大厚度濕陷性黃土場地勘察及綜合防治措施

王 軍 海

(山西省勘察設計研究院，山西 太原　030013)

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大厚度濕陷性黃土場地勘察及綜合防治措施

王 軍 海

(山西省勘察設計研究院，山西 太原030013)

根據大厚度濕陷性黃土場地的分布及工程特征，分析了該類型場地在地質勘察中應注意的問題，基于目前常用的濕陷性黃土地基處理方法，提出了綜合整治大厚度濕陷性黃土地基的新技術。

濕陷性黃土，地基處理，巖土工程勘察，防水措施

濕陷性黃土是一種非飽和的欠壓密土，在天然濕度下，其壓縮性較低，強度較高，但遇水浸濕時，在附加壓力與土的自重壓力下引起濕陷變形，對建筑物的危害性大。為消除地基土濕陷性，通常采用地基處理措施來保證濕陷性黃土地區建筑物的安全和正常使用。近年來，重大工程項目建設場地向山區轉移，場地濕陷性黃土厚度較大，最厚高達35 m，一方面通過常規勘察手段進行勘察難度較大，另一方面，通過地基處理消除地基土濕陷性達到國家標準《濕陷性黃土地區建筑規范》的要求也越來越困難。因此，巖土工程勘察必須結合大厚度黃土分布特點，采用工程地質測繪、探井勘探、原位測試、巖土試驗等綜合手段進行勘察評價，提高勘察技術水平；采取綜合治理措施，防止地基浸水濕陷對建(構)筑物產生危害。

1　大厚度濕陷性黃土場地分布及工程特征

一般工程所稱的大厚度濕陷性黃土場地，是指自然沉積的濕陷下限深度大于20 m，一般地基處理方法難以滿足規范和設計要求的濕陷性黃土場地。大厚度濕陷性黃土主要分布于我國甘肅、陜西、山西地區黃土塬、梁、峁地帶，降雨量稀少,蒸發量大，地下水一般較深，對工程建設影響較小；地形一般較高，植被不發育，浸水機率低。場地濕陷性黃土分布厚度一般較大，地基土含水量低，濕陷程度高，上部土層一般具強濕陷性，隨深度增大，濕陷性逐漸減弱。場地濕陷類型及等級平面分布受周邊環境影響較大，在人類活動較少地區場地濕陷類型、地基濕陷等級及濕陷下限深度變化不大，規律性強。在經常經受農業或綠化灌溉后，場地濕陷性會有不同程度退化，場地土的工程特性指標變化較大，濕陷性分區規律性減弱。

2　大厚度濕陷性黃土場地勘察中應注意的問題

1)工程地質測繪：除按一般濕陷性場地進行測繪外，應重點了解并區別黃土場地和黃土填方場地，研究地形變化歷史，對黃土填方場地要重點了解填方時間、填筑方式及控制標準等；研究地形的起伏和地表水的積聚、排泄條件，評估地表水下滲和側向浸水的可能性和程度；調查地下水位的深度、季節性變化幅度、升降趨勢及其與地表水體、灌溉情況的關系。

2)勘探孔深度：勘探孔的深度對濕陷量及自重濕陷量的計算結果影響較大，如勘探孔未揭穿濕陷性黃土層，濕陷量按勘探深度來計算，計算結果會明顯偏小，就會造成場地濕陷類型與地基等級的誤判，致使針對地基土濕陷性采取的工程措施不足，給工程留下隱患。因此，每個地貌單元穿透濕陷性黃土層的探井不應少于2個。同時，考慮到濕陷性黃土厚度較大，探井挖掘和取樣困難，工作中應嘗試采用原位測試技術預估濕陷性下限深度。另外，勘探孔深度應大于地表水可能下滲的深度并應考慮到周邊水文地質等環境條件的改變對場地濕陷性土層的影響。

3)濕陷性試驗：濕陷性試驗宜采用單線法，單線法試驗在天然濕度下分級加荷，加至不同的壓力下沉穩定后再浸水，試驗過程較符合地基的實際情況，工程界認可程度較高。在全部采用單線法試驗確有困難時，可同時采用單線法和雙線法，對兩種方法測得的成果進行比對后使用，對場地濕陷情況作出科學的評價。

4)濕陷性評價：濕陷性評價應考慮地基浸水機率的影響，根據未打浸水孔的自然浸水試驗資料，平面范圍有限的地表水自然向下滲透時，地基土達到飽和的時間隨深度增加而變長，即在一定時間內為一個滲透下限，地基土所處位置越深越難以達到飽和。引進浸水機率系數，使濕陷性評價更加科學。

