高层建筑湿陷性黄土地基加固方法研究

刘云

摘 要： 随着社会经济的迅速发展，我国工程建设规模越来越大，人们对其建设质量提出了更高的要求。而建筑工程整体质量的优劣很大程度上受地基土质的影响，特别是不良地基的影响。湿陷性黄土地基极易导致地基沉降问题发生。强夯法的应用，可最大程度控制地基不均匀沉降，减少沉降量，能够全面提升工程的施工质量，最终实现工程使用寿命延长的目的。

关键词： 高层建筑；湿陷性黄土；地基加固

我国地域广袤，湿陷性黄土分布较广，湿陷性黄土地基是建筑工程基施工中常见的不良地质条件，此类土体具有较高压缩量，且强度、承载力及稳定性差，必须采取相应处理措施。强夯技术施工效率高，地基处理效果良好，能够达到最佳基加固效果。在具体施工应用中，需充分掌握该项技术的操作规范，严格遵循相关工艺流程，确保建筑地基施工质量，提高建筑工程施工的稳定性及安全性。

一、黄土湿陷性机理及强夯技术的特点

当前，国内外在黄土湿陷性方面研究较多，在湿陷原因、机理方面，主要分析角度包含微观结构特征、孔隙特点等，为更好地消除黄土湿陷性，必须充分掌握其湿陷性机理。

第一，松散、多孔为黄土结构的主要特征，黄土湿陷性产生的主要原因就是存在结构性孔隙；

第二，黄土内存有不抗水粒间联结，这也是造成黄土湿陷的主要因素。粘土水—胶联结是黄土不抗水联结的主要表现形式，于湿陷性而言，可溶盐、溶液内离子类型、浓度等也会造成极大影响。

作为一种古老的夯实措施，强夯技术的基础是重锤夯实技术，相比重锤夯实技术，强夯技术在原理、加固效果等方面又存在诸多优势，强夯法是指为提高软弱地基的承载力，用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。称动力固结法，利用起吊设备，将10～40吨的重锤提升至10～40米高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。其特点如下：

1、适用性强。强夯技术在多种土质适用，如砂性土、粉土、黄土等。

2、应用范围广。在各类工程地基加固中都可选取强夯技术，如公、建筑、桥梁等。

3、加固效果良好。通过强夯施工处理后，地基承载力可有效提升，具体良好加固效果

二、湿陷性黄土地基强夯施工工艺

在我国黄土地质分布广泛，大部分存在湿陷性，对工程建设的危害性较大。在湿陷性黄土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。根据工程建设要求，本文提出了利用强夯法处理湿陷性黄土地基的施工方法，具体工艺流程及质量控制措施如下：

1、工艺流程

（1）清理并平整场地，测量强夯前场地高程。按照设计要求清理表层的草皮和腐殖土层（一般清表厚度不得小于30cm，腐殖土层较厚及附着有非适用材料的段应将其清除彻底），并挖除局部的淤泥、翻浆土层，积水段应排除积水并将土翻松晾干。

强夯施工前应认真查明强夯场地范围内的地下建筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取措施，以免因强夯施工而造成破坏。同时对地基范围内的坑洞、水井及平整土地中填埋的浅沟壑进行调查，采取切实可行的措施消除可能产生的基质量隐患。

（2）强夯试验。强夯法处理地基大面积施工前，宜先进行强夯试验（试夯），通过试夯确定强夯机具、夯锤（重量及锤底静压力）及夯锤落距、单点总夯击能（夯击数）、夯点间距及每遍夯击间歇时间、夯击遍数、有效加固深度、夯击地基土的承载力标准值、压缩模量或变形模量等参数，同时提供参考的工程经济指标。

