简论湿陷性黄土的特性及处理方法

李卫江

（国投新疆伊犁犁能煤炭有限公司，新疆伊宁835000）

某市一幢六层钢筋混凝土框架结构商住楼工程，在对施工场地进行地质勘察时发现，该场地为冲洪积扇组成的山前倾斜平原，整个地势东南高、西北低，坡度约为1～2.5%，地基土的主要构成为黄土状粘质粉土，粉粒含量达60%，局部高达70～80%。 该土层竖向剖面：南面较薄、北面较厚，平均厚约5m。

1 湿陷性地基土的工程地质特性

根据实测，这种土的粘聚力约为0.15，内摩擦角为15～22°，与崩解性质有关的湿陷系数随地下水位升降和含水量多少而发生变化；一般来说，这种土的重度γ 约为13.8～15.0kN/m3，孔隙比e 在0.07～0.98之间。 这类土， 在干燥状态下属低压缩性土， 压缩模量Es 大于6000kPa，压缩系数a＜0.04,承载力标准值Fk＞180kPa；但当其饱和时，该土层就变成高压缩性土了，Es＜300kPa,a＞0.05，Fk＜100kPa， 因此，可判定为湿陷性黄土。 该土层的下卧层，南面为卵砾石，北面为亚粘土，过渡区为卵砾石与亚粘土的混杂土。

2 湿陷性地基土的处理方法

对于软弱地基土而言，对它进行处理，其目的主要是增加土的密实度、提高其承载力标准值，增加其抗水稳定性。 按土的成分和特性，可采用化学灌浆法、电化学法和热处理法等，都可取得较好效果；也可采用桩基，穿越软土层，使建筑物置于坚硬的卵石（或岩石）层上，但资金投入大、工期较长；还可采用换土压实法和强夯法来处理软弱土地基，只要施工方法符合规范要求，效果同样会很好。

2.1 换土压实法

其施工工艺是；沿基础外边各放宽1.5m 大开挖，整块地基土换土，换土深度为基底下1.5～2.0m，换填材料为开挖出的原土。为提高碾压效果，要求换填土处于最佳含水率时碾压，碾压夯实时，每层虚铺厚20～30cm，用15 吨压路机碾压时，碾压3～4 遍，压槎碾压；用振动压路机碾压为2～3 遍，也应压槎碾压。 压实后的地基土干重度大于16kN/m3，压实系数约为0.9～0.95,承载力标准值为120～150kPa。但上列数据仅反映经压实的换填土，其下卧层仍为原状土，崩裂及湿陷性并未消除，仍属软弱土层，因此，采用换土压实法还应注意以下几点：

（1）埋于地基土中的给排水管沟应增设防渗漏措施，以防渗漏水渗至下卧层造成基础下沉；

（2）为增强换填土土体结构，可在换填层厚度的上、中、下分别铺设50～10cm 厚的粗骨料（卵石或戈壁等）后再按规定虚铺20cm～30cm换填土，碾压、夯实；

（3）换填土最上面一层可改为30cm 厚的3：7 灰土，碾压、夯实，以利于基础底部荷载均匀扩散至地基上。

2.2 强夯法

其施工工艺是将十几吨至几十吨的重锤提到10m 以上自由落下，在极短的时间内对地基土施加一个巨大的冲击动能，这种能量转换为振动波传到土中， 使土颗粒重新排列成更为紧密而稳定的结构，从而提高其物理力学性能， 使其承载力和抗液化能力得到很大提高。具体施工时通常可用16t 履带吊车将10t 重锤提到10m 高处，采用自动脱钩装置使重锤自由落下，瞬时给地基土约100tm 的冲击能。 通常采用一遍夯击后再顺次夯击的方法，夯击的面积为沿基础边线再扩大一锤的距离（约2m）；夯击时要求压锤?压槎夯击，每个夯点8～10 击。夯击后土的干重度可达16.8kN/m3以上， 承载力标准值达180～200kPa，加固深度可达1.5～2.5m,影响深度可达4.5～5.5m。 强夯时还应注意以下几点：

（1）强夯时应严格按施工规范要求的夯击参数施工。为确保安全，最后二击的夯沉量应为≤3㎝；

（2）两遍夯击的间隙时间应控制在3 ～7d 为宜；

（3）最后一遍夯击前，土层表面铺设一层厚约5㎝～10㎝粗骨料（卵石或碎石），夯实后可提高地基刚度。

3 换土压实法与强夯法比较

这两种方法由于工艺过程不同， 传给地基土的能量也有较大差异，加固后的地基土在物理力学指标上肯定也有一定差异，尤其在加固的影响深度、消除湿陷性以及工期等方面都有较大差异。

3.1 强夯法传给地基土较大的振动波，加固影响深度大，能部分或全部消除地基土湿陷性； 换土压实法施工时给地基土的冲击荷载较小，基本上相当于静载压力， 只能改变换填土部分的某些物理力学指标（如密实度），影响深度只限于换土层，且无法消除未换部分的湿陷性，其下卧层仍具有原土的特性。因此，换土压实法只能用于小型的、次要的工程中，而强夯法则可用于较大工程的地基处理。

3.2 强夯法可消除或减轻其影响范围内地基土的液化度， 以利于建筑物抗震；而换土压实法则无法改变换土部分以下的土层的液化度。

3.3 强夯法由于地基承载力标准值提高较多，且影响深度大，因此，建筑物基础用料远比换土压实法少得多。此外，在正常条件下，强夯法施工工期可以比换土压实法少约1/3～1/4。

经过对湿陷性地基特性的分析和处理方法及其效果的对比，本商住楼工程的地基土采用强夯法进行处理。在施工单位进行强夯法处理时，工程地勘设计人员也全程参与，处理效果完全符合设计要求。该工程建成投入使用至今，从未发生过任何异常情况，受到建设单位、质监单位、监理单位的一致好评。