濕陷性黃土地區(qū)巖土工程勘察和地基處理要點(diǎn)研究

周朝正

（甘肅地質(zhì)工程勘察院，甘肅 張掖 734000）

我國地域遼闊，在很多地區(qū)都存在特殊土質(zhì)，與正常土質(zhì)相比，因所處地區(qū)的特殊性以及氣候條件的影響，使得特殊土質(zhì)無論是在結(jié)構(gòu)性質(zhì)還是在成分構(gòu)造上都存在很大不同。在濕陷性黃土地區(qū)，只有根據(jù)實(shí)際情況對地基進(jìn)行處理，才能夠進(jìn)一步提高施工效率與施工質(zhì)量。

1 黃土與濕陷性黃土概述

黃土通常主要是指在干旱條件或者半干旱條件下，因?yàn)殛懴喑练e形成的一種較為特殊的土質(zhì)。在后續(xù)風(fēng)力的搬運(yùn)作用下，形成的土質(zhì)類型被人們稱為原生黃土。在經(jīng)過水流沖刷以及水流的搬運(yùn)沖擊后，再次形成的就是黃土。根據(jù)黃土濕陷性特點(diǎn)，一般會(huì)將黃土分為以下三種類型：（1）濕陷性黃土。濕陷性黃土主要是指在一定壓力之下，黃土土壤被水分浸泡，使得黃土自身土層結(jié)構(gòu)受到影響，從而出現(xiàn)較為明顯的附加沉降黃土。（2）非自重濕陷性黃土。非自重濕陷性黃土主要是指在覆土自身自重壓力基礎(chǔ)上，黃土受到水分的浸泡，但是并沒有形成較為明顯的沉降濕陷性黃土。（3）自重濕陷性黃土。自重濕陷性黃土主要是指在上層覆土的壓力之下，黃土受到水分的浸泡，形成了相對明顯的沉降濕陷性黃土。

2 濕陷性黃土地區(qū)巖土工程勘察措施

2.1 明確黃土土層形成原因

在濕陷性黃土地區(qū)巖土工程勘察工作中，工作人員需要明確濕陷性黃土形成的原因。通常情況下，可以將濕陷性黃土分為兩種類型，分別是原生黃土與次生黃土。原生黃土又被稱為老黃土，一般是在干旱條件或者半干旱條件下形成。原生黃土由粉砂粒構(gòu)成，遇水時(shí)容易出現(xiàn)崩解，具有濕陷性特點(diǎn)。次生黃土主要是指黃土被流水沖刷、搬運(yùn)再堆積形成的黃土。與原生黃土之間的差異主要表現(xiàn)在次生黃土更具層理性，并且在其中含有很多砂石以及細(xì)砂。人們所熟知的黃土狀巖石、黃土狀土都屬于次生黃土。次生黃土與原生黃土相比，其強(qiáng)度相對較低。形成因素存在很大差異，這會(huì)對黃土土層濕陷性產(chǎn)生影響。

2.2 加強(qiáng)勘察取樣與試驗(yàn)

在濕陷性黃土地區(qū)勘察過程中，切不可擾動(dòng)黃土。基于此，工作人員在勘察期間要加強(qiáng)對薄壁取土器的應(yīng)用，在黃土土質(zhì)區(qū)域進(jìn)行取樣時(shí)，通過該種方式不僅能夠避免對黃土的擾動(dòng)，同時(shí)可以保證探井?dāng)?shù)量，保障黃土取樣質(zhì)量[1]。只有對沒有出現(xiàn)擾動(dòng)情況的黃土進(jìn)行測試，才能保證在檢測過程中將土質(zhì)的真實(shí)參數(shù)情況反映出來。在這一過程中，勘察人員選擇的工程勘測點(diǎn)要保證符合相應(yīng)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能使黃土濕陷性稀釋的合理性得到保障。工作人員通過對相關(guān)參數(shù)的分析，比如黃土相關(guān)系數(shù)、深度參數(shù)以及起始壓力值等，制訂可行性較強(qiáng)的地基處理計(jì)劃，這樣可以為后續(xù)工程設(shè)計(jì)工作打下良好基礎(chǔ)。

