湿陷性黄土地基湿陷机理评价及处理方法

湿陷性黄土地基湿陷机理评价及处理方法

谷体峰

青海省地矿建筑勘察设计院 青海省西宁市 810000

【摘要】随着我国建筑行业的迅速发展，建筑工程的安全性和稳定性也越来越受到人们的重视，而湿陷性黄土地基一直是建筑工程中需要解决的难题，接下来，本文就对湿陷性黄土地基的湿陷机理进行分析，讨论湿陷性黄土地基湿陷机理和湿陷类型的评价方法，并对湿陷性黄土地基的湿陷情况的处理方法进行探究，来提高湿陷性黄土地基上的工程质量。

【关键词】黄土地基；湿陷性评价；湿陷机理

1黄土地基的湿陷性评价方法

1.1黄土地基湿陷性的评定

目前，国内外对于黄土湿陷性的研究比较深人，其一般通过湿陷系数S值来判定黄土的湿陷性，湿陷系数S主要代表了单位厚度地层受到浸水压力的影响，结果导致了黄土湿陷量的产生，湿陷系数S也能够对黄土层的湿陷程度进行定量表示，根据国际研究规定表示，当黄土受到压力的作用，湿陷系数S的数值不小于0.015，则代表了该地区的黄土为湿陷性黄土。

目前，在评定湿陷性黄土中所采用的方法为室内压缩湿陷试验的方法，其通过利用高度为20mm的黄土土样来进行浸水湿陷试验，通过把处于天然含水量的黄土土样置于测限压缩仪中，然后对压缩仪进行加压试验，当黄土土样承受的压力达到试验压力时，压缩土样稳定之后，就可以开始对黄土土样进行浸水，当黄土土样中饱含的水量达到饱和值时，就会快速下沉，黄土土样的相关数值稳定之后，就能够得到黄土土样的浸水高度。根据室内压缩湿陷试验得到的结果对湿陷系数S进行计算，根据黄土土样在试验中产生的应变值来计算黄土土样的湿陷变形系数。这种计算方式中也存在较大的问题，那就是根据压缩模量计算地基沉降，可能会存在更加严重的问题，出现这种情况的主要原因是浸水饱和的黄土土样具备的受力特性和黄土地基土层浸水之后的受力性状存在较大的差距，所以通过试验得出的浸水黄土的湿陷系数不能准确代表黄土地基土层的湿陷性系数，需要进行实地考察和勘测研究。

1.2施工现场的湿陷类型评定

根据国际相关规定显示，在评定不同深度的黄土地基湿陷性系数时，需要当黄土处于饱和自重压力的状态时进行浸水试验，在计算黄土地基的饱和自重压力时，需要以天然地面为标准来进行计算，因此这也反映了自重湿陷系数与自重湿陷量的数值计算中，必须根据人为改变地面标高的方式进行计算。所以可以得到进一步设想，在施工单位进行现场勘测时,黄土地基的性质不会出现任何变化，只有黄土地基在挖方以及填方之后，才会导致黄土地基的湿陷类型出现变化，这样不仅会增加工序，而且会浪费成本。因此，在勘测黄土地基的湿陷特性时，需要测取Si曲线，在计算黄土地基的湿陷性时，需要按照天然地面进行计算，以天然地面至湿陷性黄土层地面的距离来测取。

