湿陷性黄土地区地基处理试验分析

张成杨

摘 要：地基是承载建筑物重要的载体，地基的强度和稳定性直接关系到建筑物的正常使用情况。为了适应黄土地区工程建设的发展需要，文章就湿陷性黄土的概念和特性进行分析，探讨湿陷性黄土地区地基的处理方案，并对湿陷性黄土地区地基处理的试验进行研究，以便根据湿陷性黄土的实际情况建立相适应的建筑物，促进湿陷性黄土地区的发展。

关键词：湿陷性；黄土地区；地基处理试验

引言

随着西部开发和能源基地的建设，中西部地区大中型工程逐渐增多，大中型工程的建设需要具有较高的承载力和较小变形的地基，然而中西部地区大多土地为湿陷性黄土，黄土在浸水的情况下，极易发生大幅度的下沉或不均匀沉降的现象，从而造成建筑物地基变形，给工程带来巨大的损失[1]。另外，地基处理费用所占比例比较大，地基处理的工期较长，对地基处理方案进行优化改进，能够有效的促进工程质量的提高， 减少工程资金的投资。因此，对湿陷性黄土地区的地基进行处理具有重要意义。

1 湿陷性黄土的概念和特性

1.1 湿陷性黄土的概念

其一，湿陷性变形。湿陷性黄土在上覆土层自重力的作用下或者在自重应力和附加应力的作用下，由于浸水后黄土的结构破坏进而发生的显著性附加变形的黄土，即称之为湿陷性黄土。湿陷性黄土通过其特定生成的环境、发生原因、地理地貌、气候条件、特殊结构状况等影响，使得在压力和水的作用下发生湿陷性的现象，从而产生湿陷性变形。由于受力条件不同，湿陷性变形可以分为自重湿陷性变形和外力影响湿陷性行变性。

其二，湿陷性类型。湿陷性黄土类型分为自重湿陷性和非自重湿陷性。自重湿陷性主要是由于湿陷性黄土地基被水浸湿后，没有受到外部的附加应力影响，仅在地基土的自重压力作用下发生湿陷。非自重性湿陷是指湿陷性黄土地基或场地没有外部附加荷载的作用下不发生湿陷，湿陷性的发生需要有一定的附加荷载作用，并在浸水的作用下发生湿陷[2]。

1.2 湿陷性黄土的特性

其一，结构性。湿陷性黄土是一种结构性黄土，其在形成初期，通过季节性少量的雨水和干旱性天气使得黄土形成以粗粉粒为主的多孔隙结构。其二，欠压实性。湿陷性黄土由于其特殊的地质条件，使得在沉积的过程中，进程比较缓慢，上覆压力增长速率快于颗粒间固化速率，从而使得黄土的颗粒保持着比较疏松的高孔隙结构，处于欠压密状态，欠压密状态是黄土产生湿陷性的重要条件。

2 湿陷性黄土地区地基处理方法

在我国西北地区时常会遇到黄土地基处理问题，处理方面包括对低湿度湿陷性黄土消除或减少湿陷变形的危害，还需要提高地基的承载力，减少有害压缩变形问题。目前国内外常见的黄土处理方案主要有垫层法、夯实法、挤密法、预浸水法、桩基础法、化学加固法等[3]。

其一，垫层法。垫层法是将地基下的湿陷性黄土进行挖除，用素土或灰土分层做成垫层，达到消除地基部分或全部的湿陷量，以便减少地基变形，从而提高地基的承载力。垫层法分为局部垫层和整片性垫层。当需要挖除地基下1到3米的湿陷性黄土的湿陷量时，需要采用局部垫层法处理。当需要增加垫层土的承载力时，需要采用整片性垫层法处理。

其二，夯实法。夯实法适用于湿陷性黄土的饱和度Sr<60%的地基处理中，此方法主要用吊升设备将重锤从高空自由下落，作用于地基，增强地基的强度，增加地基的受力性能[4]。

其三，挤密法。挤密法主要运用在地下水位以上的湿陷性黄土地基的处理中，施工时要预先设计好在基础平面位置布置桩孔和成孔，将备好的素土或灰土在含水量的情况下分层填入桩孔内，将土夯实达到标准要求。并通过成孔和桩孔横向挤压作用，使得桩基土更加紧密。

其四，预浸水法和化学加固法。预浸水法由于耗量比较大，在使用的过程中具有一定的局限性；化学加固法适用于建筑物的地基加固，两种方式的使用范围比较小。

其五，桩基础法。桩基础不是自然形成或人工造成的地基，而是简单的基础的范畴，主要将上部分的荷载转移到桩侧和桩底端的土岩层中[5]。通过使用开挖、钻孔等方式形成桩。在湿陷性黄土地基或场地中避免使用摩擦型桩，在设计桩基础的时候，不仅要考虑到桩本身的强度要求，还需要根据场地工程地质条件分析，选用适合场地的桩。

3 湿陷性黄土地区地基处理的试验研究

对湿陷性黄土地基的处理试验研究主要是通过研究强夯法加固黄土地基的试验。强夯法加固黄土地及的承载力试验和结果。本研究选取西部某地区进行试验，在同试验区分别选取原地基土区和强夯地基处理区。强夯区在处理前未进行原位测试试验，为了研究强夯区地基处理效果，需要将原地基土区土层的参数作为强夯区处理前的土层的力学参数。从地质学角度来看，这种处理方式是合理的。根据相关地质资料，在场区选取试验场地，面积为20×20m，分四个试验区强夯点在地基表面，夯点中心距离为3.5m。强夯完成后，在场地进行载荷试验、旁压试验、动力触探试验、标准贯入试验等对黄土地区地基的承载力进行试验。详情如表1所示。根据这几种试验可以看出，地基土体的承载力均有显著加大，土体被强力挤密，孔隙大幅度减小。表明强夯法在处理湿陷性黄土地基的过程中具有较好的效果。

表1 强夯法地基处理前、后土层力学参数变化表

4 结束语

通过对湿陷性黄土的变形、类型以及特性分析，列举出国内外几种常见的湿陷性黄土地基处理方案，并对这些方法进行细致的研究和探讨，并通过强夯法加固黄土地基的试验的研究分析，在处理湿陷性黄土地基问题中，强夯法具有较明显的效果。在实际中，还需要根据当地黄土的特性和实际情况进行分析，选取一种最佳处理方案，合理运用先进技术和材料等，对湿陷性黄土地基问题进行处理。

参考文献

[1]罗宇生.湿陷性黄土地基处理[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[2]陈正汉.黄土的湿陷变形机理[J].岩土工程学报，2011，18（2）：34-35.

[3]刘祖典.陕西关中黄土变形特性和变形参数的探讨[J].岩土工程报，2011，26（3）：24-31.

[4]张炜.我国黄土工程性质研究的发展[J].岩土工程学报，2012，17（6）：85-86.