2.3 了解勘察特殊要求

在實(shí)際濕陷性黃土地區(qū)巖土工程勘察工作中，經(jīng)常會(huì)開展土工試驗(yàn)工作，試驗(yàn)質(zhì)量會(huì)對數(shù)據(jù)參數(shù)的科學(xué)性與合理性產(chǎn)生一定影響。基于此，工作人員需要了解不同勘察特殊要求，并滿足特殊要求，這樣才能為后續(xù)工作的展開提供保障。通常情況下，工作人員要定期做好不同儀器設(shè)施的檢查工作與試驗(yàn)工作，這樣可以發(fā)現(xiàn)儀器設(shè)施存在的故障等問題。淘汰不合格的產(chǎn)品，確保應(yīng)用在勘察工作中的儀器設(shè)備質(zhì)量過關(guān)[2]。為了保證勘查工作能夠順利進(jìn)行，要做好試驗(yàn)人員的教育培訓(xùn)工作，使試驗(yàn)人員的專業(yè)能力與綜合素質(zhì)可以得到進(jìn)一步提升。同時(shí)實(shí)驗(yàn)室人員由技術(shù)負(fù)責(zé)人、土工試驗(yàn)操作人員組成，工作人員要積極主動(dòng)參與到相關(guān)學(xué)習(xí)中，不斷提高自身綜合素質(zhì)。另外，要關(guān)注和重視試驗(yàn)場所的環(huán)境，將試驗(yàn)室內(nèi)的溫度控制在合理范圍內(nèi)，防止溫差過大，從而對試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性造成影響。并且加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)室濕度的控制，保證濕陷性黃土地區(qū)巖土工程勘察工作能夠順利展開。

3 濕陷性黃土地區(qū)巖土工程地基處理要點(diǎn)

3.1 強(qiáng)夯法處理要點(diǎn)

在利用強(qiáng)夯法對濕陷性黃土地區(qū)巖土工程地基進(jìn)行處理的過程中，要加強(qiáng)對起重設(shè)備的應(yīng)用，使用起重設(shè)備將夯錘設(shè)備吊起，在上吊到一定高度后，確保夯錘設(shè)備自由下落。在下落期間能夠?qū)崿F(xiàn)對地基的沖擊，使地基能夠達(dá)到良好加固效果。在對地基沖擊的過程中，地基土結(jié)構(gòu)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一定沖擊力，沖擊力會(huì)將濕陷性黃土地層消除，使地基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性都可以得到保障。強(qiáng)夯法的科學(xué)合理應(yīng)用使土體結(jié)構(gòu)的固結(jié)有效性得到保障，并且降低了土體結(jié)構(gòu)的吸水能力，最大程度上消除了土體的濕陷性[3]。在濕陷性黃土回填夯坑處理中，要盡量使用粗顆粒材料，比如碎石材料、塊石材料等，使強(qiáng)夯置換工作能夠更好完成。在實(shí)際工作開展之前，工作人員要及時(shí)對工程施工現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)，從而明確該地區(qū)是否適合使用強(qiáng)夯法地基處理方式。通過對重錘夯實(shí)原理的應(yīng)用，使得強(qiáng)夯法在濕陷性黃土地基處理中能夠達(dá)到良好處理效果。該種處理方式不僅可以為施工工作帶來更多便利，同時(shí)施工周期也相對較短，消除黃土濕陷性的效果較為明顯。但是，強(qiáng)夯法處理方式也存在一定缺點(diǎn)，那就是在使用過程中會(huì)產(chǎn)生很大噪聲，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)問題。

3.2 重錘夯實(shí)處理要點(diǎn)

重錘夯實(shí)處理方式主要是將起重機(jī)、重錘設(shè)備調(diào)整到一定高度后自由下落，這樣在重物的不斷沖擊之下，使?jié)裣菪渣S土的密實(shí)性得到保障。在應(yīng)用重錘夯實(shí)處理方式之前，工作人員需要及時(shí)對地下水位情況進(jìn)行勘察與分析，同時(shí)充分考慮錘底面積、夯擊高度、夯擊次數(shù)、含水量等各類因素。在工作開展中需要注意，要將土層含水量控制在合理范圍內(nèi)，這樣才能達(dá)到良好夯實(shí)效果。重錘夯實(shí)方式并不適合應(yīng)用于含水量較低的地區(qū)或含水量過高的地區(qū)，如果地下水位距離地表的距離超過800mm，那么也不適合采用重錘夯實(shí)方式。

3.3 換填墊層處理要點(diǎn)