2湿陷性黄土地基处理方法   2.1强夯法   强夯法是常用的湿陷性黄土地基处理方法(也称为强夯法)，允许多个100kn~400kn锤在6~40米高度自由下落，对黄土地基施加一定冲击压力。不饱和点加固可以降低可拆卸黄土地基的压缩性，逐渐提高其强度，提高抗湿陷性黄土的液化能力，降低地基弯曲的可能性。在本会话中，应用动态压缩方法需要仔细观察固体能量、间距、所需加固深度和压缩数量。其中黄土地基加固深度是主要的设计参数，除了可拆卸黄土自身的土壤质量外，还会对地基加固深度(例如楼板高度和锤重)产生很大影响。此外，动态压实方法在可拆卸黄土地基中的应用，可使地基强度提高2~5倍，压缩性降低2~10倍，进一步提高地基承载力，强化深度6m~10m。可拆卸黄土地基工程效率高成本低，提高了整个工程施工的质量和水平。   2.2深层搅拌桩法   目前建筑业处理基本弯曲问题最常用的方法是深层搅拌桩法，该法广泛应用于相对较轻、较潮湿的可弯曲黄土地基。干燥湿度过程是深层搅拌桩法的两个主要内容，该法在压缩空气后深层搅拌黄土过程中喷射凝固材料，混合泥浆在湿法过程中注入黄土。主要工作原理是将水泥和黄土混合加入凝固材料，对空气和水产生一系列化学反应，然后形成难以分解的抗性化合物，从而有效提高可拆卸黄土地基的强度和安全性。另一方面，深层搅拌桩法在施工中比其他黄土塌陷处理方法效率更高，没有噪声等问题，因此是不可避免的发展趋势。但是，在具体实施期间，干法施工应适用于含水量充足的可拆卸黄土地基。否则，水泥干粉容易与桩芯低强度混合，整体结构不稳定。深层搅拌桩处理在黄土地基沉陷问题中，dJM桩处理方法的有效价值只有在土壤含水量超过30%时才能发挥。潮湿施工过程中，通过直接符号将泥浆注入土中，有助于预浸等技术手段，使得基坑中心的非完全凝固现象很少发生，比较干燥、较为均匀，效果较好。但是，水泥浆水充足，结合可折叠黄土地基的水，对桩基础的强度可能有一定的影响，因此应根据工程性质和截水条件，考虑前面的实际应用，合理应用。   2.3化学加固法   碱液强化法和单液硅化法是化学强化法的重要组成部分。其中碱液强化法利用NaOH溶液和黄土本身的金属阳离子，引起化学取代反应，起到强化作用。土壤表面形成金属化合物后，可以自主激活，形成水泥，提高黄土地基的强度和耐水性。单液硅化法是将浓度和粘性较低的硅酸钠溶液向土层的内部分子注入压力，并利用化学反应增加可折叠黄土的应变，从而产生强化效果。地下水位过高或饱和度达80%以上的黄土基础与沥青等化合物混合的基础不能产生良好的效果，因此不适合化学强化法，必须选择与实际相结合的合理折叠的基础处理方法。   2.4预浸水法   为了有效预防湿陷性黄土地基出现湿陷问题，可以在施工之前通过水去浸湿黄土地基，使得湿陷性黄土地基的自重应力在饱和的作用下，消除湿陷性黄土自身所存在的缝隙，进而达到压实的目的。通常情况下，预浸水法主要是针对黄土厚度和湿陷性系数较大的地基进行预防与处理，通过对这一方法的有效应用，可以达到稳固地基结构的目标。但是在利用这一方法的过程中容易导致黄土地基的整体性下沉或者开裂，所以一定程度上存在跑水以及安全风险，这就要求在利用这一方法的时候选择空旷的场地。与此同时，预浸水法的应用过程中需要消耗大量的水资源，通常情况下针对1m2的黄土地基都需要5t的水去实施预浸水，才能达到预期效果。这就要求实施预浸水法的过程中，一定要确保水源的充足，进而确保处理过程的顺畅。   2.5复合地基静载试验   通过位移传感器来收集每级荷载下挤密桩复合地基沉降情况，绘制P-s曲线，对四个区域分别进行讨论，判定相应曲线的比例界限荷载值、达到相对变形对应沉降时的荷载值及沉降量突变时的荷载值，综合确定各区静载试验的承载力特征值。根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)，按相对变形法确定其承载力特征值，取s/d=0.008所对应的荷载，即为282kPa，按比例界限法确定承载力特征值为330kPa，从工程安全性考虑，建议承载力特征值取282kPa;对于B区，在最大加载908.12kPa作用下，灰土沉管挤密桩单桩复合地基沉降量为38.01mm。加载至327.26kPa以前，P-s曲线基本处于线性变形状态，该段最大沉降量为7.13mm。按相对变形法确定的承载力特征值为320kPa，按比例界限法确定为327kPa，实际计算时建议取二者之间较小值，即为320kPa。

结语

随着科学技术的快速发展，湿陷性黄土地基评价和处理方法越来越先进，为了提高我国工程事业的发展，作为施工单位，必须不断探索,才能妥善解决湿陷性黄土地基的湿陷破坏性问题，提高黄土地区地基工程施工质量。

参考文献：

[1]孙建乐，孙洪飞，郭成军.柴油锤沉管成孔DDC法灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基[J].施工技术,2016(Sl):6-9.

[2]王宗文.灰土桩在处理湿陷性黄土地基中的应用与研究[J].施工技术,2015(S1):64-67.

[3]安利强，马周全，张世径.湿陷性黄土隧道洞口地基处理方法[J].铁道建筑,2016(2):73-75.