对渠道工程湿陷性黄土基础处理技术的探索

2015-03-31张明

地球 2015年7期

关键词：夯法陷性垫层

张明

（新疆水利水电勘测设计研究院新疆乌鲁木齐830091）

对渠道工程湿陷性黄土基础处理技术的探索

张明

（新疆水利水电勘测设计研究院新疆乌鲁木齐830091）

湿陷性黄土由颗粒组成，是欠压密土且非饱和。在正常湿度下强度比较高、压缩性比较低，遇到大量水时强度就会明显降低，容易对渠道工程质量造成影响。在渠道工程湿陷性黄土基础处理时，要选择合理技术才能避免湿陷对渠道工程造成的影响。

渠道工程湿陷性黄土处理技术

1　引言

我国幅员辽阔、地域宽广，960万平方千米之内的国土包含着各种各样的土地，其中主要分布于甘肃、河南、陕西、山西的黄土就是主要的一种，黄土主要以粉粒为基础，多由颗粒组成，一般呈现为黄色或者褐黄色。当黄土含有一定水分，且没受到水分侵蚀时，黄土具有较高强度以及较好的压缩性能。这是因为湿陷性黄土本身就含有一定数量的水分，若没有水侵蚀作用，湿陷性黄土便会保持良好的强度，一旦遭遇水侵蚀作用，黄土强度必然急剧降低。湿陷性黄土的出现有一个很重要的原因，即受到重力和建筑物作用力影响。面对湿陷性黄土，处理方法一般是预浸水法、强夯法、垫层法等，从现在国家的土地发展状况来看，这种土地在南水北调工程中相当常见。因此，采取科学规范的方法，想方设法解决这种工程常见问题是我国发展工程经济的必然选择。

2　渠道工程湿陷性黄土基础主要处理技术

2.1垫层法

所谓垫层法，即把渠道工程将要经过的湿陷性黄土取走清除，再利用素土或者灰土做好垫层，这样的方法称为垫层处理方法，其一般不仅可以直接清除渠道区域部分甚至全部的湿陷性黄土，同时还可以有效减少工程基地变形现象，以提升沟渠地基的承载力。垫层法处理的主要设计内容，主要包括垫层的厚度、宽度，以及承载力的主要设计值等相关数据的确定。湿陷性黄土垫层法处理的主要原则是，在满足沟渠对湿陷性黄土地基改变以及稳定性要求的同时，使此项处理工程还务必要符合当前的经济发展现状。

2.2强夯法

强夯法的主要原理是地基机理的加固，具体操作即利用额定重锤冲力与振动力，以工程需要为基础，对工程基地进行夯实，以有效提高土地压实度，促进土壤振动液化条件进一步改善，解决湿陷性黄土存在的各项漏疏。这一处理方法，从本质上来说是依靠重锤的冲击压力实现湿陷性土地的物理变化，这一过程中黄土利用重锤压力下的物理变化，实现了黄土土体的结构变化，恢复了黄土排水量及初变。这种方法对于湿陷性黄土来说作用非凡，不仅直接促进了地基强度的不断提高，还实现了湿陷性黄土密度的提高，这些对于解决湿陷性黄土的工程问题来说至关重要。

根据此方法在现实生活中的广泛使用性，笔者在此详细阐述影响夯实的各种因素。首先，黄土含水量。含水量无论对于哪一种土壤来说都是一项基础且重要的物理指标之一，如果土壤中含水量出现大幅度变化，则会直接威胁到土壤强度的变化。一般来说湿陷性黄土地基中都不会含有过多的水量，此外加固饱和土地的水量也较少，在强夯的过程中，不会产生土壤内部水分扩散的现象。其次空隙。强夯的主要目标之一即是实现土壤松散到紧密的变化。这一物理变化过程完成之后，空隙比便成为土壤结构性发生变化的重要参数之一。湿陷性黄土地基的含水量极低，因此在被重锤强力作用时，土壤内颗粒及空隙密度便会直接提高，空隙比随之降低。经过夯力作用后，土壤密实度达到施工要求，这直接降低了土壤内空隙的体积，实现了预期工程目标。

2.3挤密桩法

挤密桩法主要应用于地下水位之下的湿陷性黄土。在具体在施工时一定要按照设计规范合理布置基础平面桩孔位置，并确定桩孔的成型。在基础准备工作完成之后，要把提前准备好的素土或者灰土进行分层填孔。此外，成孔以及桩体夯实过程中产生的横线挤压力，一定程度上会增加各个桩件的密度，以最终形成科学合理的地基。

挤密桩处理湿陷性黄土时需要注意几点：第一是工程处理范围，一般来说挤密桩法要处理的地基面积往往都绝对大于基础或者建筑物底层的主要土地面积。当采用局部处理时，一定不能超出地面的主要宽度，宽度应根据黄土类型分析出的具体数据而定。比如对于非自重型的湿陷性的黄土地基，每一个边的长度都必须大于等于地基宽度的0.25倍。若采用整片处理方法，原则上来说超出建筑物外墙基础部分的外缘宽度，每一个边都必须大于等于层厚度的1/ 20。第二个需要注意的是处理深度，地基深度对于工程来说至关重要。在对湿陷性黄土基地进行深度处理时，一定要依据工程建设要求、工程实际土壤情况以及工程配套设备情况等对深度进行科学确定。最后需要注意的是桩径以及桩距的确定。桩径与桩距直接影响土壤紧密度，科学合理地对这两项数据进行确定，可以直接有效地提高基地土壤紧密，实现工程施工预期目的。

2.4预浸水法

预浸水法，即在工程施工之前对湿陷性黄土进行大面积灌水，利用灌水后黄土的重力作用，有效地改善工程地基土壤的紧密度，这种方法特别适用于局部地基下陷，其不仅可以直接减少地基压缩变形，提升地基承载能力，同时还可以有效减少土层中存在的自重失陷与外荷性湿陷。相对来说，这种方法比较适用于厚度较大、湿陷性较为强烈的自重型湿陷性黄土地基。但与此同时这种处理方法也存在一定的弊端，浸水容易引起地基周围地表下沉开裂，出现大小不一的地表空洞，从而引起跑水现象，最终影响到建筑物的安全，因此，这种方法比较适用在宽阔空旷的地方。