分析湿陷性黄土地基湿陷机理、湿陷性评价及地基处理方法

　　湿陷性黄土是饱和后结构失衡的黄色土，在压力与水浸湿的环境下，土壤结构会遭到破坏，出现明显的下沉现象。建筑物一旦在黄土地基上施工，就会留下较大危险，随着下沉现象的加剧，就会导致建筑物发生裂缝或倾斜问题，甚至影响建筑物的使用安全性。我国西部开发规模不断增加，西北地区已经成为我国重要的建设区域，而西北地区黄土地段较多，采取适当的地基处理方法，对保证建筑安全性有着非常重要的作用。

 

　　一、黄土湿陷性机理

 

　　黄土地区常年维持半干旱或干旱状态，在降雨量较少的环境中，水分蒸发量较大，土壤中的水分不断下降，盐类物质出现胶体凝结状态，使土壤粘聚力上升。在土壤湿度较低的情况下，土层无法抗拒土壤粘聚力，就会形成一种欠压型状态，在土壤被水浸湿后，土壤粘聚力下降，就会出现湿陷问题。因此，在选择黄土地基处理方法时，必须正确了解湿陷性黄土的湿陷机理，才能找出针对性的解决方法。

 

　　二、黄土地基湿陷性评价

 

　　（一）湿陷系数

 

　　标准湿陷系数以δs进行计算，它代表了土层在单位厚度情况下的浸水湿陷量，其定量直接表示了黄土地基的实际湿陷程度。

 

　　（二）黄土湿陷性

 

　　在黄土湿陷系数δs<0.015时，黄土形式属于非湿陷性黄土；在黄土湿陷性系数δs≥0.015时，则可以将黄土性质划分为湿陷性黄土。在湿陷程度维持在0.015≤δs≤0.04时，属于轻微性湿陷；在湿陷程度维持在0.04<δs≤0.08时，属于中度湿陷；在湿陷程度δs>0.08时，则可以划分为高度湿陷。

 

　　（三）湿陷性黄土地基类型

 

　　在湿陷量实际测量值与计算结果≤70mm时，可以将其定义为非自重湿陷黄土地基；在湿陷量实际测量值与计算结果>70mm时，可以将其定义为自重湿陷黄土地基；在实际测量值与计算结果发生冲突时，需要根据实际测量值进行测定。

 

　　三、湿陷性黄土地基处理方法

 

　　处理湿陷性黄土地基是为了优化土壤形式，降低黄土地基渗水性与压缩性，避免湿陷性问题再次发生，或者完全消除黄土地基的湿陷性。由于不同黄土地基的实际性质差别较大，尤其是黄土成因、区域、年代、厚度、等级、类别上的差异，决定了选择地基处理方法时，必须根据实际土壤情况决定解决方法。在明确地基厚度与湿陷等级后，需要采取针对性解决措施，以此满足黄土地基的使用要求，提高建筑的安全性。

 

　　虽然目前可以使用的黄土地基处理措施很多，但是所有方法都无法解决全部的问题，不同的地区地基土质存在很大差别，而不同的建筑结构，对地基造成的压力也是不同的，如果固定使用一种处理方法，根本无法解决所有的湿陷性黄土地基问题。在勘察阶段，需要及时进行现场取样，通过详细的分析后，确定黄土地基的性质、厚度，明确湿陷性黄土属于自重型或是非自重型，在详细的类比后，综合分析施工时间、施工周期、经济效益等多种因素，选择其中最为合理的处理方法，通过优化设计，使黄土地基可以满足建筑施工所需的承载力与变形要求。

 

　　（一）灰土、素土垫层

 

　　将建筑基底所有湿陷性土层一次清除干净，或者挖至标准深度，之后使用灰土、素土进行回填，回填结束后夯实土层，标准垫层厚度维持在1.5-3.5m。采取该方法，可以有效降低垫层阶段出现的湿陷性，避免因为地基压力问题导致的湿陷现象，也可以防止地基出现自重湿陷。灰土、素土垫层方法施工工艺简便，效果十分优秀，是我国常用的浅层处理方法，也可以作为部分湿陷性区域的处理方法。使用该方法后，灰土垫层地基承载力大幅度上升，基本可以接近350kPa，而素土垫层也可以接近240kPa，土层十分均匀。在使用灰土、素土时，地基含水量必须进行有效控制，在基坑进水或含水量超出使用范围时，需要采取晾晒等处理措施，控制地基含水量符合使用要求。在检测含水量时，宁可使用偏小的含水量，不能使用超出标准范围的含水量，如果含水量偏大，就会导致土体强度下降，而变形量也会随之增长。使用垫层的宽度必须满足使用要求，而且在进行碾压时，必须保证充分的碾压，保证垫层拥有平均的压实度。在施工过程中，必须严格控制碾压质量，一定要在满足使用要求后才可开展后续施工。

 

　　（二）强夯法

 

　　强夯法主要使用重锤自由落体，直接夯实土体，使土体强度得到有效加强，降低土体的压缩性。该方法的施工工艺十分简便，而且原理较为简单，适用范围较广，在湿陷性黄土、砂土、软土中均可使用。在施工之前，需要明确施工场所的黄土湿陷类型，根据实际场地情况，决定夯击强度、深度、位置、次数等内容，并且根据试夯的结果决定设计方案，保证强夯法顺利进行。由于强夯法受到土层含水量的影响较大，所以局部处理效果较差，必须根据实际情况采取适当的增湿、降湿方法，避免土壤形成橡皮土。如果出现橡皮土情况，需要停止夯击，在经过晾晒后，加入碎石料后继续夯击，避免橡皮土出现。

 

　　四、结语

 

　　处理湿陷性黄土地基的方法很多，而每种方法都有十分广泛的应用，尤其是新研发出的外象浸水法、深层搅拌桩、CFG、压力灌浆法等，都是非常有效的方法。但是在选择处理方法时，必须根据实际施工环境进行选择，只有通过严格的质量控制，配合适宜的方法，才能有效提高工程的经济效益与质量。

 

　　参考文献

 

[1]黄雪峰，杨校辉.湿陷性黄土现场浸水试验研究进展[J].岩土力学，2013，34（增2）：222-228.

 

[2]黄雪峰，陈正汉，哈双，等.大厚度自重湿陷性黄土场地湿陷变形特征的大型现场浸水试验研究[J].岩土工程学报，2011，28（3）：382–389.

 

[3]刘保健，谢永利，于友成.黄土非饱和入渗规律原位试验研究[J].岩石力学与工程学报，2012，23（24）：4156–4160.