新疆地区湿陷性黄土地基处理方法研究

■马立龙

（新疆地质矿产勘查开发局第三地质大队 新疆维吾尔 841000）

新疆地区湿陷性黄土地基处理方法研究

■马立龙

（新疆地质矿产勘查开发局第三地质大队 新疆维吾尔 841000）

湿陷性黄土是我国西北地区比较普遍的工程地质条件，其土质特点和工程危害表现为遇水浸湿时使黄土发生增湿软化效应，土的强度显著降低在附加压力或在附加压力与土的自重压力下引起湿陷变形，是一种下沉量大、下沉速度快的黄土。湿陷性黄土的失稳性变形对建筑物的危害极大，因此必须加强对湿陷性黄土地基的处理。本文主要对湿陷性黄土地基处理的方法进行了相关分析。

湿陷性黄土地质灾害防范处理方法

湿陷性黄土，是指在黄土的自重的作用下，或者是自重应力和附加应力的共同作用下因为被水浇湿之后，它的结构遭到破坏，因而发生变形。湿陷性土，属于一种特殊土质。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性。在湿陷性黄土地区进行工程建设时，就必须要考虑到由于土质的湿陷性对地基造成的不稳定的影响，地基湿陷可能会引起由于附加沉降应力对地基的稳定性，对施工项目造成巨大的危害，对施工项目的安全也造成了很大的威胁，所以，对湿陷性黄土地区的地基处理就显得尤为重要。选择正确有效地方法进行处理，避免因地基湿陷给施工项目造成危害是我们当前的首要任务。

1 湿陷性黄土

黄土是第四纪堆积物，按其成因分为原生黄土和次生黄土。一般将不具层理的风成黄土称为原生黄土，原生黄土经过流水冲刷、搬运和重新沉积而形成的为次生黄土，工程界统称它们为黄土。次生黄土一般具有层理，较原生黄土结构强度要低。黄土在一定压力作用下，因受水浸湿后土的结构迅速破坏，而发生显著下沉现象，称之为湿陷。具有湿陷性的黄土称为湿陷性黄土，工程界普遍视为特殊土。湿陷性黄土又分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。在上覆土的自重压力下受水浸湿，发生显著附加下沉的湿陷性黄土称之为自重湿陷性黄土，在上覆土的自重压力下受水浸湿，不发生显著附加下沉的湿陷性黄土称之为非自重湿陷性黄土。湿陷变形是由于地基被水浸湿所引起的一种附加变形，往往是局部和突然发生的。而且很不均匀，对建筑物的影响很大，危害性很严重。因此，在湿陷性黄土地区的建筑物设计中，为了保证建筑物的安全和正常使用，往往需要采取相应的地基处理措施。

2 新疆湿陷性土的分布与特点

新疆湿陷性土多为冲积、洪积、坡积或冰水沉积成因，分布于山前冲洪积扇边缘、古河漫滩及其河床阶地，多数为粉土、粉土混砾、碎石类土混粉土，塑性指数IP=6.5～10。新疆湿陷性黄土大多不具垂直节理，并且水平层理明显，故该类湿陷性土水平渗透系数大于垂直渗透系数。第四纪地质研究表明，新疆属封闭的内陆气候，湿陷性土与全国其它地区湿陷性黄土相比其力学性质有如下特点:

