浅谈黄土的湿陷性及其地基处理问题

叶彪

摘 要： 随着近些年来我国经济建设的不断发展，国家对于工程建设的质量也有了更高的要求。湿陷性黄土因其遇水下沉的特殊性，对建筑物的地基质量有很大的影响。为了保证整个工程的安全可靠，在进行湿陷性黄土地基处理时需要保证建筑物的安全以及建筑单位利益的最大化。本文简要分析了黄土的湿陷性及其地基处理问题，希望对以后的工程建设有所帮助。

关键词： 湿陷性;地基;黄土

【中图分类号】TU475.3 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.34.229

1 湿陷性黄土的湿陷机理分析

湿陷性黄土的物质组成以粒径大于0.005mm的粉粒含量为主，起着骨架颗粒的作用，由于黄土是在干旱半干旱的气候条件下堆积，骨架颗粒间的干摩擦力阻碍颗粒紧密排列，而造成大量的架空孔隙，这些物质主要为粘土矿物，陪伴氧化物及碳酸鈣，使颗粒间产生一定的连结强度，黄土具有一定的孔隙水，它们主要集聚在颗粒连结处呈现出不连续分布。这是湿陷性黄土的主要结构特征。黄土在外部荷载作用时，由于湿陷性黄土特殊的支架大孔结构，并且其颗粒成分非常的不均匀，即使在均匀的外力作用下土骨架中所受到的应力也是不均匀的，而是在土颗粒的胶结物上发生应力集中。在水的作用下骨架颗粒间的非抗水胶结物本身发生了软化，连结强度减弱，在应力集中的情况下，就更容易发生破坏，当残留的连结强度抵抗不了使颗粒移动的外力时，部分抗水胶结也被破坏，粒间接触处发生断裂，黄土的粒状架空结构体系崩溃，导致了黄土的湿陷。这就是黄土在外部荷载作用下的变形过程。

2 湿陷性黄土的判定

2.1 黄土湿陷性判定

施工时首先应确定工程路段黄土层的地质年代、成因、厚度等地质特征，以及黄土的物理力学特性。然后，现场选取原状土样，采用湿陷系数δs来判定，δs可通过室内积水压缩试验测定。把保持其天然密度、湿度和结构的黄土土样，逐步加压，达到规定试验压力，土样压缩稳定后，进行浸水，使含水量接近饱和，此时土样迅速下沉，再次达到稳定，得到浸水后的土样高度。

2.2 黄土湿陷等级的判定

湿陷性黄土地基的湿陷等级是地基土受水浸泡发生的湿陷的程度，一般用地基内各土层湿陷下沉稳定后所发生湿陷量的综合来衡量，总湿陷量越大，对桥涵等结构物的危害就越大，对设计、施工和处理措施的要求也就越高。

3 建筑湿陷性黄土常见的处理方法

3.1 换土垫层法

换土垫层法一般适用于处理深度大于3.0m深层地基。当建筑物基础下的持力层比较弱，不能满足上部荷载对地基的要求的时候，常采用换土回填法来处理。施工时先将基础以下一定深度、宽度范围内的软土层挖出来，然后回填强度较大的砂、碎石、灰土、素土、粉煤灰、石灰粉煤灰、干渣等，并夯至密实。换土回填按其材料分为砂地基、砂石地基、灰土地基等。

3.2 复合地基

复合地基主要指的是多种深层加固方法，通过桩和被挤密的桩间土构成的地基。和天然地基处理不同，也不属于一般的桩基，而是属于一种特殊的复合地基。一般主要可以分为几下几种类型：根据桩所用材料不同主要可以分为碎石桩和石灰桩等;按桩强度主要可以分为有柔性桩、半刚性半柔性桩和刚性桩。在工程中应充分利用复合地基的效应，具体包括排水效应、桩体效应、垫层效应、挤密效应，同时应该避免各种不同形式破坏的发生。

3.3 挤密桩

挤密桩是一种人工复合地基，其本身属于一种深层地基加固方法。挤密桩是把带有管塞、活门或锥头的钢管压入或打入地下挤密土层形成孔，再往孔内投放灰土、砂石等填料成的桩。这种桩对于湿陷性黄土也有较好的处理效果，并且通过以土治土、就地取材可以有效缩短工期，整个施工的费用也较低，可以消除湿陷性黄土浅层以及深层部分或全部湿陷性。其中灰土桩和石灰粉煤灰桩可以运用在地下水位以上，处理深度大约为5—15m，含水量介于14%—23%的湿陷性黄土地基。

4 湿陷性黄土地基处理措施

4.1 处理前的准备工作

在进行湿陷性黄土地基处理之前，由于地基处理的意义比较重大，而且可供选择的方法有很多，处理之前一定要对整个工程现状进行充分了解，做好处理之前的准备工作，具体有以下内容：首先需要搜集较为详细的勘察资料以及地基基础设计资料;还需要对地基处理的必要性和可行性进行论证，充分了解当前地基存在的主要问题，评估时候可以通过修改上部建筑物的结构、控制建筑物位移等方式来解决湿陷性黄土地基的问题。

4.2 处理方法的确定

初步去选择几种可行的地基处理方案。对整个建构筑物的类型、荷载以及功能进行详细分析和总结，同时结合现有的地形地貌特征，地质条件状况以及地下水环境等情况对方案进行初步的选择;其次就是需要选择最优的方案。经过初步选择的方案需要从地基处理加固的原理、适用的范围、材料的消耗、机械工具的要求、施工技术的要求、处理的进度、地基处理的效果以及对环境的影响等几个方面，进行全面的评价和对比，可以从中选择一个最佳的处理方案，也可以结合各个方案的优点，选择一个综合性的处理方案。

4.3 处理施工的要点

（1）技术交底和质量监理。在地基处理开始前，应对施工人员进行技术交底，讲明地基处理方法的原理、技术标准和质量要求。施工处理要有人跟班，负责质量监理。

（2）作好现场监测工作。在地基处理施工过程中，应有计划地进行监测工作，根据测试数据来指导下一个阶段地基处理工作，提高技术水平。

5 结束语

综上所述，为了保证整个建筑的安全可靠，在进行湿陷性黄土地基处理时需要保证建筑物的安全以及建筑单位利益的最大化。通过本文的研究表明，在进行处理方法选择的时候需要根据建筑的岩土工程地质状况以及建筑物上部荷载的具体大小，在技术可靠、经济合理以及施工便利的要求下，选择一种或者多种复合的地基处理方式。

参考文献

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[2] 刘泽华，郑彩义.灰土挤密桩在湿陷性黄土路基处理中的应用[J].民营科技，2017（1）：172-173.