濕陷性黃土地基處理方法及在工程項目中的應用研究

朱志偉

（山西省朔州市恒基建筑設計有限公司 036000）

引言

在項目施工實踐當中，要想使得濕陷性黃土地基處理方法能夠切實的奏效，其前提是需要弄明白發生黃土濕陷這一現象背后的原因。發生濕陷性黃土之后，土粒之間會發生膠結，進而會導致土壤顆粒之間發生相互移動的能力被阻礙，進一步也會使得土壤結構在覆土自重壓力的作用之下發生進一步的塌陷，最終導致土壤顆粒之間多孔性以及大孔結構等遭到破壞。既往相關研究表明，砂粒以及粗粉粒在黃土結構之中扮演著骨架的作用，由于在濕陷性黃土中砂粒含量很少，而且大部分砂粒不能直接接觸，能直接接觸的大多為粗粉粒[1]。通常，細粉粒結構都會附著在體積相對較大的顆粒之上，可膠體物質共同作為土壤中大顆粒之間的填充性物質，從而對土壤結構的穩定性起到促進性作用。而當黃土結構遭受到水分浸濕之后，水分子就會導致土壤顆粒之間的膠體物質的結構遭到破壞，并最終溶解為鹽類物質。與之對應的，土壤大顆粒之間會形成一層水膜結構，從而最終削弱黃土的抗剪強度，最終影響其機械強度。

1 處理范圍的確定

在黃土結構遭受到一定的水分浸濕之后，在附加應力以及自重應力的共同作用之下，土壤結構的整體結構會遭受到較為嚴重的破壞，從而最終會使得土壤骨架受到影響，直至發生較大程度的濕陷[2]。從上可知，土壤結構的多孔性以及打孔性最終導致了其整體結構的破壞，而發生濕陷的最終影響因素為水的浸潤及來自各方面的應力作用。由土的飽和自重壓力所引起的自重濕陷與其濕陷性和黃土層厚度有關，其變形范圍往往包括全部自重濕陷性黃土的厚度。根據濕陷變形范圍，地基的處理厚度（從基礎地面算起）可分為兩種：①處理全部濕陷變形范圍，處理目的是消除建筑物地基的全部濕陷量；②處理部分變形范圍，其處理目的只是消除建筑物地基的部分濕陷量[3]。

1.1 處理寬度的確定

一般而言，對于地基寬度大小的處理可以從三個方面來進行考量，即防水要求、擴散附加壓力以及控制側向變形。其中當濕陷性黃土地基遭受到較大量的水分浸潤的時候，其往往會發生較大程度的側向形變，與之相伴的其發生的豎向形變也會占據地基總塌陷量的70%左右。因此，在實際的施工過程中，為了在最大程度上規避這種由浸濕而發生的形變，應該在確定處理寬度時將側向形變充分的考慮在內（一般側向形變可以發生在距板之外的0.5～0.75倍）。

1.2 處理厚度的確定

（1）消除建筑物地基全部濕陷量的處理厚度

一般情況下，在非自重濕陷性黃土的場地中，地基的濕陷量發生于壓縮層以內。實驗研究表明，對于厚度較大的自重濕陷性黃土地基，壓縮層以下的濕陷量常占地基總濕陷量的70%以上。因此，要消除地基的全部濕陷量，應處理好基礎底面以下全部的濕陷性土層[4]。

（2）消除建筑物地基部分濕陷量的處理厚度

消除建筑物地基部分濕陷量的處理厚度應根據建筑物類別、基礎形式、基底面積、基底壓力、場地濕陷類型、濕陷等級等綜合考慮決定的。在黃土區修建建筑物，應首先考慮選用非濕陷性黃土地基，經濟可靠，如確定基底位于濕陷性黃土上，則應盡量利用非自重濕陷性黃土地基，因為這種地基的處理與自重濕陷性黃土地基相比要求較低。

2 濕陷性黃土地基的處理方法

2.1 擠密樁法

擠密樁法適用于處理地下水位以上且飽和度小于65%的濕陷性黃土，可處理的濕陷性黃土層厚度為5～15m，可以用于地基的局部處理，也可以用于整片處理。這種方法是指用沉管、沖擊、機械、人力或爆破成孔后，然后用填料填以最優含水量的素土或灰土并分層夯實，形成土或灰土樁[5]。

土樁本身就是一種柔軟性的木樁，它不同于其他的鋼筋混凝土等等剛硬性的樁；其實在土樁本身就要承受著上部荷載，而且還需要在擠密后的樁間土也要承擔著非常大的荷載力。但是在實際的土樁和樁間的土一同組合稱為了復合性的地基，也就是所謂的土樁擠密地基。其實在土樁擠密地基中，它是與土墊層是一樣的，都是具有一定的清除地基濕陷性，并且需要降低一定的壓縮性和滲透性，還要有一定提高承載力的功能。所以，在對于整體或者是局部的處理上，需要按照不同的情況來決定的。要是需要進行防滲透和隔絕水的時候，就需要進行整體的處理方法，要是不需要防滲透和隔水的時候，就需要用局部的處理方法；在剩下的濕陷的量比較小的時候可以采用局部處理的方法，但是剩下的濕陷量比較大的時候，就需要采用整體的處理方法；在比較多或者比較高的居民樓的時候，需要采用整體的處理方法，但是只是單單的工業用房的時候，就可以采用局部處理方法或者就是整體性的淺入的處理方法。

