濕陷性黃土地施工下沉的治理措施評價

■寇丹暉

（河南省地質礦產勘查開發局第四地質勘查院河南鄭州450001）

濕陷性黃土地施工下沉的治理措施評價

■寇丹暉

（河南省地質礦產勘查開發局第四地質勘查院河南鄭州450001）

我國濕陷性黃土低濕度、高孔隙率，粗粉砂占主要成分，易于在受水的侵濕情況下，發生顯著下沉。為此本文對常見的濕陷性黃土進行治理方法，如換土法、重錘強夯法、灰土樁擠密樁法、水泥土攪拌法等方法進行分析評價。

濕陷性黃土 下沉 換土法 重錘強夯法

濕陷性黃土是一種主要分布于我國西部的黃土高原上第四紀的沉積物，它以粉土顆粒為主，富含碳酸鹽，具有大孔隙和垂直節理，以黃色為基本色調，具有濕陷性，在一定荷載作用下并且在受水浸濕的情況下，土壤結構迅速破壞，并且失去承載力而發生顯著下沉。

1　濕陷性黃土特性

由于濕陷性黃土的性質特殊，經過下沉穩定后，在受水浸濕的情況下土結構迅速發生破壞并產生顯著的下沉現象。所以在濕陷性黃土場地上進行建設施工時，應采取以地基處理為主的綜合措施，防止地基濕陷對建筑物產生的次生危害。

濕陷性黃土之所以在一定壓力下受水時產生顯著附加下沉，除上述在遇水時顆粒接觸點處膠結物的軟化作用外，還在于土的欠壓密實狀態。在干旱氣候條件下，黃土層的蒸發量影響深度大于大氣降水的影響深度。在其形成過程中，土層的壓密欠佳。接近地表2-3m的土層，一般具有適宜壓密的濕度，使土層得不到充分地壓密，便形成了低濕度、高孔隙率的濕陷性黃土。

濕陷性黃土粗粉粒和砂粒在黃土結構中起骨架作用，能直接接觸的大多為粗粉粒，細粉粒通常依附在較大顆粒表面。黏粒以及土體中所含的各種化學物質多集聚在較大顆粒的接觸點，起膠結和半膠結作用。濕陷性黃土由于以粒和粗粉粒為骨架，在天然狀態下使具有較高的強度，當遇水時導致土的強度突然下降便產生濕陷。

2　治理措施

濕陷性黃土地基處理的目的主要是通過消除、減弱黃土的濕陷性，提高地基的承載力和控制建筑物（構筑物）的沉降量。近幾年來換土法、強夯法、灰土擠密樁法、水泥土攪拌樁法等，由于具有施工簡便、速度快和效果好、造價低等優點，在全國濕陷性黃土地區得到廣泛應用和推廣。

2.1換土法

適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理，應根據建筑體型、結構特點、荷載性質、地質巖土勘察報告等進行綜合分析，進行換土法設計和選擇施工方法。該法是將基礎底面以下一定深度范圍內的軟弱土層挖去，然后以質地堅硬、強度較高、性能穩定、具有抗侵蝕性的填料分層填充，并同時以人工或機械方法分層壓、夯、振動，使之達到要求的密實度，成為良好的人工地基。

2.2重錘強夯法

在西北、華北等地區，廣泛采用重錘表層夯實法處理濕陷性黃土地基，許多工程實例說明，經重錘表層夯實處理的地基，沒有發生嚴重濕陷。工程實例：某地區住宅樓均采用重錘強夯法處理。重錘表層夯實是在基坑內的基礎底面標高以下待夯實的天然土層上進行的。重錘表層夯實加固原理是將18-30KN的重錘提高到4-5m后自由落下，并如此重復夯打，使土的密度增大，土的物理力學性質改善，以減少或消除地基的變形。濕陷性黃土地基采用強夯法有效加固深度為5-6m。強夯分2次完成：第一遍為點夯，夯點每點夯擊次數5-8擊；第二遍為滿夯，滿夯時采用排夯，以較低的夯擊能進行夯擊，夯跡彼此重迭搭接20-30cm，每點搭接夯擊1-2擊。

在施工中，還要滿足下列條件：（1）對于點夯最后2擊的平均沉降量不大于5cm，滿夯最后2擊的平均沉降量不大于2cm；（2）夯坑周圍地面不發生較大的隆起，一般控制10cm以內；（3）不因夯坑過深而發生起錘困難。兩遍夯擊間應有一定的時間間隔（一般間隔1周），以利于土中超靜水壓力的消散。

2.3灰土樁擠密樁法

灰土樁擠密樁法是利用成孔時的側向擠壓作用，使樁間土得以擠密；隨后將樁孔用灰土分層夯填密實，稱為灰土樁擠密法。灰土樁擠密樁法屬于橫向加密土層。施工中當套管打入地層時，管周地基土受到了較大的水平向擠密作用，使管周圍一定范圍內的地基土的工程物理性質得到改善，其密實度增加、壓縮性降低、濕陷性全部或部分消除。灰土樁擠密地基屬于人工復合地基，其上部荷載由樁體和樁間擠密土共同承擔。灰土樁法具有原位處理、深層擠密和以土治土的特點，用于處理厚度較大的濕陷性黃土或填土地基時，可獲得顯著的技術經濟效益，在我國西北和華北地區已廣泛應用。灰土樁擠密樁法處理地基時的面積，應大于基礎或建筑物底層平面的面積，并應符合下列規定。

（1）當采用局部處理時，超出基礎底面的寬度：對非自重濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基，每邊不應小于基地寬度的0.25倍，并不應小于0.5m；對自重濕陷性黃土地基，每邊不應小于基底寬度的0.75倍，并不應小于1.00m。

（2）當采用整片處理時，超出建筑物外墻基礎底面外緣的寬度，每邊不宜小于處理土層厚度的1/2，并不應小于2m。

（3）樁孔直徑宜為300-450mm，并可根據所選用的成孔設備或成孔方法確定。樁孔宜按三角形布置，樁孔間的中心距離，可為樁孔直徑的2.0-2.5倍。

2.4水泥土攪拌法

水泥土攪拌法是利用水泥、水凝性材料等作為固化劑，用特制的攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑強制攪拌，利用固化劑和土之間所產生的一系列物理化學反應，使軟土硬結成具有整體性、穩定性和一定強度的水泥加固土，進而提高地基土強度和增大變形模量。

3　綜合評價

對于濕陷性黃土地基處理在高度24m以下的建（構）筑物采用換土法、擠密樁法、水泥土攪拌樁法、重錘強夯法處理地基，在經濟與技術上是比較合理的；高度超過24m但是低于54m的建（構）筑物采用碎石混凝土樁或碎石混凝土樁+500mm厚的砂石混料復合處理地基，在經濟與技術上是比較合理的；高度超過54m但是低于100m的建（構）筑物采用鋼筋混凝土灌注樁或者鋼管灌注混凝土樁，在經濟與技術上是比較合理的。

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P5[文獻碼]B

1000-405X（2016）-7-399-1