淺析濕陷性黃土地基處理方法

郝一陳

山西省交通規劃勘察設計院有限公司（030032）

0 前言

在經濟建設不斷取得新成果的今天，人們對基礎設施的要求越來越高，無論是建筑工程還是公路工程乃至于一些特殊的水利水電工程等，都直接影響著人們的生活質量，因此必須考慮到各種特殊條件下的問題，保證這些工程設施的質量安全。濕陷性黃土是一種下沉性的不穩定土壤，不能為工程提供足夠的承載力，在我國山西省、陜西省、甘肅省等大部分地區都有分布。對濕陷性黃土地基處理方法進行研究，具有一定的現實意義。

1 濕陷性黃土地基概述

濕陷性黃土是一種比較特殊的土壤，大致可以分成兩種類型:一是黃土在降水作用下受到上層土壤結構的壓力而發生下陷問題，這種黃土可稱為自重濕陷性黃土；另一種是在僅受到自重作用時不會發生下陷、在受到自重和外力的共同作用時發生下陷的黃土，這種可以稱之為非自重濕陷性黃土。相比于常規的土壤而言，濕陷性黃土比較特殊。具有濕陷性黃土的地區往往是溫帶大陸性氣候，終年干旱少雨，溫度較高，水分蒸發量非常大。在水分不斷蒸發的過程中，土壤中的鹽分會隨之滲出地面并凝結成型，此時在大規模降水的影響下，黃土本身的黏合力遠遠不足以保證其穩定性，就可能會發生黃土濕陷。在人類活動越來越頻繁的今天，城市生活管道漏水、地面積水、生產和生活用水滲入等問題也開始成為黃土濕陷的影響因素，這從一定程度上加大了濕陷性黃土的處理難度。

黃土濕陷性的成因比較復雜，而主要的決定性因素在于[1-3]:第一，濕陷性黃土的形成離不開水分大量蒸發，干旱地區和半干旱地區特殊的氣候條件是濕陷性黃土出現在西北地區的原因。第二，黃土缺水，在水分潤濕以后會形成增厚水膜進入黃土顆粒物質之間，進而導致黃土的下陷。第三，黃土的含水率比較低，承擔的自重和外部作用力比較大，超出了黃土本身的承載能力，會導致濕陷性黃土的出現。在了解濕陷性黃土成因的基礎上，對濕陷性黃土地基處理方法進行探討，具有一定的積極作用。

濕陷性黃土地基的特征比較明顯，可能會給建筑物、公路工程等造成質量風險，導致嚴重的建筑物沉降、開裂、歪斜問題，甚至可能會導致一定的安全風險，因此在涉及到濕陷性黃土地基的項目工程中，必須要嚴格對濕陷性黃土地基處理方案進行細化，確保工程萬無一失。

對濕陷性黃土地基進行處理，能夠讓該區域的土壤結構更加穩定，降低黃土本身的滲水能力，避免其在大規模降水或地下水影響下發生濕陷問題，在有必要的情況下可同時采取多種處理方法，避免黃土結構在構造物建成后發生大規模沉降，降低建筑物安全及質量風險。黃土地區的工程必須先判斷濕陷性黃土地基的濕陷性等級，然而在實際的工程中我國黃土地區的土料可選擇性并不高，因此必須采取適當的措施對濕陷性黃土地基進行有效處理，從根本上降低濕陷性黃土地基導致的質量風險。

2 濕陷性黃土地基處理方法

我國黃土地區大范圍存在濕陷性黃土地基，確實給工程帶來了質量隱患。通過對濕陷性黃土地基的形成原因、結構特點、不良影響進行細致分析，明確了濕陷性黃土地基的處理辦法。以下幾方面措施能夠有效提升濕陷性黃土地基處理效果。

2.1 強夯法

強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。根據其作用機理也可以稱之為動力固結法，其主要是通過將重量在100～400 kN 不等的重物吊起，從6～40 m 的高空自由落下，從而讓濕陷性黃土地基承受巨大的沖擊力，達到加固土壤結構的效果。一般情況下可以在不飽和黏性土地基的加固中發揮作用，除了能夠保證濕陷性黃土地基得到有效壓縮，還能夠起到優化濕陷性黃土抵抗液化能力的作用，避免濕陷性黃土地基在后續的施工應用中發生嚴重不均勻沉陷[4]。

在利用強夯法進行濕陷性黃土地基處理的過程中，設計人員應該結合實地情況，對重錘的夯擊能、時隔間距、所需加固深度等進行準確判斷，并在此基礎上確定強夯法處理濕陷性黃土地基的具體方案，從而保證濕陷性黃土地基的處理效果。在應用強夯法處理濕陷性黃土地基以后，黃土地基的承載力能夠提升2～5 倍。強夯法具有比較突出的應用價值，同時其還具有成本低、效率高、應用難度低等一系列優勢，值得進行實踐應用。

2.2 預浸水法

濕陷性黃土地基的處理難度比較大，除了強夯法之外，預浸水法也是比較常見的一種處理措施，能夠利用水分對黃土地基進行浸濕，讓濕陷性黃土地基結構在自重作用下事先進行沉降，從而彌補其縫隙過大、壓實度過低的欠缺。一般情況下，預浸水法可以在黃土厚度和濕陷性系數較大的地基處理中發揮作用。借助預浸水法處理以后的濕陷性黃土地基更加穩定。但預浸水法的應用也有一定的風險，如果不能準確控制用水量等，就可能導致濕陷性黃土地基大規模開裂和下沉，因此在應用預浸水法處理濕陷性黃土地基時，務必要合理控制水分用量，一般用水量可控制在5 t/m2左右[5-6]。