2.2 墊層法

其實在濕陷性黃土地基處理中的墊層方法也就是所謂的開挖置換的方法。其實這種方法也就是在地基的底部的濕陷性的黃土全部的挖出來或者是挖出來一部分，接下來就是用灰土進行分層并且夯實基礎做成墊層，從而消除在地基中被挖出的濕陷性黃土，這樣可以減少地基的變形和滲透的能力，還能夠提高其承載的能力[6]。這個方法其實它是適合于在地下水以上的地基，其土層的厚底也就是在1～3m。但是在地基的處理上來看，其實可以將其分成兩個看法，分別是局部墊層和整片墊層。在僅僅需要消除地基以下1～3m的濕陷性的黃土的時候，采用局部或者是整體墊層的方法處理就可以的；但是當要求提高其承載的能力和穩定性的時候，就需要采用，局部或者是整體的灰土墊層的處理方法。在一般的情況下，墊層的分層厚底大約在200～300mm之間。但是需要保證質量，需要控制機械的碾壓的速度。

3 擠密樁法在工程中的應用研究

3.1 施工準備

（1）場地和機械的準備

在施工的場地上要對其地貌、地質、土壤等進行檢測，從而確定好機械和材料的進入時間。還需要對場地進行一定的布置，安排機械和材料的擺放，對施工的場地進行清除和修建施工的通道。施工的機械其實包括了成空設備、夯實設備、攪拌設備等等跟據施工的需要進行調配，并且根據當時的成孔的需要調配不同的型號，從而達到施工的要求。

（2）平整場地與成空試驗

對于原來的施工地點進行清障，并且需要進行整平輕壓，達到施工的最高要求，需要先測出樁的位置，再用石灰進行定點固定。并且還需要根據成孔的質量從而確當地施工的要求，從而實施最佳的施工方案。

3.2 施工工藝流程

在運用灰土擠密樁的時候需要按照一定的工藝流程的，要根據施工的方案進行測量打孔，在使用機械設備進行定位，并且對成空進行檢驗，需要夯實孔底和用灰土進行填入夯實，并對其夯實的質量進行檢測，然后進行鋪整，并做好后期的養護作用，要是出現一定的質量缺陷，需要及時解決，避免其出現安全問題。

3.3 成空擠密

在施工現場進行勘察，假如本項目運用沖擊法成孔。沖擊法也就是要用機械的作用把樁孔進行擠密，使得樁間土加密。其實成孔的順序就是間隔施作，就比如進行奇數孔的施工方法，在進行偶數孔的施工方法。在施工中需要先進行鉆機的定位，能夠很好的確保機重的錘軸線和樁孔能夠完全重合，再就是運用設備撞擊成孔，然后將灰土填入孔內進行夯實，為了提高質量需要進行以下操作：①加強鋼絲的的強度，防止其磨損導致掉落。②安裝導向器，確定成孔的位置準確。③需要確定好沖擊錘能夠完全與樁孔軸線重合。

3.4 樁孔填夯

在進行樁孔的夯實的工作中需要進行一次次的試夯的，能夠確定每次的夯填填料的數量、和夯實的次數等等指標是完美的，在施工的過程中還需要注意以下：①需要定位好夯實機的位置，能夠準確的進行夯實。②要事前對樁孔進行清理，避免其內有積水或者雜質。③每次的填夯，需要根據數量和速度進行不同的調整。④每一次的夯實工作都需要進行記錄。

4 質量檢測

（1）質量控制要點

每次在施工的時候要充分的進行成樁和夯填的試驗，進行一次的檢測，確保其參數的合理性。并且需要嚴格控制好材料的質量，灰土的材質需要合理，從而確定好土層中的含水量的要求合理性。

（2）檢測方法

對于成樁的樁身的密度和強度進行檢測，在檢測樁深可以采用終孔見檢查的方法檢查樁的直徑和樁的位置檢測；垂直的度可以采用借助垂線的方法進行檢測。

5 結論

我們國家在不斷的發展，經濟和文化程度都在不斷的提升，就綜上所述，在濕陷性黃土地基的處理方法在發生著不斷的變化，現代科技的機械在不斷的運用在其中，但是在我們國家的灰土擠密墊層方法，已經有了幾千年的歷史了，其施工簡單造價低所以在不斷的實用。

灰土擠密墊層的方法可以很好的支承于可靠持力層上，消除了地基的濕陷性，保證其安全性，在國家的發展上，安全是放在第一位，但在安全的前提下需要不斷的積累施工的經驗，按照施工的規范性來操作，取得最好的效果。