濕陷性黃土對工程施工的影響與應對措施

張建輝

摘 要：濕陷性黃土其由于自身特性影響，若處理不當，可能會誘發相關災害問題。因此，相關施工企業需要合理采取應對措施，使濕陷性黃土給工程施工造成的影響得到有效降低。本研究針對濕陷性土壤特性進行分析，探討濕陷性黃土給工程施工造成的影響，并提出具體的應對措施，希望能夠為相關施工企業提供一些參考和借鑒。

關鍵詞：濕陷性黃土;工程施工;影響;應對措施

中圖分類號：TU-022 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1003-5168（2022）7-0087-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.07.020

Abstract： For collapsible loess， due to its own characteristics， it may induce related disasters when handled improperly. This requires relevant construction companies to take reasonable construction countermeasures to effectively prevent soil collapsibility disaster. Specifically， various problems may be encountered during the construction of a construction project. Collapsible loess is a relatively common type of geological problem， which is mainly caused by collapsible loess， which has serious implications for the overall construction of the project. Influence. Therefore， relevant construction companies need to take reasonable countermeasures to effectively reduce the impact of collapsible loess on project construction. This article analyzes the characteristics of collapsible soil， discusses the impact of collapsible loess on engineering construction， and proposes specific countermeasures， hoping to provide some reference and reference for related construction companies.

Keywords： collapsible loess; engineering construction; impact; countermeasures

0 引言

伴隨著我國西部大開發戰略的提出和實施，西部地區經濟也得到了快速發展，同時該地區的各類建筑工程建設事業也得到了有效推進。但由于西北部地區的濕陷性黃土面積和厚度相對較大，阻礙了相關施工工作的順利開展，具有較大的危害性。如果未針對該問題采取合理的應對措施和解決方案，將會導致工程投入使用后出現相關危害問題，無法為居民的生命財產安全提供保障。所以，在建筑工程施工期間，相關施工企業需要充分了解濕陷性黃土，深入分析其危害性，合理制定解決方案，從而對濕陷性黃土進行有效處理與防治，使工程施工和使用期間的危害問題得到有效減少，全面提升工程建設水平。

1 濕陷性黃土特性及濕陷原因

我國黃土分布面積相對較大，其中濕陷性黃土約為60%。黃土濕陷主要是指黃土在受到自重作用或者外部附加壓力作用后，土層受水浸濕后，黃土土壤結構出現變化或受到破壞，進而發生坍塌問題，出現明顯形變。我國西北地區的黃土，在組成成分和外部形態等方面具有明顯特點：初期由于受干旱氣候影響，黏聚起呈散狀的粉粒;在長時間的干旱環境當中，水分受熱蒸發，而且無新的水分補充，黃土內部孔隙進而增多，密度相對較低;當黃土受到自身或者外部壓力后，在被水浸潤時結構會發生改變，進而形成相應的濕陷性黃土[1]。

1.1 物理特性

黃土的天然含水量為7%～23%;而濕陷性黃土的含水量多數為11%～20%，塑性相對較弱，具有良好的透水性能，垂直方向的滲透系數比水平方向要高。形成濕陷性黃土的因素主要包括內部和外部兩種。內部因素是指黃土內部土壤結構，由于其具有較大的內部土壤間隙，進而導致黃土土質相對比較疏松。外部因素則主要是指地基和水所給予的外部壓力。對比普通黃土，濕陷性黃土顏色主要呈現為黃色和黃褐色，含有大量可溶鹽，而且比較松散，土壤間的黏聚力相對較低[2]。

1.2 濕陷原因

導致黃土出現濕陷的原因相對較多，其中黃土在結構上的力學缺陷影響最大。土壤內部的骨架顆粒對黃土內部結構的穩定性具有直接影響，尤其是骨架顆粒間排列方式對結構體系穩定性具有決定性影響。而土壤的濕陷程度和骨架顆粒的強度、膠結物性質、接觸面積、含水量以及排列緊密情況等具有緊密聯系。濕陷性黃土內部的骨架顆粒通常為粒狀架空狀，而且表現出末點接觸或者半膠結形式，這也使得濕陷性黃土存在易變形和坍塌的特點[3]。