換填墊層處理方式主要是在地基的底部位置上利用石灰土進(jìn)行換填，這對于濕陷性黃土而言能夠達(dá)到良好穩(wěn)固效果[4]。在對地基進(jìn)行處理前，工作人員要及時(shí)落實(shí)實(shí)驗(yàn)工作，在實(shí)驗(yàn)開展中要充分考慮石灰土效果衰減因素，從而明確摻灰數(shù)量，一般情況下，石灰土的添加比例大約為6%。在完成石灰土換填后，在化學(xué)反應(yīng)的作用下，使?jié)裣菪渣S土的強(qiáng)度能夠得到進(jìn)一步提升。換填墊層法自身也存在劣勢，在使用過程中需要進(jìn)行大面積土方開挖，因此作業(yè)時(shí)間相對較長，并且會(huì)在不同程度上對環(huán)境造成影響。

3.4 沖擊碾壓處理要點(diǎn)

沖擊碾壓地基處理方式主要是利用沖擊壓路機(jī)設(shè)備對地基區(qū)域進(jìn)行沖擊碾壓，這樣會(huì)形成加固層，加固層的均勻度也可以得到保障，提升地基強(qiáng)度，使得表層位置的濕陷性黃土能夠在最大程度上被消除。在沖擊碾壓之下，能夠?qū)?m左右深度的黃土產(chǎn)生影響，其壓實(shí)深度能夠達(dá)到2m。在進(jìn)行沖擊碾壓工作之前，工作人員要及時(shí)做好試驗(yàn)工作，從而獲得更加準(zhǔn)確的施工參數(shù)信息[5]。采用沖擊碾壓處理方式的機(jī)械效率相對較高，而且工作速度較快。在碾壓沖擊過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)性沖擊，不會(huì)對土地結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，而且施工工藝相對簡單，在作業(yè)過程中花費(fèi)的成本相對較低。基于此，沖擊碾壓方式經(jīng)常會(huì)被應(yīng)用于濕陷性黃土地基淺層處理以及地基壓實(shí)補(bǔ)強(qiáng)中，且可以達(dá)到良好處理效果。

3.5 灰土擠密樁法處理要點(diǎn)

將灰土擠密樁法應(yīng)用在濕陷性黃土地區(qū)巖土工程地基處理中時(shí)，要及時(shí)做好打孔工作。在打孔過程中可以采用沖擊方式或沉管方式，并將灰土、素土填入打孔位置中夯實(shí)形成樁，這樣可以保障地基的穩(wěn)定性[6]。在對灰土擠密樁法的應(yīng)用過程中，在成孔期間會(huì)形成橫向擠壓力，而且該擠壓力較強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對黃土的密實(shí)擠壓。在填入灰土或黏性素土?xí)r，可以采用分層填入方式，同時(shí)要及時(shí)做好夯實(shí)工作。灰土擠密樁法能夠承受建筑自身的荷載作用，因此如果濕陷性黃土土層在地下水位之上，則更加適合使用灰土擠密樁方式。灰土擠密樁法的優(yōu)勢體現(xiàn)在不同方面，比如可以在地基原位置進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)就地取材，而且作業(yè)成本相對較低。

3.6 化學(xué)加固處理要點(diǎn)

在對濕陷性黃土地基處理過程中使用的化學(xué)加固法往往有單液硅化加固方式與堿液加固方式兩種。這兩種方式主要是應(yīng)用于地下水位以上的地基加固中。單液硅化加固方式主要是將水玻璃混合溶液加入地基中，在自重濕陷性場地施工中，溶液可以經(jīng)過灌注孔直接流入地基中。在非自重濕陷性施工場地中也可以采取壓力灌注方式。堿液加固方式主要是在地基中灌注堿液，通過灌注孔流入地基中。堿液加固方式經(jīng)常會(huì)被應(yīng)用于非自重濕陷性黃土已有建筑物基礎(chǔ)上的加固中。化學(xué)加固方式有著良好加固效果，而且效果較為明顯，施工周期相對較短。但存在成本高這一缺點(diǎn)，且在滲透系數(shù)較小的黃土地基中不適用。

4 結(jié)束語

綜上所述，濕陷性黃土地區(qū)巖土工程勘察和地基處理工作的有序進(jìn)行，對保證工程質(zhì)量以及施工工作的有序進(jìn)行具有重要作用。因此，工作人員要對勘察工作以及地基處理工作給予更多重視與關(guān)注，從而使工程的穩(wěn)定性與安全性得到有效保障。