩。（2）質量安全存在不確定性。用墊層法進行濕陷性黃土地基處理時，在進行開挖時，會對周邊建筑以及地下管線產生影響。特別是在復雜的天氣環境時，會使得處理濕陷性黃土地基變得更加困難，會使地基失去原有的承載力而出現各種問題。會影響正常施工工期，造成施工成本的增加，而且還會施工過程中對周邊環境產生不良影響。

2.2強夯法地基處理技術。強夯法是處理濕陷性黃土地基的另一種方法，其不僅適用于砂石、粉土等地基，還適用于難以加固的大塊碎石類土及濕陷性黃土。強夯法對地基處理所需要的設備要求不高，具有施工速度較快、施工成本較低等一系列優點。其主要操作是將重錘起吊到一定高度然后下落，通過在下落過程中儲存的重力勢能對地基給予沖擊和振動，往復循環多次，使土體達到設計的強度和變形要求。對于目前強夯法處理地基來說，也存在一些處理技術上的難點，主要體現在：（1）加固機理不成熟。對于目前來說，強夯法處理地基的理論還沒有完整設計計算方法。目前在進行強夯法時，需要在地基處理施工現場進行一系列試驗，確定相關的施工參數，從而保證強夯法處理地基能達到施工設計的要求。這就會加大處理濕陷性黃土地基的時間，以及達到設計的要求范圍之內的難度。（2）夯擊能值的選定。從很多工程案列來說，夯實能不能根據濕陷性黃土的物理力學性能指標進行嚴格的選定，可能會導致地基出現“橡皮土”現象，從而使得對濕陷性黃土地基達不到在設計要求范圍內。（3）出現液化勢和流態破壞現象。當黃土含水量較高時，特別是對于Q3黃土，當含水量高于其塑性極限時，再加上重擊，會形成動強度載荷，將會使土體的孔隙水壓力增大，導致土體有效應力減小，會造成土體出現局部液化甚至破壞的現象。對地基處理帶來更嚴重的后果。

三、地基處理關鍵技難點剖析及地基處理方案選擇評價

1.墊層法處理濕陷性黃土在施工中應該考慮的問題。用墊層法處理濕陷性黃土地基時，需要考慮的問題主要有：

1.1置換層厚度的選取。主要根據國家標準及現場實際地質條件來考慮，通常取值為0.5-3.0m。置換層用人工合成材料時，其作用主要是起到加筋作用，從而提高地基土的強度和變形。

1.2設置局部或整片填換土。在濕陷性黃土地基上設置局部或整片墊層，主要考慮地基部分或全部濕陷量，從而達到設計要求。

1.3墊層頂面寬度取值。在確定墊層厚度后，考慮到側面土的強度條件，其墊層頂面的寬度應該至少大于基礎底面寬度600mm，而且不小于墊層底寬，才能達到設計要求。

2.強夯法處理濕陷性黃土在施工中應該考慮的問題。對于強夯法處理濕陷性黃土地基時，根據施工現場地質條件，要綜合考慮各個方面的因素：

2.1濕陷性黃土物理力學指標。對于濕陷性黃土，其飽和度Sr小于60%時，需要對濕陷性黃土進行局部或整體處理，從而達到設計范圍之內，而且還要保證土體的均勻性，防止處理后的地基承載能力不均勻而造成地基事故。

2.2注意濕陷性黃土含水率。強夯法處理濕陷性黃土地基時，其含水量最好低于其塑限含水率 1%～3%。在遇到下雨時，還應該加強排水處理措施。防止土體發生破壞現象。

2.3施工前對夯擊產生的振動進行全面評估。在強夯法處理過程中，夯擊產生的振動波會在較短的時間內衰減，會對附件已有建筑產生振動影響，甚至會造成鄰近建筑物產生裂縫，危害建筑物整體穩定性。應該在施工現場附近安裝監測點，進行波動情況監測，還可以采取挖隔振溝防振措施，來減小其危害。

3.價值工程法對濕陷性黃土地區地基處理方案選擇性評價。價值工程法于1978年引入我國，具有明顯地降低生產成本、促進項目多功能協調發展等一系列優點。對于建筑工程行業來說，在項目實施過程中，需要考慮的是怎樣讓價值最大化。其公式是V=F/C。其中V—項目價值系數；F—項目功能；C—為項目成本。根據此表達公式，可以得出建筑工程價值系數等于其項目功能與成本的比值。從處理濕陷性黃土地基時，可以從選擇地基處理方法時綜合考慮，如濕陷性黃土的類別、材料來源、周圍環境、施工工期、施工隊伍的技術素質、施工技術條件和經濟指標等。來確定選擇合適的濕陷性黃土地基處理方案。

四、結語

黃土作為一種特殊土，在對濕陷性黃土地基處理時，要做好對濕陷性黃土工程勘測工作，最為重要的一點就是對黃土的濕陷性作出正確的評價。與結合價值工程法相結合，這樣才能更好地設計出安全可靠、經濟合理、保護環境、施工便捷的地基處理方案。

參考文獻：

[1]陜西省計劃委員會.濕陷性黃土地區建筑規范 GB50025-2004[S].北京：中國建筑工業出版社.2004.

[2]余莉娜，張淑珍 . 濕陷性黃土地基處理方案的優選與應用 [J]. 陜西建筑.2009（12）.

作者簡介：李學鵬（1975—）男。民族：漢。寧夏銀川人。2000年畢業于吉林大學水文地質與工程地質專業。工程師。現主要從事巖土工程方面的工作。