濕陷性黃土地區巖土工程勘察和地基處理措施探討

李家定

摘要：近年來，隨著經濟社會的發展，各行各業的發展步伐加快，因此項目的實際建設往往面臨著特殊的土壤條件，其中濕陷性黃土就是其中一種特殊的土壤。而且，我國濕陷性黃土分布廣泛，如果在工程建設中不及時處理，不僅會發生安全事故，還會發生財產損失。本文通過對各類崩解性黃土的分析，提出了濕陷性黃土區的巖土工程勘察方法，最后總結了濕陷性黃土區基礎治理的要點，以提供安全穩定的保障。

關鍵詞：濕陷性黃土;巖土工程勘察;相關問題

引言

一般來說，我國的一些地區分布著許多特殊的土壤，而這些特殊的土壤結構是由環境、地質成因、氣候條件以及與一般土壤相比存在次要因素造成的。在性質和組成結構上有很大不同。土木工程在進行地基處理時，經常會遇到我國廣泛分布的濕陷性黃土等各類特殊土壤，危及安全。由于濕陷性黃土的坍塌變形可以解釋為影響地基可靠性和穩定性的主要因素，因此應認真進行相應的巖土工程勘察，并選擇相應的措施對地基進行處理。

一、 濕陷性黃土基本概況

黃土是一種特殊的土壤，由于大陸沉積物在半干旱和干燥條件下逐漸形成。黃土可分為原生黃土和次生黃土，前者是在風的作用下逐漸形成的黃土，后者是經過沖刷輸送和再充水的黃土。根據黃土的濕陷性質，可分為非濕陷性黃土、自重濕陷性黃土、非自重濕陷性黃土三種。濕陷性黃土是指黃土在一定壓力下浸入水中后，黃土層的結構發生變化，然后其結構迅速破壞，發生顯著的附加下沉，發生水淹。自重濕陷性黃土形成具有額外沉降的濕陷性黃土，因為黃土由于其上的自重壓力而被淹沒。非自重濕陷性黃土是其上方土壤的自重壓力，但黃土發生淹水但未形成明顯的附加沉降。

二、濕陷性黃土區巖土工程勘察特點

2.1 從判斷黃土層的產狀來看

我國黃土地區地層在早更新世堅硬致密，晚更新世逐漸出現，使黃土整體相對疏松、可折疊。由于黃土形成的原因不同，與一般黃土區的土壤質量相同，大致可分為原生黃土和次生黃土兩類。只有分析黃土地區土壤質量的成因，才能避免安全隱患，為后續工程勘察設計提供可靠保障。

2.2 濕陷性黃土的取樣檢測

在濕陷區進行黃土調查時，必須注意不要干擾土樣的采集，對此，必須應嚴格要求勘察工作人員采用黃土薄壁取土器或在探井側壁刻取來進行樣本的獲取。探井取樣不僅要注意防止對所取土樣的干擾，還要保證取樣的整體質量有效性。只有對濕陷性黃土取樣采取有效的防護措施，才能結合濕陷性黃土的實際深度和土壤土質條件，準確、真實地確定黃土崩解系數，保證初始壓力的科學準確性。這些數據為黃土地區工程建設地基方案的選擇提供了合理依據，同時也為工程設計工作提供了具體依據。

2.3對濕陷性黃土地基厚度的正確處理

在濕陷性黃土地區檢查巖石和土壤時，必須準確地處理黃土地基的厚度。關于濕陷性黃土地基的厚度處理大致可以分為兩個方面，首先要注意如何有效地去除厚度處理，避免建筑地基整體塌陷。地基本身的厚度多出現在受壓層中，根據相關試驗可以合理準確地驗證和解釋。對覆蓋地基底部的下伏土壤的飽和自重壓力大于或等于初始坍塌壓力的所有土層進行處理。濕陷性黃土層本身的附加應力，存在于零重力黃土區應變范圍以下，相對較小，趨于接近于零，地基即使充分受水浸濕也不會產生濕陷變形。而對于自重濕陷性黃土而言，地基所存在的濕陷量不僅僅是發生在土質的壓縮層之內，還會出現在壓縮層以下。對于地基厚度較大的自重濕陷性黃土來說，壓縮層面之下的濕陷程度會占據整體濕陷程度的1/2以上，若想有效消除建筑地基所存在的濕陷量，則需要正確處理基礎底面以下的全部濕陷性黃土層。由此能夠看出，在開展對濕陷性黃土地區地基部分濕陷厚度處理工作時可以根據土木工程建筑的實際施工情況進行綜合分析和考慮。有效保證工程建筑地基形狀、面積等濕陷性黃土地區地基厚度處理的整體質量和效果。

