濕陷性黃土對地基的影響及處理措施探討

劉慧源

（中國建筑材料工業地質勘查中心山西總隊， 山西 太原 030031）

濕陷性黃土是一種特殊性質的土，在未受水浸濕時，強度較高，壓縮性較小，一旦受水浸濕，結構會迅速被破壞，土質強度迅速降低。正因為濕陷性黃土這一特性，在這些地區進行建設活動，需要十分小心，建設時應按規定采取以地基處理為主的綜合處理措施，防止地基濕陷影響建筑安全。

1 濕陷性黃土的判斷及分類

濕陷性黃土分類以地質學上的濕陷系數符號（δs）作為劃分標準，它代表單位厚度土層浸水之后，在相應壓力作用下而發生的濕陷數值，當進行黃土濕陷性檢測時，若δs 不小于0.015，該地區土質就是濕陷性黃土。濕陷性黃土又分為自重性濕陷性黃土、非自重性濕陷性黃土兩大類，其中，自重性濕陷性黃土的自重濕陷量實測值要大于0.07m，而非自重濕陷性黃土的自重濕陷量實測值要不大于0.07m。如果建筑工程確實無法避免，需要修建在濕陷性黃土上，應當盡量選擇非自重濕陷性黃土位置修建地基，更有利于施工作業的開展。另外，濕陷性黃土濕陷等級系數判斷需參照《濕陷性黃土地區建筑規范》(GB50025-2004)的相關規范進行：

失陷等級 失陷量范圍 Ⅰ級 0.05<Δz<0.15 Ⅱ級 0.15<Δz<0.35 Ⅲ級 Δz>0.35

2 濕陷性黃土對建筑地基的影響

濕陷性黃土對建筑地基的影響主要來源于此類黃土的結構特性以及膠結物質的水理性，其結構組成為粉粒為主，而粉粒表面被膠結物質附著，共同構成了濕陷性黃土的結構骨架，由于重力原因、摩擦因素，較大的沙粒上浮，當土質收到水的侵蝕，可溶性物質會軟化甚至溶解，就會打破原有的穩固結構，在自身重力以及外部壓力的作用下，最終造成濕陷性黃土結構變形重組，外部表象就看到地面下沉，建筑地基下陷。

3 濕陷性黃土地區建筑地基的處理措施

在建筑的歷史長河中，人們已經有了一套應對濕陷性黃土的處理措施，即便是在陜北、豫西等濕陷性黃土多的地區，也可以建設安全美觀的建筑，這就需要從勘察、設計階段開始，重視建筑地基的穩定性、安全性，施工的過程中也要根據實際情況和實踐經驗采取相應的處理措施。

3.1 勘察階段

地質勘察為擬建物基礎施工圖設計提供工程地質依據，也是地基施工階段的前提，巖土勘察單位需要根據地基土的工程地質條件、擬建筑物的工程特征等，對場地地基土的利用、整治、改造提出科學合理并且可實施的方案，并對方案進行技術、經濟方面的分析，為設計單位、建設單位提供指導依據。由于日常工作中許多基本理論都是建立在實踐經驗的基礎上總結而來的，所以在開展巖土勘察時需將理論經驗與實踐經驗相結合，同時著重巖土勘察方案的經濟性，在滿足相關規范及行業要求的前提下，通過研究、比較多種方案，得出最經濟的勘察手段完成任務，達到巖土勘察目的。

3.2 設計階段

首先建筑物地基的設計必須建立在正確的地質勘察報告的基礎上，根據地質勘察報告中的相關數據及結論，結合設計規范及擬建筑物工程特征及要求，選定地基類型以及地基處理方式，明確基礎結構，設計并繪制施工圖紙。設計過程中，有一些已運用多次并實踐成功的經驗、細節處理方式可以借鑒運用，比如，地下室底板采用抗水板而不按照筏板進行設計的，底板厚度不能小于300mm，而配筋以及裂縫寬度因為地下水浮力、地基反力的作用，設計不應大于0.2mm；樁基自身質量、單個樁基承載力等檢測，應該描述檢測數量、檢測方法等，不能簡單的寫一個“按照某某規范”的設計說明而已。還有許多建設施工工作中總結出來的經驗，設計中需要翻閱各種規范，更需要向有經驗的同事及領導多請教，用已有的成功案例指導當前的設計。

3.3 施工階段

應對濕陷性黃土的地基處理措施主要有墊層法、灰土樁擠密法、強夯法、化學法、預浸水法等等。一是墊層法，需要將基礎以下濕陷性黃土挖除一部分或視情況全部挖除，再用素土或者是灰土分層碾壓、分層夯實來代替原濕陷性黃土作為地基。這樣的方式可以減小或者消除原地基的失陷量，縮小地基的變形指數，提高地基的荷載力。在設計要求提高墊層土質的水穩定性時，最好是采用灰土進行局部或整片土墊層處理。二是灰土樁擠密法，灰土樁擠密法更合適處理地下水位線以上含水量在14%到22%之間的濕陷性黃土的地基施工，樁深度可以達到5米到13 米。這種方法主要是運用沖擊、沉管等方式在建筑基礎的底面形成排列有序的若干樁孔，再將樁孔填滿灰土，層層搗夯、壓實至基礎底面標高，此時由于灰土的擠壓進入，樁周圍原本的濕陷性黃土結構被擠壓發生改變，是的承載力增強，最后，還需要對灰土樁進行抽樣檢驗，以確保灰土壓實度以及樁強度。灰土樁擠密法尤其需要注意的是，如果灰土墊層質量不符合設計及工程質量要求時，同樣會發生建筑地基失陷事故，事故甚至與原失陷性黃土同樣嚴重。三是強夯法，是通過重力錘自由下落時產生的沖擊力，對濕陷性黃土進行夯實，壓縮其結構，使得濕陷性黃土強度增加的一種方式，這是所有濕陷性黃土地基處理措施里面速度最快、投資最省、施工最為便捷的方式，所以應用也最為廣泛。特別是非自重濕陷性黃土地基，用重錘擊打后，可以減少或是消除黃土本身的濕陷性，效果十分明顯。四是化學法，當前我國具有濕陷性黃土的部分地區已獲得成功實踐經驗，使用硅酸鈉、堿液等對黃土地基進行加固，硅酸鈉溶液濃度低、粘稠度也低，可以順利滲入到濕陷性黃土的空隙中去，通過黃土粉粒與硅酸鈉溶液的凝結，提高黃土的承載力；堿液也就是氫氧化鈉溶液，滲入到濕陷性黃土后與土中可溶性的金屬陽離子反映，生成新的物質，提高黃土強度，氫氧化鈉溶液在20 世紀60 年代就開始運用于我國建筑施工中。五是預浸水法，這是最為簡單直接的方法，在擬建物修建前現對失陷性黃土區域進行大面積浸水，利用失陷性黃土特性，消除自重失陷性，使得黃土發生失陷而結構變得密實，預浸水法適用于厚度大、失陷性強的自重失陷性黃土地區，擬建筑物周圍空曠無其他建構筑物的情況。

隨著我國經濟的快速增長，建筑物的需求量越來越大，建設施工作業越來越頻繁，不得不在部分地質不良的土地上實施建設，地質的不同所對應的地基處理的方法也不同，本文介紹到的濕陷性黃土地基處理方式還不夠全面，需要進一步在實踐中探索，只要我們在建造房屋建筑時，重視地基的處理，確保建筑地下部分的穩固，才能保障地上高樓的安全。