湿陷性黄土对工程施工的影响与应对措施

张建辉

摘 要：湿陷性黄土其由于自身特性影响，若处理不当，可能会诱发相关灾害问题。因此，相关施工企业需要合理采取应对措施，使湿陷性黄土给工程施工造成的影响得到有效降低。本研究针对湿陷性土壤特性进行分析，探讨湿陷性黄土给工程施工造成的影响，并提出具体的应对措施，希望能够为相关施工企业提供一些参考和借鉴。

关键词：湿陷性黄土;工程施工;影响;应对措施

中图分类号：TU-022     文献标志码：A     文章编号：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

伴隨着我国西部大开发战略的提出和实施，西部地区经济也得到了快速发展，同时该地区的各类建筑工程建设事业也得到了有效推进。但由于西北部地区的湿陷性黄土面积和厚度相对较大，阻碍了相关施工工作的顺利开展，具有较大的危害性。如果未针对该问题采取合理的应对措施和解决方案，将会导致工程投入使用后出现相关危害问题，无法为居民的生命财产安全提供保障。所以，在建筑工程施工期间，相关施工企业需要充分了解湿陷性黄土，深入分析其危害性，合理制定解决方案，从而对湿陷性黄土进行有效处理与防治，使工程施工和使用期间的危害问题得到有效减少，全面提升工程建设水平。

1 湿陷性黄土特性及湿陷原因

我国黄土分布面积相对较大，其中湿陷性黄土约为60%。黄土湿陷主要是指黄土在受到自重作用或者外部附加压力作用后，土层受水浸湿后，黄土土壤结构出现变化或受到破坏，进而发生坍塌问题，出现明显形变。我国西北地区的黄土，在组成成分和外部形态等方面具有明显特点：初期由于受干旱气候影响，黏聚起呈散状的粉粒;在长时间的干旱环境当中，水分受热蒸发，而且无新的水分补充，黄土内部孔隙进而增多，密度相对较低;当黄土受到自身或者外部压力后，在被水浸润时结构会发生改变，进而形成相应的湿陷性黄土[1]。

1.1 物理特性

黄土的天然含水量为7%～23%;而湿陷性黄土的含水量多数为11%～20%，塑性相对较弱，具有良好的透水性能，垂直方向的渗透系数比水平方向要高。形成湿陷性黄土的因素主要包括内部和外部两种。内部因素是指黄土内部土壤结构，由于其具有较大的内部土壤间隙，进而导致黄土土质相对比较疏松。外部因素则主要是指地基和水所给予的外部压力。对比普通黄土，湿陷性黄土颜色主要呈现为黄色和黄褐色，含有大量可溶盐，而且比较松散，土壤间的黏聚力相对较低[2]。

1.2 湿陷原因

导致黄土出现湿陷的原因相对较多，其中黄土在结构上的力学缺陷影响最大。土壤内部的骨架颗粒对黄土内部结构的稳定性具有直接影响，尤其是骨架颗粒间排列方式对结构体系稳定性具有决定性影响。而土壤的湿陷程度和骨架颗粒的强度、胶结物性质、接触面积、含水量以及排列紧密情况等具有紧密联系。湿陷性黄土内部的骨架颗粒通常为粒状架空状，而且表现出末点接触或者半胶结形式，这也使得湿陷性黄土存在易变形和坍塌的特点[3]。

2 黄土地基的湿陷性对工程建设的影响

黄土浸水之后会有湿陷变形问题发生，由于其变形量相对较大，而且有着极快的变形速度，变形也不够均匀，进而会导致基础有大面积不均匀沉降问题产生。这也会使湿陷性土层上所承载的塔台、烟囱、水塔以及信号塔等建筑出现严重倾斜问题，不仅会导致建筑物墙面出现开裂现象，而且还会导致梁、柱、桩等承重结构被破坏，严重情况下甚至造成建筑物的突然性坍塌问题，进而给人员生命安全带来严重威胁。

2.1 对桥梁的影响

对于黄土场地当中所修建的桥梁，其基础位置通常采用桩基。当桩周黄土浸水之后会有湿陷变形问题产生，而且桩的顶部在受到荷载之后，其湿陷变形问题也会有所加剧。一旦湿陷变形沉降量超出桩基沉降量时，桩周土层则会出现下移现象，土对桩会有向下的负摩阻力产生，其方向和桩基的支撑方向相反。因此，在這一情况下，其不仅无法提供承载力，还会导致其承载力有所削弱。一旦桥梁荷载相对较大时，桩基底部则可能会有滑移失稳问题发生，最终对桥梁的实用性和稳定性产生影响[4]。

2.2 对房屋的影响

在建筑工程施工前，相关施工人员首先需要打好地基。在黄土场地施工过程中，地基主要为黄土，并可能夹杂一些岩块。当地基受到上部荷载、地下水以及地表水等作用后，将会导致地基出现湿陷变形问题，并会不断增长，最终导致地基基础出现大面积不均匀沉降问题。与此同时，梁柱等结构也会由于受力不够均匀，进而有不同程度变形破坏问题发生，最终造成相应的房屋墙面开裂、倾斜以及倒塌等问题。

