一種環保型濕陷性黃土地基專利在鋼結構建筑中的應用

行礎 張培義 鈕旭

根據鋼結構建筑物的重要程度，在濕陷性黃土地區的地基施工中，對可局部處理的，針對不同黃土類型及壓縮系數等因素，推薦采用《一種環保型濕陷性黃土的地基結構》（專利號ZL 2018 2 0239102.2）專利技術，該技術較好解決了獨立基礎下消除黃土濕陷，滿足地基承載力設計要求，保證地面建筑安全穩定，從而達到保證質量、縮短工期、節約造價、綠色環保。

1.濕陷性黃土概況及常用處理方法

1.1分布

濕陷性黃土主要分布在黃河中游甘肅、陜西、山西大部分、河南西部地區，其次是寧夏、青海、河北的一部分地區，新疆、山東、遼寧等局部地區。

1.2特征及危害

濕陷性黃土是一種特殊土，主要分為自重和非自重兩大類。在自然條件下，其黃土自身水分蒸發量大于大氣降水的蒸發量，形成低濕度、高孔隙率黃土結構。當遇水侵蝕，黃土產生液化和軟化，造成顯著附加下沉。

在鋼結構建筑工程中，濕陷性黃土處理不當，造成的危害比比皆是，輕者基礎下沉，地面、墻面變形開裂，嚴重者結構失穩斷裂，造成人身傷害和建筑物損害等。

1.3常用地基處理方法及不足

常用的地基處理方法有：墊層法、強夯法、擠密法等。這些方法不同程度存在工作量大、花費勞力多、施工現場占地大，帶來不環保、工期長、造價高、投入產出周期長等問題。

2.本專利處理濕陷性地基的特點

本專利針對鋼結構建筑獨立基礎局部擠密法的工藝，不僅解決了消除濕陷，而且有效降低大面積換填或整片擠密費用高、工期長以及由此帶來的不足。2018年8月獲得國家專利授權。

2.1擠密法消除濕陷基本原理

單樁成型時采用逐層夯實法，形成孔壁土徑向擴張，達到樁體和周邊土產生側壓力（如圖1所示）;群樁成型時，在樁與樁擠壓作用下，樁間土在水平方向產生位移，降低孔隙率，增加密實度，最大程度消除濕陷，達到工程所需的復合地基（如圖2所示）。

2.2 獨立基礎局部消除濕陷的特點

根據《濕陷性黃土地區建筑規范》，建筑類別及濕陷性等級不同，采取處理措施不同。

采用獨立基礎的鋼結構建筑，結構荷載主要是由鋼梁傳于鋼柱，鋼柱傳于獨立基礎，再由獨立基礎傳于地基。根據地基承載局部受壓的特點，基于擠密法原理，在獨立基礎底平面向四周外擴到一定范圍內，布置擠密樁，消除獨立基礎下需承壓地基的土層濕陷，并提高其承載力，以滿足設計要求，保證結構安全。或者說，消除濕陷后的土層即為非濕陷性的復合地基，在其上設置獨立基礎，就不再考慮濕陷性的因素。

3.本專利在鋼結構建筑中的應用方法

本專利技術應根據地勘報告和設計要求，確定樁數、樁徑、打樁深度及樁身材料等。

3.1布樁

按照規范要求，在獨立基礎平面外擴范圍線內布樁。先劃定獨立基礎中心線、邊線及布樁范圍線，以樁身中心和布樁范圍線交點為定位樁中心。在布樁范圍線內，采用正三角梅花型布樁。如樁中心線不能滿足和布樁范圍線重合，樁位應沿布樁范圍線布樁（如圖3所示）。

3.2 打樁

本專利采取在清表后地坪上直接打擠密樁，擠密樁身主要有空樁+虛樁+實樁和虛樁+實樁兩種類型（如圖4所示）。首先施工定位樁，其余采取跳樁法施工。

3.3開挖

基坑底邊線范圍以內擠密樁有實樁、虛樁和空樁;基坑底邊線范圍以外，基坑底面外擴范圍以內擠密樁有實樁和虛樁;基坑底面以下有實樁;分別在每個獨立基坑底邊線內開挖，按規范放坡，達到清除空樁、虛樁，露出實樁樁頂，挖至設計標高（如圖5所示）。

4.結束語

綜上所述，本專利技術與現有技術相比，有兩個特點：其一，局部消除濕陷;其二，先打樁后獨立開挖;這樣能明顯的減少占地面積、減少開挖、回填及灰土工程量等，達到安全施工、保證質量、縮短工期，降低造價，節能環保。

我國現有濕陷性黃土面積30多萬平方公里。該區域基本建設正在雨后春筍般興起，濕陷性黃土處理還有大量的工作要做。本專利技術所采用的施工方法，針對獨立基礎的鋼結構建筑有非常重要的實踐意義。

我們在濕陷性黃土區域內從事鋼結構建筑地基處理，進行了一定的探索和研究，取得一定技術進步，希望我們這項獲得國家授權的專利技術，能夠發揮應用價值。

陜西華邦建設工程有限公司地處西安，位于典型的濕陷性黃土區域。華邦建設作為一家從事鋼結構超過15年的專業公司，針對獨立基礎地基處理進行了一些探索和研究，取得了一定技術進步，希望我們這項獲得國家授權的專利技術，能夠發揮應用價值。

參考文獻

[1]《濕陷性黃土地區建筑規范》? ? ?GB 50025-2004

[2] 《濕陷性黃土地基》? ? 馮志焱? ?科學出版社

[3]《濕陷性黃土地基處理》羅宇生? ?中國建筑工業出版社

（作者單位：陜西華邦建設工程有限公司）

【中圖分類號】TU391

【文獻標識碼】B

【文章編號】1671-3362（2019）02-0061-02