（1）新疆湿陷性土易溶盐含量较高，并以钾盐、钠盐为主要成份。含砾砂及细砂夹层，厚度变化大，湿陷系数在水平方向及竖直方向上变化大。分类上属次生黄土。

（2）新疆湿陷性土孔隙比小，一般为0.75～0.95，少数1.1。土浸水湿陷敏感，一般不含结核。

（3）新疆湿陷性土在含水量接近饱和状态下表现为以高压缩为主，主要特征为当失水后再次表现为二次湿陷性。

3 新疆地区对湿陷性黄土地基处理常用方法

3.1 人工挖孔桩基础法

一般情况下，在新疆地区墩或桩的持力层为巨厚层状且无软弱夹层，因此，该方法日前被广泛采用。该方法适用于地下水位较低，持力层为8～15m且无湿陷性的碎石类土或基岩。在各类建筑物地基及道桥等地基处理中，桩基础既是一种基础形式也可看作是一种地基处理措施，是在地基中有规则的布置灌注桩或钢筋混凝土桩，以提高地基承载能力。桩根据受力不同可分为端承桩和摩擦桩，这种地基处理方法在工业与民用建筑中使用较多，但桩基础仍然存在浅在的隐患，地基一旦浸水，便会引起湿陷给建筑物带来危害。在自重湿陷性黄土中浸水后，桩周土发生自重湿陷时，将产生土相对桩的向下位移对桩产生一个向下的作用力即负摩擦力。而且通过实践证明，预制桩的侧表面虽比灌注桩平滑，但其单位面积上的负摩擦力却比灌注桩大。这主要是由于预制桩在打桩过程中将桩周土挤密，挤密土在桩周形成一层硬壳，牢固的黏附在桩侧表面上，桩周土体发生自重湿陷时不是沿桩身而是沿硬壳层滑移，硬壳层增加了桩的侧表面面积，负摩擦力也随着增加，正是由于这股强大的负摩擦力至使桩基出现沉降，由于负摩擦力的发挥程度不同，导致建筑物地质基础产生严重的不均匀沉降，构成基础的剪切应力，形成剪应力破坏，这也正是导致众多事故发生的主要因素。

3.2 重锤夯实法

采用大型起吊设备，夯击能1000～3000kN?m，有效加固深度3～6m，最大影响深度10m以上。在新疆地区重锤夯实法主要处理深度在1.5m左右、饱和度在60%范围内的湿陷性黄土地基，是表层夯实的处理方法。重锤夯实法是采用2.5～3.5t左右的重锤，重复的夯打地基，在夯实范围内，土的力学性质、物理性质都得到了改善，密实性增加、压缩性降低，能减少甚至是消除地基的变形，还能形成一层弱透水层，降低地表水向地下的渗入量，优越性非常明显。

3.3 灰土挤密法或强夯置换法

该方法适用于新疆地区湿润性黄土含水量较高 (一般18%～25%)的地基土，采用灰土挤密或者强夯投料(碎石类土)置换形成复合地基，这样即可消除失陷，又可加固地基。挤密桩法与夯实、碾压法不同，夯实、碾压法是竖向加密方法，而挤密桩法是横向加密土层，它主要是利用打桩机将钢管套打入地基土层中，然后将钢管套拔出，土层中就会形成打桩孔。最后，在桩孔中分层填入石灰土并将其夯实。这种方法能使地基土体更加密实，改善桩周围基土的工程物理性质，能够大范围的全部或部分消除黄土的湿陷性；但是灰土挤密桩法的工艺比较复杂，如果地基土的含水量较小，还要做浸水处理，成本比换土垫层法高。

4 结语

湿陷性黄土地基处理的方法很多，在新疆的地区，应根据不同的地基土质和不同的结构物，对地基处理选用不同的处理方法。在勘察阶段，经过现场取样，以试验数据进行分析，判定属于自重湿陷性黄土还是非自重湿陷性黄土，以及湿陷性黄土层的厚度、湿陷等级、类别等重要地质参数，通过经济分析比较，综合考虑工艺环境、工期等诸多方面的因素。最后选择一个最合适的地基处理方法，经过优化设计后，确保满足处理后的地基具有足够的承载力和变形条件的要求。而不能一味的追求经济利益，对工程质量视而不见，终将导致无可挽回的后果。

[1]范伟.湿陷性黄土地区的特点 [J].中国建筑工业出版社，2012

[2]罗发财.湿陷性黄土地基的处理方法 [J].西部大开发，2011，12（2）：67.

[3]吴知恩.谈湿陷性黄土地基的处理方法 [J].科技信息，2011，36（17）：457.

TU447[文献码]B

1000-405X（2015）-11-369-1