2 黃土地基的濕陷性對工程建設的影響

黃土浸水之后會有濕陷變形問題發生，由于其變形量相對較大，而且有著極快的變形速度，變形也不夠均勻，進而會導致基礎有大面積不均勻沉降問題產生。這也會使濕陷性土層上所承載的塔臺、煙囪、水塔以及信號塔等建筑出現嚴重傾斜問題，不僅會導致建筑物墻面出現開裂現象，而且還會導致梁、柱、樁等承重結構被破壞，嚴重情況下甚至造成建筑物的突然性坍塌問題，進而給人員生命安全帶來嚴重威脅。

2.1 對橋梁的影響

對于黃土場地當中所修建的橋梁，其基礎位置通常采用樁基。當樁周黃土浸水之后會有濕陷變形問題產生，而且樁的頂部在受到荷載之后，其濕陷變形問題也會有所加劇。一旦濕陷變形沉降量超出樁基沉降量時，樁周土層則會出現下移現象，土對樁會有向下的負摩阻力產生，其方向和樁基的支撐方向相反。因此，在這一情況下，其不僅無法提供承載力，還會導致其承載力有所削弱。一旦橋梁荷載相對較大時，樁基底部則可能會有滑移失穩問題發生，最終對橋梁的實用性和穩定性產生影響[4]。

2.2 對房屋的影響

在建筑工程施工前，相關施工人員首先需要打好地基。在黃土場地施工過程中，地基主要為黃土，并可能夾雜一些巖塊。當地基受到上部荷載、地下水以及地表水等作用后，將會導致地基出現濕陷變形問題，并會不斷增長，最終導致地基基礎出現大面積不均勻沉降問題。與此同時，梁柱等結構也會由于受力不夠均勻，進而有不同程度變形破壞問題發生，最終造成相應的房屋墻面開裂、傾斜以及倒塌等問題。

2.3 對高鐵、地鐵建設工程的影響

高鐵和地鐵等建設工程跨度相對較長，而且具有較快的運行速度，一旦鐵軌下的黃土地基出現嚴重濕陷性問題，將會導致鐵軌兩側高度不夠統一，進而對高鐵運輸產生影響，還可能會引發安全事故。地鐵工程通常在地下建設，因此具有一定深度，可能會從濕陷性黃土層穿過，一旦在建設過程中沒有有效處理濕陷性黃土，將可能出現隧道塌方問題，而其地基也可能由于黃土濕陷變形進而有大小不一和形態各異的凹陷產生，對地鐵正常運行產生嚴重影響[5]。

2.4 對建筑地基的影響

在建筑工程施工過程中，相關施工企業若沒有采取有效方法來預防和解決濕陷性黃土問題，則會導致建筑工程在投入使用后出現嚴重后果。其常見原因有三種。

2.4.1 生產和生活用水排放不當。在建筑工程投入使用之后，由于不當的排放生產和生活用水，進而導致地基浸濕。一旦地基地質為濕陷性黃土，其被浸濕后會降低結構穩定性，進而出現地面沉降問題。

2.4.2 降雨積水。在建筑施工過程中，若排水系統不夠完善，則會導致建筑在后期使用時，由于大量降雨而出現地面積水問題，最終引發濕陷性黃土的潛在危害。

2.4.3 管道破裂漏水。在建筑使用期間，一旦供水和排水管道出現破裂問題，將會導致地基中有大量水浸入，進而改變土壤結構，嚴重危害建筑居民的正常生活。當濕陷性黃土被水浸濕后，將會出現不均勻變形問題，而這種不均勻變形對建筑物具有較大影響，危害性也相對較大。所以，在建筑工程施工前，相關施工企業需要合理展開設計工作，并采取有效的處理措施，從而確保建筑的使用安全性[6]。