2.3 对高铁、地铁建设工程的影响

高铁和地铁等建设工程跨度相对较长，而且具有较快的运行速度，一旦铁轨下的黄土地基出现严重湿陷性问题，将会导致铁轨两侧高度不够统一，进而对高铁运输产生影响，还可能会引发安全事故。地铁工程通常在地下建设，因此具有一定深度，可能会从湿陷性黄土层穿过，一旦在建设过程中没有有效处理湿陷性黄土，将可能出现隧道塌方问题，而其地基也可能由于黄土湿陷变形进而有大小不一和形态各异的凹陷产生，对地铁正常运行产生严重影响[5]。

2.4 对建筑地基的影响

在建筑工程施工过程中，相关施工企业若没有采取有效方法来预防和解决湿陷性黄土问题，则会导致建筑工程在投入使用后出现严重后果。其常见原因有三种。

2.4.1 生产和生活用水排放不当。在建筑工程投入使用之后，由于不当的排放生产和生活用水，进而导致地基浸湿。一旦地基地质为湿陷性黄土，其被浸湿后会降低结构稳定性，进而出现地面沉降问题。

2.4.2 降雨积水。在建筑施工过程中，若排水系统不够完善，则会导致建筑在后期使用时，由于大量降雨而出现地面积水问题，最终引发湿陷性黄土的潜在危害。

2.4.3 管道破裂漏水。在建筑使用期间，一旦供水和排水管道出现破裂问题，将会导致地基中有大量水浸入，进而改变土壤结构，严重危害建筑居民的正常生活。当湿陷性黄土被水浸湿后，将会出现不均匀变形问题，而这种不均匀变形对建筑物具有较大影响，危害性也相对较大。所以，在建筑工程施工前，相关施工企业需要合理展开设计工作，并采取有效的处理措施，从而确保建筑的使用安全性[6]。

3 工程施工中湿陷性黄土的处理措施

3.1 完善排水设施

在工程施工期间，一旦排水设施不够完善，将会导致工程在下雨、生活用水泄漏等情况下出现积水问题，进而严重破坏工程地基。对排水设施进行改善，可以使其整体排水能力得到有效提升，从而在根源上将此类问题解决。因此，在施工前，相关施工企业需要结合现场实际情况，制定具有良好排水效果的排水系统设计方案，从而使湿陷性黄土所造成的影响和破坏得到最大程度降低。首先，相关施工企业需要严格按照工程施工规范进行操作，合理采取防水措施。针对道路与管线还未进行施工规划的地段，需要协调管理部门和相关管线设计与施工单位，对管线和路面设计等级进行提高。其次，针对明挖区间进行分析，其需要对一定深度的土进行回填，形成覆盖层，并对回填土密实度进行适当提高，也可以单独做隔水层，从而对入渗路径进行阻断。最后，如果在规划上无法将其避开，需要在地下结构施工之前完成相关操作。

3.2 合理加固结构

由于湿陷性黄土当中的土壤孔隙相对较大，一旦受到水浸湿，将会导致其结构被破坏，进而减小地基承载力，最终引发相关危害。所以，相关施工企业需要合理加固其结构，即通过加固使土壤获得相应的框架作用，使土壤结构稳定性得到提高，从而有效提升地基承载能力。

例如，对于车站工程而言，为了使其站体结构稳定性得到保证，需要对建筑物不均匀沉降进行调整或者减小，从而使其整体结构能够与地基沉降变形相适应。一般情况下，相关施工人员需要将整体结构尺寸以及梁柱配筋率进行加大，从而使结构整体刚度得到提高。与此同时，相关施工人员还可以在站体浇筑过程中设置连接缝，从而对地基差异沉降进行有效抵御。站体可能会有不均匀沉降问题存在，因此，在处理主体结构时主要采取以下两种方式。

一是“放”。施工人员需要在站体浇筑期间设置沉降缝，并允许车站内部各部分可以实现自由沉降，互相之间不产生影响。这样一来可以避免由于不均匀沉降幅度过大而有过大切应力产生，进而破坏站体结构。

二是“抗”。为了有效应对不均匀沉降，需要采用刚度更大的结构尺寸，使梁柱配筋率和尺寸得到加大，从而避免自由沉降问题发生。但这样一来，会导致站体内部有较大内应力产生，进而加大了车站整体结构尺寸，同时也会增加其造价。