（3）试夯中的重要测试工作。第一，地基土天然含水率及地基土的渗透性以确定每遍夯击间隔时间；

第二，为确定最佳夯击能和夯击数应观测夯坑体积及夯坑周围地面的隆起量；

第三，测试试夯前后地基土的各项物理力学指标；

第四，检测地基土的承载力、地基加固影响深度、地基土的压缩模量、变形模量等；

第五，强夯振动对试验结果无影响，但施工产生的振动对相邻的建筑物、结构物、地下管线等将产生不利影响，故测试强夯振动对预防振害有实际意义。

第六，通常情况下，强夯参数有设计单位提供，施工单位应通过试夯来验证设计单位提供的强夯参数是否可行；试夯结束后，应对试夯前选定的技术参数进行校正。

（4）强夯施工步骤。完成上述施工后，可在整平的场地上标出第一遍夯击点的位置，并测量场地高程；随后起重机就位，使夯锤对准夯击点的位置；测量夯前锤顶高程。将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤倾斜时，应及时整平坑底，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击，待第一遍夯击作业完成后，用推土机或铲车将夯坑填平，并测量场地高程；按上述步骤逐次完成全部夯击遍数。最后按上述步骤用低能量满夯，将场地表层夯实，满夯锤印搭接不小于1/4夯锤的直径，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。检测前应将满夯后地表辗压，以达到地基土的压实度要求。

2、质量控制措施

（1）强夯施工宜在干旱季节进行。在雨期施工时应采取措施，防止场地积水，否则，将导致土质变软、出現土体挤出现象，降低强夯效果。

（2）强夯施工前应对夯点放线进行严格的复核，其偏差应小于5cm。夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯时应及时纠正。

（3）应严格按照夯点布置图的次序进行强夯，不得漏夯；强夯机就位应按次序，并有利于多台强夯机同时施工。

（4）开夯前应检查夯锤重和落距，以确保单击夯击能量符合设计要求。若夯锤使用过久往往因底面磨损而使重量减轻。落距未达设计要求的情况，在施工中也常发生。这些都将影响单击夯击能的大小。

（4）施工过程中应按设计要求检查每个夯点的夯击次数和末夯的夯沉量。并详细记录强夯的各项参数（如夯击能、夯击次数、每次夯击的沉降量等）和施工等情况，以备施工结束后进行检测。

（5）强夯施工结束1～4周后应对地基加固质量进行检验。检测点位置可分别布置在夯坑内、夯坑外和夯击区边缘。每1000m2范围内抽检不宜少于3处，检验深度应不小于设计处理的深度。

（6）强夯处理后的地基竣工验收时，承载力检验应采用原位测试或室内土工试验。

三、结束语

综上所述，为了消除黄土湿陷性对工程建筑地基造成的不良后果，国内及国际上的众多工程技术人员及学者在进行了大量研究及实践后，为消除黄土的湿陷性而发明了很多地基处理的技术、方法及措施。其中，强夯作为经常使用的一种方法及手段，具有效果显著、施工简便、造价低及工期短等诸多优点，在工程处理黄土湿陷性时得到了广泛应用。但强夯施工的技术参数较多，且各地域黄土的地质特征复杂性及其他影响因素的存在，强夯理论尚未完善，仅按规范、文献和以往经验进行强夯施工参数的确定往往出现较大偏差，很难达到预期的处理效果。为此，必须按照以往经验、相关规范的取值要求及标准进行强夯施工，做好现场试夯作业，规范施工工艺，从而确保地基处理的质量。

参考文献

[1] 张婉丽. 湿陷性黄土的分类及其地基的处理方法[J]. 山西建筑. 2011（15）.

[2] 詹祥元. 强夯处理黄土湿陷性的机理分析[J]. 晋城职业技术学院学报. 2012（05）.

[3] 姜伟，胡长明，梅源. 深厚湿陷性黄土地基强夯加固处理技术[J]. 建筑技术. 2013（02）.

[4] 张晓峰. 湿陷性黄土强夯加固施工技术浅析[J]. 中小企业管理与科技（下旬刊）. 2011（05）.

[5] 崔德永，许录明，王建华. 湿陷性黄土地区某深基坑设计方案可行性研究[J]. 建筑安全. 2017（02）.