3 工程施工中濕陷性黃土的處理措施

3.1 完善排水設施

在工程施工期間，一旦排水設施不夠完善，將會導致工程在下雨、生活用水泄漏等情況下出現積水問題，進而嚴重破壞工程地基。對排水設施進行改善，可以使其整體排水能力得到有效提升，從而在根源上將此類問題解決。因此，在施工前，相關施工企業需要結合現場實際情況，制定具有良好排水效果的排水系統設計方案，從而使濕陷性黃土所造成的影響和破壞得到最大程度降低。首先，相關施工企業需要嚴格按照工程施工規范進行操作，合理采取防水措施。針對道路與管線還未進行施工規劃的地段，需要協調管理部門和相關管線設計與施工單位，對管線和路面設計等級進行提高。其次，針對明挖區間進行分析，其需要對一定深度的土進行回填，形成覆蓋層，并對回填土密實度進行適當提高，也可以單獨做隔水層，從而對入滲路徑進行阻斷。最后，如果在規劃上無法將其避開，需要在地下結構施工之前完成相關操作。

3.2 合理加固結構

由于濕陷性黃土當中的土壤孔隙相對較大，一旦受到水浸濕，將會導致其結構被破壞，進而減小地基承載力，最終引發相關危害。所以，相關施工企業需要合理加固其結構，即通過加固使土壤獲得相應的框架作用，使土壤結構穩定性得到提高，從而有效提升地基承載能力。

例如，對于車站工程而言，為了使其站體結構穩定性得到保證，需要對建筑物不均勻沉降進行調整或者減小，從而使其整體結構能夠與地基沉降變形相適應。一般情況下，相關施工人員需要將整體結構尺寸以及梁柱配筋率進行加大，從而使結構整體剛度得到提高。與此同時，相關施工人員還可以在站體澆筑過程中設置連接縫，從而對地基差異沉降進行有效抵御。站體可能會有不均勻沉降問題存在，因此，在處理主體結構時主要采取以下兩種方式。

一是“放”。施工人員需要在站體澆筑期間設置沉降縫，并允許車站內部各部分可以實現自由沉降，互相之間不產生影響。這樣一來可以避免由于不均勻沉降幅度過大而有過大切應力產生，進而破壞站體結構。

二是“抗”。為了有效應對不均勻沉降，需要采用剛度更大的結構尺寸，使梁柱配筋率和尺寸得到加大，從而避免自由沉降問題發生。但這樣一來，會導致站體內部有較大內應力產生，進而加大了車站整體結構尺寸，同時也會增加其造價。

3.3 采取壓實、壓密措施

在濕陷性黃土地基施工過程中，由于受到地下水以及降雨等因素帶來的影響，進而導致土壤結構被破壞，極大地降低了其承載力和穩定性，最終導致結構不夠穩定，出現了相關危害問題。對此，在實際施工中，通常需要采用沖擊壓實法，從而有效壓實土壤。此方法不僅成本相對較低，而且還具有良好效果，應用范圍十分廣泛。在具體施工中，可利用高能量沖擊力有規律地沖擊地面，從而有效實現壓密和壓實等目標。采用此方式，不僅可以使地基穩定性得到提高，還可以提升其對上部荷載的承受能力。

3.4 采用地基填筑施工工藝

在濕陷性黃土填筑操作過程中，所采用的填筑材料通常為老黃土或者新黃土。大塊老黃土不容易粉碎;對比老黃土，新黃土具有更好的透水性，而且干濕易于調節。對此，相關施工企業需要結合不同需求和地形對填筑材料進行合理選擇，但在實際使用過程當中，不得出現混用或者交替使用等情況。在使用前還需要做好檢驗工作，確保滿足具體的規范要求后方可使用。在工程實際施工之前，相關施工人員還需要做好一次試驗填筑。通過此次試驗，可以獲取在施工中的重要數據，如碾壓次數、材料含水量等。但在實際施工中，結合實際情況可以適當調整各項數據，從而達到最好效果，并采取科學合理的施工方法，使工程施工質量得到有效保證。

