浅谈湿陷性黄土地基的处理方法

2020-02-16张应祥

建材与装饰 2020年5期

张应祥

（甘肃建投建设有限公司甘肃省兰州市 730050）

在中国土壤结构分布中，湿陷性黄土占地面积最为广泛，黄土层深厚，土壤颗粒大，存在大量的空隙，土层结构承受能力较差，如果直接在这种土壤上方开展建筑施工作业，未在地基施工阶段进行安全处理，必然会严重影响整座建筑的安全质量。因此，必须结合湿陷性黄土地基的特征，科学设计施工方案，精选混凝土原料，正视外在温度与湿度对地基施工质量的影响，确保湿陷性黄土地基填筑结构的稳定性，全面优化湿陷性黄土地基加固方法。

1 科学设计施工方案

结合湿陷性黄土层的结构特征设计地基施工方案，为施工作业提供最科学的参考，则必须做好三方面的工作：①做好路基混凝土结构基层处理工作，着重优化基层施工工艺，控制好地基混凝土结构层内部的白灰含量，提高白灰集料的压实度，依次按照标准工序进行施工。最后，要做好地基混凝土结构基层的整形碾压工作。②做好黄土地基排水处理作业。在此环节，需要为地基两侧设置排水沟、线外涵洞、平台排水渠和急流槽，这样方能确保施工用水和雨水得以顺畅排出，维护地基的稳固性。其次，为了进一步提高地基排水效果，适宜选用预制混凝土，这样能够使排水结构更光洁，以此优化泄洪能力。③做好地基保护工作。延长建筑地基使用寿命，提高地基的稳定性，必须综合考虑雨水风雪对地基的侵蚀因素，科学采取护坡措施，通过栽种绿草与其他植被以降低雨水冲刷对黄土地基的负面影响，同时，要合理设置C20片石混凝土挡墙、空心六棱块防护、C25预制混凝土拱型骨架和六棱块以加强地基保护效果。

2 精选混凝土原料

混凝土原料质量对后期湿陷性黄土地基施工质量的影响颇为重要，首先，在选材时，应精选整体质量与综合性能良好的混凝土原料，这样在后期施工中更便于控制，从而能有效保证地基混凝土结构的强度、弹性和荷载能力。其次，从混凝土成分来讲，水泥对混凝土强度的影响不容忽视。从化学角度来看，不少水泥本身的安定性偏低，这是因为水泥内部的游离氧化钙含量超标，其水化速度较慢，在硬化后会持续发挥水化作用，严重影响已经硬化的水泥结构，削弱了混凝土的抗压能力。而且，水泥的水化导热与收缩度也都比较高，这样会导致混凝土面层在后期很容易出现裂缝。再次，如果混凝土内部的有机物与含泥量指数超标，就会降低混凝土的密度，致使混凝土在初步施工结束后就出现裂缝。另外，需要注意的是，在确保混凝土原料合格的前提下，必须科学控制混凝土的配置比例，如果比例参数缺乏合理性，即使混凝土原料质量达标，也依然无法保证混凝土结构的整体性能与质量。不可忽视的是，混凝土原料与种类不同，配合比例参数也不尽相同，因此，必须根据混凝土原料及其品种科学计算比例参数，做好混凝土配置工作，在配置与施工过程中，应格外注意避免混凝土集料变质。

3 确保湿陷性黄土地基填筑结构的稳定性

外在环境温度与湿度对湿陷性黄土地基填筑施工质量的影响至关重要，特别是当所填筑的混凝土集料进入固化阶段后，会产生水化反应，此时外在温度的影响最大。如果温度在不断升高，混凝土结构内部水化反应的速率也会加快。据调查了解，平均温度每升高10℃，混凝土结构内部水化反应的速率大约会增加70%。与之相反，如果是秋冬季节，外在环境温度处于持续下降状态，混凝土结构内部水化反应的速率也会不断下降。而且，外在环境温度的改变也会影响路基填筑混凝土集料中的坍落程度。从物理角度来讲，外在环境温度和地基混凝土填筑作业中的坍落程度成反比关系，简而言之，如果外在环境温度持续升高，地基混凝土填筑作业中的坍落程度会降低，同时，混凝土结构耗水量会持续减少。目前，实验表明如果外在环境温度升高了10℃，混凝土的配合比在控制条件下没有发生变化，此时，混凝土结构耗水量大概会减少7kg。某工程曾经在冬天零下15℃的外在环境下进行施工，为了确保施工质量，施工技术人员在开展地基填筑作业之前，为混凝土集料中加入了足量的防冻剂，同时，确保混凝土的抗压强度不低于4.0N/mm2。另一方面，施工技术人员曾根据标准要求对外加剂与混凝土养护工作采取了针对性措施，在施工区域搭建了温度高于5℃的暖棚，同时，根据室外温度以5%～10%的比例添加外加剂。此外，如果混凝土和外在环境均比较干燥，周边环境中的水分不会深入混凝土结构内部，这样会增加地基混凝土的养护与凝固时间，影响施工进度。而且，如果周边环境比较干燥，混凝土也会出现反水问题，干燥的空气会不断吸收混凝土结构内部的水分，致使混凝土最终出现失水与干裂问题。反之，如果空气中的湿度较大，甚至是在下雨天，混凝土结构内部的湿度与水分含量也相对较高，其凝固时间在一定程度上会增加，通常不会出现因水分不足造成的张裂开问题。应对温度与湿度对黄土地基的负面影响，避免地基混凝土结构出现裂缝，必须做好多方面的应对工作，根据当地地质环境、温度与湿度制定最佳施工方案，如果施工环境发生变化，特别是出现温度与适度变化，就必须立刻采取应对策略。施工管理人员应及时了解天气预报，并根据预报信息科学调整施工方案。如果外在施工环境温度偏低，就要控制好混凝土的入模温度，选用隔离保温材料制作而成的模具。同时，要为混凝土加入足量的抗冻剂，以此避免混凝土在低温条件下出现张裂。如果工期紧张，就需要添加优质外加剂，这样方能确保地基混凝土结构的凝固效果。

4 全面优化湿陷性黄土地基加固方法

目前，针对地基工程的加固方法主要包括强夯法、垫层法、挤密法和预浸水法，这四种方法各有优劣。其中，强夯法兼备机械化水平高、无需置换处理位置、施工效率高、速度快以及节省劳动成本等优势，该方法能够有效改善土壤结构，增加地基土的压实度，降低压缩性。然而，在黄土地基施工中，适宜选用低能级强夯法，如果使用高能级强夯法难免会影响施工效率与速度。垫层法又分为灰土垫层和素土垫层，在使用该方法的过程中，需要先全部挖出基地之下的湿陷性土层，然后，再用灰土集料或者素土集料做垫层，从而起到加固地基，避免压缩变现和加强地基承载能力的作用。挤密法大多应用于含水量在14%～22%的黄土层中，而且，土层深度达到5～15m，在具体施工中，必须做好桩体材料灌注工作。预浸水法主要用于地下6m范围内的湿陷性黄土地基处理作业，该方法能够节约施工成本，消除湿陷性的危害，却存在耗水量多和工期长的缺陷，因此，在具体施工中，应根据实际需要和地理环境特征选用最佳处理方法。