2.3 精選混凝土原料

混凝土材料是濕陷性黃土地基處理中最重要的一種材料，其性能直接決定了濕陷性黃土地基處理效果，因此設計人員必須根據本地區實際情況，選擇質量和性能過硬的原材料，確保濕陷性黃土地基凝結強度和荷載能力等。水泥是混凝土原材料當中的重中之重，決定了混凝土最后的強度，但是目前市面上常見的水泥存在安定性過低的問題，其中的氧化鈣含量過高，水化速度非常慢，即使表面硬化其內部也依舊進行水化作用，進而給濕陷性黃土地基結構的穩定性造成不良影響，甚至可能導致地基結構表面出現開裂等問題。

另外，需要考慮到混凝土中的有機物與含泥量指數，避免有機物與含泥量給混凝土結構的密度造成負面影響，確保混凝土結構能夠在濕陷性黃土地基處理中發揮應有的作用。務必在確保各個原材料質量準確無誤的基礎上，對混凝土材料的配置比例進行合理控制，確保混凝土結構的穩定性，避免因原材料投放順序、投放數量不合理導致結構性能出現問題，確保濕陷性黃土地基處理有效性[7-8]。

2.4 深層攪拌樁法

深層攪拌樁技術是濕陷性黃土地基處理中最具應用價值的一種方法，能夠在濕陷較輕且含水量豐富的黃土地基處理中發揮作用。根據實際情況，深層攪拌樁技術可以分成干法施工和濕法施工兩種。干法施工指的是在黃土深層攪拌過程中噴固化材料，濕法施工則是將混凝土砂漿注入黃土，二者都具有保證濕陷性黃土地基穩定性的效果。究其原理主要是利用固化劑或混凝土砂漿提升黃土結構內部的黏合度，從而讓黃土結構整體的強度和支撐力得到提升。和其他的濕陷性黃土地基處理方法相比，深層攪拌樁技術具有更突出的處理效果，且不會產生水資源浪費、噪聲污染等環境問題，因此得到了越來越多的認可。在應用深層攪拌樁技術的過程中，需要根據黃土地基的實際情況判斷其含水率，并據此確定選用干法施工或濕法施工。

通常在黃土地基的含水量大于30%的基礎上，才能選用干法施工模式，將處理好的固化劑以粉末形式噴射到黃土結構中去，從而確保加固效果。在濕法施工中，需要借助設備將配制好的混凝土砂漿注入黃土地基，這個過程比較復雜，稍有不慎可能出現樁體中心固化不完全的問題。為了規避這個問題，需要對混凝土材料進行有效控制，并保證注漿速度等，避免將可能存在的質量問題。

2.5 擠密樁法

擠密樁法也在濕陷性黃土地基處理過程中扮演著重要角色，一般適用于含水率保持在14%～22%的黃土地基，具有比較可觀的應用效果。在正式施工之前，需要對本次待處理的濕陷性黃土地基情況進行分析，確認其含水率是否符合擠密樁法應用標準，然后可確定具體的打孔方案，在方案中注明回填土的種類和要求等，確保擠密樁法能夠發揮應有的作用。

擠密樁法主要是利用樁體和樁孔之間的擠壓效果加固黃土地基，從而達到提升濕陷性黃土地基穩定性，因此應避免透水性材料摻入回填土，導致濕陷性黃土地基大規模沉降的風險。在樁體順利入孔后對沉管進行振動或捶打，使之發揮應有的擠壓作用，從而保證濕陷性黃土地基處理效果。

2.6 化學加固法

化學加固法在濕陷性黃土地基處理中也有應用，主要可以分成堿液加固法和單液硅化法兩種。堿液加固法主要是利用氫氧化鈉溶液和黃土中金屬離子的反應，達到加固黃土地基的效果，經過反應后可在土壤中形成大量金屬化合物，能夠自動進行膠結等，對提升濕陷性黃土地基的強度有一定的積極作用。單液硅化法更加簡單，主要是利用硅酸鈉溶液的特性，使之在與黃土中的物質進行反應后，達到提升濕陷性黃土地基強度的效果，在地下水水位比較低的黃土區能夠發揮不可替代的作用。

3 結語

隨著濕陷性黃土地區建筑工程、公路工程等建設的大力發展，為保障工程建筑的安全穩定性和可靠性，應提高對濕陷性黃土地基的消除處理技術水平，不斷改進和完善處理方法，科學合理地設計處理措施，有效消除黃土地基的濕陷性，增加地基良好的承載力和可靠性，避免濕陷性黃土對地基上的構筑物造成危害。在地基處理工作中，應根據濕陷性黃土地基的特點，在滿足工程建設要求的前提下，選擇適宜的處理方案，嚴格控制處理過程中的注意事項和要求，避免使用不科學、不合理的處理手段，確保濕陷性黃土地基處理方案的正確性和有效性，為我國濕陷性黃土地區項目工程的開發和建設提供有力的保障。