3.5 加強維護處理

在建筑工程內部若有濕陷性黃土層存在，施工結束后需要嚴格維護構筑。具體來說，在工程建造完工后，需要增加其保護范圍或者對用水工程設施進行改變時，需通過相關部門的具體審批，并嚴格按照要求采取相應的防水處理措施。相關施工人員需要對保護范圍內的防水地面、排水溝等市政管線加強檢查，一旦發現其出現滲漏、裂縫等問題時，需要及時加以修補。在對地下結構進行觀測時，如果檢測到其出現地面沉降問題，或者地下水位出現明顯變化，需要經過具體的風險分析，對地基變形的發展趨勢進行預測，并通過預留注漿管進行有效灌漿，使土層得到加固。

3.6 加強地基處理

在對濕陷性黃土地基進行處理時，具體可以采取以下處理方法。

3.6.1 預浸水法。此方法適合在自重濕陷性比較嚴重的黃土地基當中應用，并結合墊層法進行使用，從而使地面6 m以下的黃土層濕陷性得到有效消除。在工程施工前，相關施工人員需要對地基進行浸水處理，增加地基濕度，這樣在一段時間后可以完全暴露一定深度內的濕陷性黃土層，之后清理干凈此深度內的濕陷性黃土層，分層壓實和填入素土或者灰土，使上部土層的自重濕陷得到消除，從而緩解該地基受到的壓力，使地基抗壓強度得到提高，滿足工程的實際施工要求。

3.6.2 強夯法。此方法適合運用在飽和度不超過60%的黃土地基當中，可以對基礎下3～9 m的濕陷性土層進行有效處理。在實際施工過程中，相關施工人員可以采用強夯機重錘，將其由高處自由下落，從而產生巨大的重力勢能，對黃土地基有效施加動力夯擊，從而使地基保持密實。此方法不僅操作比較簡單和方便，而且經濟成本也相對較低，可以得到明顯的壓實效果。

3.6.3 換填法。此方法主要在濕陷性黃土厚度小、施工難度大、地形復雜以及回填材料易取的情況下進行應用，相關施工人員需要采用挖土機將原來的濕陷性黃土直接挖去，并采用具有較大強度和穩定性能的碎石、灰土、礦渣、礫石以及煤渣等材料進行分層壓實和充填，從而使地基密實度得到提高。

4 結語

綜上所述，伴隨著西北地區建筑工程行業的快速發展，其整體建設規模也在不斷擴大，但在工程的實際建設過程中，需要高度重視濕陷性黃土所造成的問題。相關施工企業需要明確認識濕陷性黃土的概念、特性以及危害，并在此基礎上加強研究，合理采取應對措施和治理方法，結合不同地基需求制定完善的應對方案，從而有效降低濕陷性黃土對工程施工所造成的不良影響，使工程結構穩定性得到有效提高，促進我國建筑工程行業的健康發展。

參考文獻：

[1] 張雯，辛亞娟，周娜.淺談濕陷性黃土對工程施工的影響以及應對措施[J].建材與裝飾，2016，14（37）：42-43.

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[3] 張云周，柴尚云.濕陷性黃土地區路堤的施工對策研究[J].中國建筑裝飾裝修，2021（10）：182-183.

[4] 扈國義.黃土濕陷性對超深地下4層車站施工的影響及控制技術[J].施工技術，2018，47（16）：17-20，28.

[5] 蔡云波.公路工程濕陷性黃土路基地基處理的施工措施探討[J].百科論壇電子雜志，2020，12（7）：1841.

[6] 韋正茂.公路工程濕陷性黃土路基地基處理的施工措施探討[J].城市建設理論研究（電子版），2019（1）：128-129.