張成楊

摘 要：地基是承載建筑物重要的載體，地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性直接關(guān)系到建筑物的正常使用情況。為了適應(yīng)黃土地區(qū)工程建設(shè)的發(fā)展需要，文章就濕陷性黃土的概念和特性進(jìn)行分析，探討濕陷性黃土地區(qū)地基的處理方案，并對(duì)濕陷性黃土地區(qū)地基處理的試驗(yàn)進(jìn)行研究，以便根據(jù)濕陷性黃土的實(shí)際情況建立相適應(yīng)的建筑物，促進(jìn)濕陷性黃土地區(qū)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：濕陷性；黃土地區(qū)；地基處理試驗(yàn)

引言

隨著西部開(kāi)發(fā)和能源基地的建設(shè)，中西部地區(qū)大中型工程逐漸增多，大中型工程的建設(shè)需要具有較高的承載力和較小變形的地基，然而中西部地區(qū)大多土地為濕陷性黃土，黃土在浸水的情況下，極易發(fā)生大幅度的下沉或不均勻沉降的現(xiàn)象，從而造成建筑物地基變形，給工程帶來(lái)巨大的損失[1]。另外，地基處理費(fèi)用所占比例比較大，地基處理的工期較長(zhǎng)，對(duì)地基處理方案進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，能夠有效的促進(jìn)工程質(zhì)量的提高， 減少工程資金的投資。因此，對(duì)濕陷性黃土地區(qū)的地基進(jìn)行處理具有重要意義。

1 濕陷性黃土的概念和特性

1.1 濕陷性黃土的概念

其一，濕陷性變形。濕陷性黃土在上覆土層自重力的作用下或者在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力的作用下，由于浸水后黃土的結(jié)構(gòu)破壞進(jìn)而發(fā)生的顯著性附加變形的黃土，即稱之為濕陷性黃土。濕陷性黃土通過(guò)其特定生成的環(huán)境、發(fā)生原因、地理地貌、氣候條件、特殊結(jié)構(gòu)狀況等影響，使得在壓力和水的作用下發(fā)生濕陷性的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生濕陷性變形。由于受力條件不同，濕陷性變形可以分為自重濕陷性變形和外力影響濕陷性行變性。

其二，濕陷性類型。濕陷性黃土類型分為自重濕陷性和非自重濕陷性。自重濕陷性主要是由于濕陷性黃土地基被水浸濕后，沒(méi)有受到外部的附加應(yīng)力影響，僅在地基土的自重壓力作用下發(fā)生濕陷。非自重性濕陷是指濕陷性黃土地基或場(chǎng)地沒(méi)有外部附加荷載的作用下不發(fā)生濕陷，濕陷性的發(fā)生需要有一定的附加荷載作用，并在浸水的作用下發(fā)生濕陷[2]。

1.2 濕陷性黃土的特性

其一，結(jié)構(gòu)性。濕陷性黃土是一種結(jié)構(gòu)性黃土，其在形成初期，通過(guò)季節(jié)性少量的雨水和干旱性天氣使得黃土形成以粗粉粒為主的多孔隙結(jié)構(gòu)。其二，欠壓實(shí)性。濕陷性黃土由于其特殊的地質(zhì)條件，使得在沉積的過(guò)程中，進(jìn)程比較緩慢，上覆壓力增長(zhǎng)速率快于顆粒間固化速率，從而使得黃土的顆粒保持著比較疏松的高孔隙結(jié)構(gòu)，處于欠壓密狀態(tài)，欠壓密狀態(tài)是黃土產(chǎn)生濕陷性的重要條件。

2 濕陷性黃土地區(qū)地基處理方法

在我國(guó)西北地區(qū)時(shí)常會(huì)遇到黃土地基處理問(wèn)題，處理方面包括對(duì)低濕度濕陷性黃土消除或減少濕陷變形的危害，還需要提高地基的承載力，減少有害壓縮變形問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的黃土處理方案主要有墊層法、夯實(shí)法、擠密法、預(yù)浸水法、樁基礎(chǔ)法、化學(xué)加固法等[3]。

其一，墊層法。墊層法是將地基下的濕陷性黃土進(jìn)行挖除，用素土或灰土分層做成墊層，達(dá)到消除地基部分或全部的濕陷量，以便減少地基變形，從而提高地基的承載力。墊層法分為局部墊層和整片性墊層。當(dāng)需要挖除地基下1到3米的濕陷性黃土的濕陷量時(shí)，需要采用局部墊層法處理。當(dāng)需要增加墊層土的承載力時(shí)，需要采用整片性墊層法處理。

