大厚度湿陷性黄土场地勘察及综合防治方法

张海楠

摘    要：落实大厚度湿陷性黄土场地勘察工作，确定大厚度湿陷性黄土场地分布情况，提出大厚度湿陷性黄土防治方法，优化地基处理工作，为大厚度湿陷性黄土场地建筑施工奠定坚实的基础。

关键词：大厚度湿陷性黄土;场地勘察;综合治理;治理方法

1  前言

湿陷性黄土土质较为松散，孔隙比一般大于1.0，多虫孔，遇水之后会发生显著附加变形，极大的危害建筑物质量。为了解决地基土湿陷性问题，地基处理措施需要被广泛应用，达到维护大厚度湿陷性黄土场地建筑区安全的目的。近年来，由于建设施工场地渐渐向山区地区转移，其中部分场地湿陷性黄土的厚度比较大，这就对场地勘察及地基处理施工提出了更高的要求。怎样结合场地内湿陷性黄土的特征，利用综合性手段勘察、评价，提出合理的地基处理建议及防治方法，避免由于地基浸水造成的危害，是当代工程师面临的一个挑战。

2  分布特征

大厚度湿陷性黄土场地湿陷深度一般在20m以上，且主要分布于气候较为干旱的地区。植被的发育速度较慢，发生浸水的几率较低。上部土层的湿陷性比较大，随着深度的增加，湿陷性呈逐步减少的趋势。同时，场地湿陷类型和等级也会被周边环境影响。在荒芜地域，场地湿陷类型和地基土湿陷等级不会发生较大的变化，具有很强的规律。在经受农业灌溉之后，场地地基土的湿陷性会降低，其工程特性也会随之改变，从而降低湿陷性地区的规律性。

3  勘察方法

3.1  工程地质测绘

当场地工程地质条件较为复杂时，需要对场地实施工程地质测绘工作，比例尺可以选择采用1：1000～1：5000。该项工作的核心是了解场地类型，熟悉周边地质环境，掌握地形地貌历史变化情况，尤其针对高填方场地，勘察单位需要调查填方时间和填筑方式等。为进一步勘察研究提供必要的条件。

3.2  勘探点布置及深度

在初步勘察阶段，勘探点应沿地貌单元的纵、横剖面线方向及垂直方向布置，且每个地貌单元最少一个。取样及原位测试孔应具有控制性，同时数量不少于总量的二分之一。在详细勘察阶段，应根据建筑物平面位置、类型、基础埋置深度及工程地质条件的复杂程度等要求，确定勘探点的间距。采取的不扰动土样和原位测试勘探点不少于总量的三分之二，且取样勘探点不宜少于全部勘探点的二分之一。

勘探点的深度直接影响到湿陷量的计算结果，如果对场地湿陷类型和地基等级判断错误，会导致采取的工程措施不足，处理方法缺乏科学性，增加工程风险。当布置勘探点的场地为大厚度湿陷性黄土，则地基压缩层深度应小于勘探点深度，并且同时满足评价湿陷等级的深度需要，甲、乙类建筑则应穿透全部湿陷性土层，对桩基础工程满足验算沉降的要求。当湿陷性土层较厚、无法判断湿陷下限深度时，对于甲类建筑人工取样探井、常规土工试验深度应大于45m，乙类建筑大于35m，丙类建筑大于25m，且不宜小于地基处理深度的两倍。

3.3  湿陷性试验

在湿陷性试验过程中可以利用单线法压缩试验，在天然湿度中分级增加荷载，在下沉稳定之后实施浸水饱和，促使试验过程符合实际情况，提高试验的准确性。单线法试验工作也具有一定的难度，工作人员可以根据实际情况利用单线法和双线法，对比后再选择使用这两种方法的结果，科学评价大厚度湿陷性黄土湿陷情况。

3.4  湿陷性评价

在大厚度湿陷性黄土评价过程中，根据浸水试验资料，当地表水向下渗透时，随着深度增加地基土达到饱和的时间会延长。规定在一段时间内算一个渗透下限，那么地基土埋置深度越深，其达到饱和的难度就越大。利用浸水几率系数，可以科学的评价场地湿陷性。

4  地基处理方法

4.1  换填垫层法

换填垫层法适用于处理湿陷下限深度较浅、湿陷性较小的地基土。在大厚度湿陷性黄土场地，常见的换填材料为素土、灰土等。该方法施工工艺简单，有较强的可操作性，并且大大减少工程造价，是最为常见的一种地基处理方法。其目的是消除湿陷性，提高承载力，增强了地基稳定性。换填材料在压实后压缩模量较高，从而使得地基沉降量减小，同时对地基土的不均匀沉降得到了很好的控制。近些年来，随着我国工业的大力发展，工业废料也日益增多，换填材料也可采用工业废料，如粉煤灰、矿渣等，以便于实现社会的可持续性发展。

4.2  强夯法

强夯法指的是用重锤自一定高度下落夯击土层，提高其承载力、降低其压缩性。该方法处理效果显著，施工操作简便，工程造价低廉，近些年得到了大力的推广及应用。特别是大厚度湿陷性黄土场地，施工技术的进步、施工机械的创新，使得处理深度大幅提高，基本解决了由于湿陷下陷深度较深带来的施工难题。

4.3  挤密法

挤密法是利用桩孔形成过程中的侧向挤压作用挤密桩间土，再将桩孔用灰土或素土分层密实夯填，形成由桩体与桩间土共同作用的复合地基，达到优化地基的处理效果。该方法处理深度一般介于3m～15m之间，最大处理深度可以达到20m。湿陷性土层处理效果较为明显，是一种已经在在工程实践中得到检验与验证的、可靠的地基处理方法。

4.4  孔内深层强夯法

孔内深层强夯法的工作原理是：预定深度由机具成孔完成，填料按照自下而上的顺序分层进行，夯实工作通过高动能的特制重力锤完成，从而达到加固地基、消除湿陷性的效果。该方法使用范围较广，用料标准低，取材较为便捷，地基承载力提升明显，处理深度最多可达30m。

4.5  桩基础

桩基础是适用于处理工程重要性等级较高的建（构）筑物。利用桩基础向非湿陷土层传递上部荷载，减少大厚度湿陷性黄土的问题。一般情况下湿陷性土层厚度较大，设计桩长较长，在处理大厚度湿陷性黄土的过程中，设计人员需要根据大厚度湿陷性黄土的湿陷类型和地基土湿陷等级选择合理的方法，满足工程条件，此外需要经过技术经济对比之后再选用。

5  综合防治方法

大厚度湿陷性黄土地基处理工作难度比较大，受影响因素也比较多，所以选取合理的地基处理方法的同时，还需采取一些针对性的防水及结构措施予以保障。

设计人员可以增加地面排水坡度，保障排水工作的通畅性，避免在场地中出现积水问題。施工人员需要结合实际情况采取垫层法、强夯法以及挤密法等保证雨水、生活用水的渗漏，也可以铺设整片防水材料，设置可靠的防水层，增加地基处理范围等方法防治。实施过程中避免选用透水性材料，造成地基下陷等不良影响。大厚度湿陷性场地应尽量选用抗不均匀沉降较好的基础形式，如筏型基础、箱型基础。

6  结束语

综上所述，在大厚度湿陷性黄土场地勘察过程中，需要结合工程地质测绘资料，采用合理的勘探方法，综合评价的基础上提出经济、合理、可行的地基处理方法，运用必要的结构措施以及防水措施，保障综合治理效果，避免地基浸水造成的危害。

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