湿陷性黄土地施工下沉的治理措施评价

■寇丹晖

（河南省地质矿产勘查开发局第四地质勘查院河南郑州450001）

湿陷性黄土地施工下沉的治理措施评价

■寇丹晖

（河南省地质矿产勘查开发局第四地质勘查院河南郑州450001）

我国湿陷性黄土低湿度、高孔隙率，粗粉砂占主要成分，易于在受水的侵湿情况下，发生显著下沉。为此本文对常见的湿陷性黄土进行治理方法，如换土法、重锤强夯法、灰土桩挤密桩法、水泥土搅拌法等方法进行分析评价。

湿陷性黄土 下沉 换土法 重锤强夯法

湿陷性黄土是一种主要分布于我国西部的黄土高原上第四纪的沉积物，它以粉土颗粒为主，富含碳酸盐，具有大孔隙和垂直节理，以黄色为基本色调，具有湿陷性，在一定荷载作用下并且在受水浸湿的情况下，土壤结构迅速破坏，并且失去承载力而发生显著下沉。

1　湿陷性黄土特性

由于湿陷性黄土的性质特殊，经过下沉稳定后，在受水浸湿的情况下土结构迅速发生破坏并产生显著的下沉现象。所以在湿陷性黄土场地上进行建设施工时，应采取以地基处理为主的综合措施，防止地基湿陷对建筑物产生的次生危害。

湿陷性黄土之所以在一定压力下受水时产生显著附加下沉，除上述在遇水时颗粒接触点处胶结物的软化作用外，还在于土的欠压密实状态。在干旱气候条件下，黄土层的蒸发量影响深度大于大气降水的影响深度。在其形成过程中，土层的压密欠佳。接近地表2-3m的土层，一般具有适宜压密的湿度，使土层得不到充分地压密，便形成了低湿度、高孔隙率的湿陷性黄土。

湿陷性黄土粗粉粒和砂粒在黄土结构中起骨架作用，能直接接触的大多为粗粉粒，细粉粒通常依附在较大颗粒表面。黏粒以及土体中所含的各种化学物质多集聚在较大颗粒的接触点，起胶结和半胶结作用。湿陷性黄土由于以粒和粗粉粒为骨架，在天然状态下使具有较高的强度，当遇水时导致土的强度突然下降便产生湿陷。

2　治理措施

湿陷性黄土地基处理的目的主要是通过消除、减弱黄土的湿陷性，提高地基的承载力和控制建筑物（构筑物）的沉降量。近几年来换土法、强夯法、灰土挤密桩法、水泥土搅拌桩法等，由于具有施工简便、速度快和效果好、造价低等优点，在全国湿陷性黄土地区得到广泛应用和推广。

2.1换土法

适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理，应根据建筑体型、结构特点、荷载性质、地质岩土勘察报告等进行综合分析，进行换土法设计和选择施工方法。该法是将基础底面以下一定深度范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的填料分层填充，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，成为良好的人工地基。

2.2重锤强夯法

在西北、华北等地区，广泛采用重锤表层夯实法处理湿陷性黄土地基，许多工程实例说明，经重锤表层夯实处理的地基，没有发生严重湿陷。工程实例：某地区住宅楼均采用重锤强夯法处理。重锤表层夯实是在基坑内的基础底面标高以下待夯实的天然土层上进行的。重锤表层夯实加固原理是将18-30KN的重锤提高到4-5m后自由落下，并如此重复夯打，使土的密度增大，土的物理力学性质改善，以减少或消除地基的变形。湿陷性黄土地基采用强夯法有效加固深度为5-6m。强夯分2次完成：第一遍为点夯，夯点每点夯击次数5-8击；第二遍为满夯，满夯时采用排夯，以较低的夯击能进行夯击，夯迹彼此重迭搭接20-30cm，每点搭接夯击1-2击。

在施工中，还要满足下列条件：（1）对于点夯最后2击的平均沉降量不大于5cm，满夯最后2击的平均沉降量不大于2cm；（2）夯坑周围地面不发生较大的隆起，一般控制10cm以内；（3）不因夯坑过深而发生起锤困难。两遍夯击间应有一定的时间间隔（一般间隔1周），以利于土中超静水压力的消散。

2.3灰土桩挤密桩法

灰土桩挤密桩法是利用成孔时的侧向挤压作用，使桩间土得以挤密；随后将桩孔用灰土分层夯填密实，称为灰土桩挤密法。灰土桩挤密桩法属于横向加密土层。施工中当套管打入地层时，管周地基土受到了较大的水平向挤密作用，使管周围一定范围内的地基土的工程物理性质得到改善，其密实度增加、压缩性降低、湿陷性全部或部分消除。灰土桩挤密地基属于人工复合地基，其上部荷载由桩体和桩间挤密土共同承担。灰土桩法具有原位处理、深层挤密和以土治土的特点，用于处理厚度较大的湿陷性黄土或填土地基时，可获得显著的技术经济效益，在我国西北和华北地区已广泛应用。灰土桩挤密桩法处理地基时的面积，应大于基础或建筑物底层平面的面积，并应符合下列规定。

（1）当采用局部处理时，超出基础底面的宽度：对非自重湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基，每边不应小于基地宽度的0.25倍，并不应小于0.5m；对自重湿陷性黄土地基，每边不应小于基底宽度的0.75倍，并不应小于1.00m。

（2）当采用整片处理时，超出建筑物外墙基础底面外缘的宽度，每边不宜小于处理土层厚度的1/2，并不应小于2m。

（3）桩孔直径宜为300-450mm，并可根据所选用的成孔设备或成孔方法确定。桩孔宜按三角形布置，桩孔间的中心距离，可为桩孔直径的2.0-2.5倍。

2.4水泥土搅拌法

水泥土搅拌法是利用水泥、水凝性材料等作为固化剂，用特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、稳定性和一定强度的水泥加固土，进而提高地基土强度和增大变形模量。

3　综合评价

对于湿陷性黄土地基处理在高度24m以下的建（构）筑物采用换土法、挤密桩法、水泥土搅拌桩法、重锤强夯法处理地基，在经济与技术上是比较合理的；高度超过24m但是低于54m的建（构）筑物采用碎石混凝土桩或碎石混凝土桩+500mm厚的砂石混料复合处理地基，在经济与技术上是比较合理的；高度超过54m但是低于100m的建（构）筑物采用钢筋混凝土灌注桩或者钢管灌注混凝土桩，在经济与技术上是比较合理的。

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P5[文献码]B

1000-405X（2016）-7-399-1