其二，夯實(shí)法。夯實(shí)法適用于濕陷性黃土的飽和度Sr<60%的地基處理中，此方法主要用吊升設(shè)備將重錘從高空自由下落，作用于地基，增強(qiáng)地基的強(qiáng)度，增加地基的受力性能[4]。

其三，擠密法。擠密法主要運(yùn)用在地下水位以上的濕陷性黃土地基的處理中，施工時(shí)要預(yù)先設(shè)計(jì)好在基礎(chǔ)平面位置布置樁孔和成孔，將備好的素土或灰土在含水量的情況下分層填入樁孔內(nèi)，將土夯實(shí)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。并通過(guò)成孔和樁孔橫向擠壓作用，使得樁基土更加緊密。

其四，預(yù)浸水法和化學(xué)加固法。預(yù)浸水法由于耗量比較大，在使用的過(guò)程中具有一定的局限性；化學(xué)加固法適用于建筑物的地基加固，兩種方式的使用范圍比較小。

其五，樁基礎(chǔ)法。樁基礎(chǔ)不是自然形成或人工造成的地基，而是簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)的范疇，主要將上部分的荷載轉(zhuǎn)移到樁側(cè)和樁底端的土巖層中[5]。通過(guò)使用開(kāi)挖、鉆孔等方式形成樁。在濕陷性黃土地基或場(chǎng)地中避免使用摩擦型樁，在設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)的時(shí)候，不僅要考慮到樁本身的強(qiáng)度要求，還需要根據(jù)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件分析，選用適合場(chǎng)地的樁。

3 濕陷性黃土地區(qū)地基處理的試驗(yàn)研究

對(duì)濕陷性黃土地基的處理試驗(yàn)研究主要是通過(guò)研究強(qiáng)夯法加固黃土地基的試驗(yàn)。強(qiáng)夯法加固黃土地及的承載力試驗(yàn)和結(jié)果。本研究選取西部某地區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)，在同試驗(yàn)區(qū)分別選取原地基土區(qū)和強(qiáng)夯地基處理區(qū)。強(qiáng)夯區(qū)在處理前未進(jìn)行原位測(cè)試試驗(yàn)，為了研究強(qiáng)夯區(qū)地基處理效果，需要將原地基土區(qū)土層的參數(shù)作為強(qiáng)夯區(qū)處理前的土層的力學(xué)參數(shù)。從地質(zhì)學(xué)角度來(lái)看，這種處理方式是合理的。根據(jù)相關(guān)地質(zhì)資料，在場(chǎng)區(qū)選取試驗(yàn)場(chǎng)地，面積為20×20m，分四個(gè)試驗(yàn)區(qū)強(qiáng)夯點(diǎn)在地基表面，夯點(diǎn)中心距離為3.5m。強(qiáng)夯完成后，在場(chǎng)地進(jìn)行載荷試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等對(duì)黃土地區(qū)地基的承載力進(jìn)行試驗(yàn)。詳情如表1所示。根據(jù)這幾種試驗(yàn)可以看出，地基土體的承載力均有顯著加大，土體被強(qiáng)力擠密，孔隙大幅度減小。表明強(qiáng)夯法在處理濕陷性黃土地基的過(guò)程中具有較好的效果。

表1 強(qiáng)夯法地基處理前、后土層力學(xué)參數(shù)變化表

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)濕陷性黃土的變形、類型以及特性分析，列舉出國(guó)內(nèi)外幾種常見(jiàn)的濕陷性黃土地基處理方案，并對(duì)這些方法進(jìn)行細(xì)致的研究和探討，并通過(guò)強(qiáng)夯法加固黃土地基的試驗(yàn)的研究分析，在處理濕陷性黃土地基問(wèn)題中，強(qiáng)夯法具有較明顯的效果。在實(shí)際中，還需要根據(jù)當(dāng)?shù)攸S土的特性和實(shí)際情況進(jìn)行分析，選取一種最佳處理方案，合理運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)和材料等，對(duì)濕陷性黃土地基問(wèn)題進(jìn)行處理。

參考文獻(xiàn)

[1]羅宇生.濕陷性黃土地基處理[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

[2]陳正漢.黃土的濕陷變形機(jī)理[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2011，18（2）：34-35.

[3]劉祖典.陜西關(guān)中黃土變形特性和變形參數(shù)的探討[J].巖土工程報(bào)，2011，26（3）：24-31.

[4]張煒.我國(guó)黃土工程性質(zhì)研究的發(fā)展[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2012，17（6）：85-86.