三、黃土地基塌陷對工程建設的影響

（1） 對橋梁的影響。黃土場地橋梁的地基多為樁基，樁身周圍的黃土引起坍塌變形，當荷載作用于樁頂時，坍塌變形加劇，當樁身沉降量為低于此值，樁周土相對于樁側向下位移，土相對于樁向下產生負摩擦阻力。負摩阻方向與上層建筑樁基的支撐方向相反，不僅不能提供承載力，反而削弱了承載力。如果施加在橋梁上的荷載較大，樁基底部會發生相對滑移，造成失穩，影響橋梁的安全性和實用性。 （2） 對房屋的影響。在房屋建造前，先得打好地基，在黃土場地中，地基即是黃土及可能夾雜的巖塊。在上部荷載和地表水、地下水的共同作用下，地基會產生濕陷變形，隨時間增長，會導致基礎發生大面積不均勻沉降，使得柱、梁等承重結構因受力不均勻而發生不同程度的變形破壞，最終導致房屋墻面開裂、整體傾斜，甚至倒塌。 （3）對高鐵、地鐵建設項目的影響。對于高鐵而言，它的跨度長，運行速度高，如果軌下黃土基礎嚴重塌陷，軌道兩側高度不同，影響高鐵的正常運輸，可能會造成安全事故。以地鐵為例，往往在地下一定深度施工，經常穿過濕陷性黃土層，如果建設時，施工方沒能對濕陷性黃土做有效處理，可能會出現隧道塌方，地基也可能會因為黃土的濕陷變形而形成形態、大小不一的凹陷，威脅著地鐵的正常運行。

四、地基的處理方法

4.1墊層法

換填墊層法是將濕陷性土層挖除，回填平土或石灰土，逐層壓實，加固濕陷性黃土地基。這種方法適用于地下水位以上的地基處理。在加固地基之前，需要確定最佳石灰配比，考慮石灰土效應的阻尼率，一般情況下，石灰配比可限制在6%左右，才能完成合理的石灰配比，石灰土置換完成后，濕陷性黃土的地基強度大大提高。這種加固方法開挖量較大，施工周期長，可能對環境造成一定影響。

4.2強夯法

這種方法適用于飽和度在60%以下的黃土地基，可以處理地基以下3-9m的濕陷性土層。主要是利用強夯機的重錘從高處自由下落產生的巨大重力勢能對黃土地基進行動力夯擊，使地基達到密實效果。該方法操作簡單方便，經濟成本低，對地基壓實效果明顯。

4.3預浸水法

預浸水法宜用于處理濕陷性黃土層厚度大于10m，自重濕陷量的計算值不小于500mm的場地。浸水前已通過現場試坑浸水試驗確定浸水時間、耗水量和濕陷量。地基預浸水結束后，在基礎施工前應進行補充勘察工作，重新評定地基土的濕陷性，并應采用墊層或其他方法處理上部濕陷性黃土層。

4.4 DDC擠密法

這種方法適用于壓實5-40m深的黃土地基，可以處理各種不健康的地基，是最近興起的一項新技術。首先用鉆頭鉆孔，注入填土材料，結合動態夯實法壓實土層，將填土材料與周圍土層壓實，形成柱狀。從而提高基礎的承載力，消除基礎的濕陷性。這種方法非常經濟，適用范圍廣，效果顯著。

結束語

綜上所述，濕陷性黃土區具有土質相對均勻、結構松散的特點，淹沒后結構迅速破壞，發生沉降。在濕陷性黃土區施工前，應進行勘察，分析土體的組成和結構，以免施工時出現明顯的不均勻沉降。勘察人員應熟悉濕陷性黃土區巖土工程勘察的要點，對樣土進行準確數據分析，提高巖土工程勘察質量，為制定濕陷性黃土區治理措施奠定可靠依據。

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