3.3 采取压实、压密措施

在湿陷性黄土地基施工过程中，由于受到地下水以及降雨等因素带来的影响，进而导致土壤结构被破坏，极大地降低了其承载力和稳定性，最终导致结构不够稳定，出现了相关危害问题。对此，在实际施工中，通常需要采用冲击压实法，从而有效压实土壤。此方法不仅成本相对较低，而且还具有良好效果，应用范围十分广泛。在具体施工中，可利用高能量冲击力有规律地冲击地面，从而有效实现压密和压实等目标。采用此方式，不仅可以使地基稳定性得到提高，还可以提升其对上部荷载的承受能力。

3.4 采用地基填筑施工工艺

在湿陷性黄土填筑操作过程中，所采用的填筑材料通常为老黄土或者新黄土。大块老黄土不容易粉碎;对比老黄土，新黄土具有更好的透水性，而且干湿易于调节。对此，相关施工企业需要结合不同需求和地形对填筑材料进行合理选择，但在实际使用过程当中，不得出现混用或者交替使用等情况。在使用前还需要做好检验工作，确保满足具体的规范要求后方可使用。在工程实际施工之前，相关施工人员还需要做好一次试验填筑。通过此次试验，可以获取在施工中的重要数据，如碾压次数、材料含水量等。但在实际施工中，结合实际情况可以适当调整各项数据，从而达到最好效果，并采取科学合理的施工方法，使工程施工质量得到有效保证。

3.5 加强维护处理

在建筑工程内部若有湿陷性黄土层存在，施工结束后需要严格维护构筑。具体来说，在工程建造完工后，需要增加其保护范围或者对用水工程设施進行改变时，需通过相关部门的具体审批，并严格按照要求采取相应的防水处理措施。相关施工人员需要对保护范围内的防水地面、排水沟等市政管线加强检查，一旦发现其出现渗漏、裂缝等问题时，需要及时加以修补。在对地下结构进行观测时，如果检测到其出现地面沉降问题，或者地下水位出现明显变化，需要经过具体的风险分析，对地基变形的发展趋势进行预测，并通过预留注浆管进行有效灌浆，使土层得到加固。

3.6 加强地基处理

在对湿陷性黄土地基进行处理时，具体可以采取以下处理方法。

3.6.1 预浸水法。此方法适合在自重湿陷性比较严重的黄土地基当中应用，并结合垫层法进行使用，从而使地面6 m以下的黄土层湿陷性得到有效消除。在工程施工前，相关施工人员需要对地基进行浸水处理，增加地基湿度，这样在一段时间后可以完全暴露一定深度内的湿陷性黄土层，之后清理干净此深度内的湿陷性黄土层，分层压实和填入素土或者灰土，使上部土层的自重湿陷得到消除，从而缓解该地基受到的压力，使地基抗压强度得到提高，满足工程的实际施工要求。

3.6.2 强夯法。此方法适合运用在饱和度不超过60%的黄土地基当中，可以对基础下3～9 m的湿陷性土层进行有效处理。在实际施工过程中，相关施工人员可以采用强夯机重锤，将其由高处自由下落，从而产生巨大的重力势能，对黄土地基有效施加动力夯击，从而使地基保持密实。此方法不仅操作比较简单和方便，而且经济成本也相对较低，可以得到明显的压实效果。

3.6.3 换填法。此方法主要在湿陷性黄土厚度小、施工难度大、地形复杂以及回填材料易取的情况下进行应用，相关施工人员需要采用挖土机将原来的湿陷性黄土直接挖去，并采用具有较大强度和稳定性能的碎石、灰土、矿渣、砾石以及煤渣等材料进行分层压实和充填，从而使地基密实度得到提高。

4 结语

综上所述，伴随着西北地区建筑工程行业的快速发展，其整体建设规模也在不断扩大，但在工程的实际建设过程中，需要高度重视湿陷性黄土所造成的问题。相关施工企业需要明确认识湿陷性黄土的概念、特性以及危害，并在此基础上加强研究，合理采取应对措施和治理方法，结合不同地基需求制定完善的应对方案，从而有效降低湿陷性黄土对工程施工所造成的不良影响，使工程结构稳定性得到有效提高，促进我国建筑工程行业的健康发展。

参考文献：

[1] 张雯，辛亚娟，周娜.浅谈湿陷性黄土对工程施工的影响以及应对措施[J].建材与装饰，2016，14（37）：42-43.

[2] 欧阳九发，罗晓锋，贺银峰，等.黄土地基的湿陷性对工程建设的影响及其处理方法[J].科技风，2020，32（19）：101.

[3] 张云周，柴尚云.湿陷性黄土地区路堤的施工对策研究[J].中国建筑装饰装修，2021（10）：182-183.

[4] 扈国义.黄土湿陷性对超深地下4层车站施工的影响及控制技术[J].施工技术，2018，47（16）：17-20，28.

[5] 蔡云波.公路工程湿陷性黄土路基地基处理的施工措施探讨[J].百科论坛电子杂志，2020，12（7）：1841.

[6] 韦正茂.公路工程湿陷性黄土路基地基处理的施工措施探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2019（1）：128-129.