3　地基處理方法

濕陷性黃土地基處理以消除地基土濕陷性、降低壓縮性、提高承載力為目的，目前工程實踐中應用的地基處理方法主要有以下幾種：

1)換填墊層法。換填墊層法包括素土墊層和混合土墊層，當僅要求消除基底下1 m～3 m地基的濕陷性時，宜采用素土墊層進行處理；當同時要求消除濕陷性并提高承載力時，宜采用混合土(灰土、水泥土等)墊層進行處理。

2)強夯法。強夯法是用重錘自一定高度下落夯擊土層使地基迅速固結的方法，適用于處理地下水位以上，飽和度不大于65%的濕陷性黃土地基。隨著夯擊能的增加，處理深度有了較大幅度的提高，目前，夯擊能已應用到12 000 kN·m，有效處理深度可達12.0 m。

3)擠密法。擠密法是利用形成樁孔時的側向擠壓作用擠密樁間土，然后將樁孔用素土或灰土分層夯填密實進行地基處理的一種方法，一般處理厚度不大于15.0 m。

4)孔內深層強夯法。該方法先成孔至預定深度，然后自下而上分層填料強夯或邊填料邊強夯，形成高承載力的密實樁體和強力擠密的樁間土，樁體填料采取素土、砂土、建筑固體垃圾、工業廢料、灰土以及其他的非腐蝕性混合物，對地下水無污染的材料。

5)樁基礎。將上部荷載通過樁基礎直接傳遞于非濕陷土層，克服濕陷性黃土層帶來的工程問題，若濕陷性土層厚度大則相應所需的樁長比較大。在具體選用濕陷性黃土的處理方法時，應根據建筑場地的濕陷類型、地基濕陷等級，考慮因地制宜和就地取材等原則并根據施工技術可能達到的條件，經過技術經濟對比予以選用。

4　綜合整治新技術

考慮到大厚度濕陷性黃土地基處理的困難，當地基處理后剩余濕陷量滿足GB 50025濕陷性黃土地區建筑規范要求時，可根據下部未處理濕陷性黃土層的濕陷起始壓力值或剩余濕陷量采取相應的防水措施和結構措施。當地基處理后剩余濕陷量大于GB 50025濕陷性黃土地區建筑規范規定的剩余濕陷量但不大于2倍時，應采取結構措施和防水措施并重的綜合治理措施，結構措施按相關技術標準采用，防水措施可按以下方法采用：

1)加大建(構)筑物周圍地面的排水坡度，要求排水通暢，場地不積水。2)有效封閉地面，封閉地面可采用墊層法、強夯法、擠密法等地基處理方法或整片鋪設防水層。地基處理法封閉地面厚度一般可為1.0 m～5.0 m,壓實系數應大于0.93、擠密系數應大于0.91，嚴禁采用透水性材料，整片鋪設防水層采用瀝青防水層、防水土工膜(布)、改性瀝青防水材料等。3)設置側向隔水帶：側向隔水帶根據場地地層分布及變化情況、側向浸水源的性質、位置、范圍、水量、環境、補給與排泄及其變化等設置，設置方法可采用：a.人工或機械開挖溝槽，一般寬度1.0 m～2.0 m，用粉質粘土或粘土分層夯填，要求壓實系數不小于0.95；b.沉管擠密，一般3排～5排，孔心距按樁孔間擠密土平均擠密系數不小于0.93計算確定，孔填料應采用粉質粘土或粘土，平均壓實系數不小于0.95；c.豎向設置瀝青防水帶或防水土工膜，一般應與溝槽開挖夯填土料相結合。

5　結語

1)大厚度濕陷性黃土場地巖土工程勘察應加強工程地質測繪及水環境調查，采用多種方法進行綜合評價；濕陷性評價中考慮地基浸水機率，評價方法更加科學。2)大厚度濕陷性黃土場地采用傳統的消除濕陷性的處理方法，達到現行國家黃土規范要求剩余濕陷量，困難較大時，可在充分考慮地基土浸水可能性以及加強引排水的條件下結合場地條件采取地基處理、結構措施和防水措施并重的綜合治理措施，來防止地基浸水濕陷對建(構)筑物產生危害。

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Discussion on site investigation and comprehensive control measures of large thickness collapsible loess

Wang Junhai

(ShanxiInvestigationResearchandDesignInstitute,Taiyuan030013,China)

According to the distribution and engineering features of the large thickness collapsible loess, the paper analyzes the attentive problems of the site in the geological survey, and points out the new technique for the comprehensive control measures of large thickness collapsible loess based on the common collapsible loess foundation treatment.

collapsible loess, foundation treatment, geotechnical engineering survey, waterproof measure

1009-6825(2016)19-0060-02

2016-04-13

王軍海(1970- )，男，高級工程師

TU475.3

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