淺談濕陷性黃土地基的處理

中國西部科技 ２０１０年１２月（中旬）第０９卷第３５期總第２３２期

淺談濕陷性黃土地基的處理

薛新建 ．

（新疆北方建設集團有限責任公司，新疆奎屯８３３２００）

摘要：濕陷性黃土是一種特殊性質的土，在一定的壓力下，下沉穩定后，受水浸濕，土結構迅速破壞，并產生顯著附

加下沉，故在濕陷性黃土場地上進行建設，應根據建筑物的重要性、地基受水浸濕可能性的大小和在使用期間對不均勻

沉降限制的嚴格程度，采取以地基處理為主的綜合措施，防止地基濕陷對建筑產生危害。

關鍵詞：濕陷性黃土；地基的處理

ＤＯＩ：１ ｏ．３９６９／Ｊ．Ｊｓｓｎ．１ ６７１—６５９６．．２Ｏ １ ０．５５．０２０

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｉｃｋ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｅｓｓ ｉｓ ａ ｓｐｅｃｉａｌ ｎａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅａｒｔｈ，ｕｎｄｅｒ ｃｅｒｔａｉｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｗａｓ ｓｉｎｋｉｎｇ ｒａｐｉｄｌｙ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄ ｈａｄ ａ ｎｏｔａｂｌｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｏ ｓｉｎｋ，ｔｈｅ ｐｒｏｆｉｔ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｓｅｘ ｌｏｅｓｓ ｏｎ ａ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ

ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｉｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｕｎｅｖｅｎ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｒｉｇｉｄ

ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｓ，ａｄｏｐｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａ ｗｅｔ

ｔｈｅｉｒ ｄａｎｇｅｒｓ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｉｃｋ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｅｓｓ；Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ

ｌ 濕陷性黃土概念

粕粒以及土體巾所含的各種化學物質如鋁、鐵物質和一

在上覆土層一重心力作用一Ｆ，或者在Ｆ］重應力和附加 些無定型的鹽類等，多集聚在較大顆粒的接觸點起膠結和半

應力共同作用下，因浸水后士的結構破壞而發生顯著附加

膠結作 ｆ｛ｊ，作為黃土骨架的砂粒和粗粉粒，在天然狀態下，

變形的土稱為濕陷愾土，屬于特殊土。有些雜填土也具有

由于上述膠結物的凝聚結晶作用被牢固的粘結著，故使濕陷

濕陷性。廣泛分 ｒ我 東北、 北、華中和華東部分地 性黃土具有較高的強度，而遇水時，水對各種膠結物的軟化

區的黃土多具濕陷性。（這里所說的黃土泛指黃十和黃十 作用，土的強度突然下降便產生濕陷。

狀：Ｌ。濕陷性黃上又分為ｆ１重濕陷性和非白重濕陷性黃

４ 濕陷性黃土地基的處理方法

，

也有的老黃土不具濕陷忖。） 陷性黃土在不同的地區，根據不 的地基土質和不同

２ 濕陷性黃土的工程特性

的結構物，地基處理應選用不同的處理方法。在勘察階段，

濕陷性黃上足一種特殊性質的土，任一定的 力下，

經過現場取樣，以試驗數據進行分析，判定屬于自重濕陷性

下沉穩定后，受水浸濕，１：結構迅速破壞，并產生顯著附

黃土還是非自重濕陷性黃土，以及濕陷性黃土層的厚度、濕

加下沉，故在濕 性黃土場地上進行建設，應根據建筑物

陷等級、類別后，通過經濟分析比較，綜合考慮工藝環境、

的承要性、地綦受水浸濕。時能性的大小和在使用期間對不 工期等諸多方面的因素，最后選擇一個最合適的地基處理方

均勻 降限制的嚴格程度，采取以地基處理為豐的綜合措

泫，經過優化設計后，確保滿足處理后的地基具有足夠的承

施，防止地基濕陷對建筑產生危害。 載力和變形條件的要求。所采用的有墊層法、強夯法、灰土

３ 濕陷性黃土的顆粒組成 樁擠密法、深層攪拌樁法、振沖碎石樁法等。以下淺談一下

我閣濕陷性黃土的顆粒主要為粉土顆粒，占總重量約

濕陷性黃土地基的處理方法。

５Ｏ～７０％，而粉上顆粒中又以０．０５～０．Ｏｌｒａｍ的粗粉上顆粒

４．１灰土和素土墊層法

為多，占總重約４０．６０％，小１ ０．Ｏ０５ｒａｍ的粘土顆粒較少，

（１）將基底以下濕陷性土層全部挖除或挖至預計的深

占總重約ｊ４．２８％，人ｒ０．１ｒｎｍ的細砂顆粒ｌ 總重存５％以

度，然后以灰土或素土分層回填夯實。墊層厚度。一般為

內，基本 無人予０．２５ｍｍ的中砂顆粒。濕陷性黃一卜的顆粒

１．Ｏ～３．Ｏｍ。它消除了墊層范圍內的濕陷性，減輕或避免了

從兩北向爾南有逐漸變細的規律。 地基兇附加壓 產生的濕陷，可以使地基的自重濕陷表現不

試驗研究表明，粗粉粒和砂粒在黃上結構中起骨架作

出來。這種方法施工簡易，效果顯著，是一種常用的地基淺

用，由于在 陷性黃 中砂粒含量很少，而且大部分砂粒

層處理或部分濕陷性處理方法，經這種方法處理的灰七墊層

不能直接接觸，能 接接觸的人多為粗粉粒。細粉粒通常 的地基承載力ＩＪ丁達到３ＯＯＫＰａ（素上墊層可達２００ＫＰａ）且有良好

依＿ｊ『’』在較大顆粒表而，特別是集聚在較大顆粒的接觸點處 的均勻性。

與膠體物質一起作為填允材料。

（２）施工中庶注意的問題：①地基土的含水量，對于

收稿日期：２０ １Ｏ－１０—２６修回日期：２０１０—１ １—２３

作者簡介：薛新建（１９７２一），男，甘肅泰安籍，技術員，助理工程師，研究方向為施工技術。

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廠＿］ 壟墮

含水量較大，或曾局部基坑進水者，要采取相應的措施（如 水泥干粉，因此必然對土的天然含水量有一定的要求，如

涼曬等），嚴格控制灰土（或素土）的最佳含水量，對接近最 果土的含水量較低時，很容易出現樁體中心固化不充分、

佳含水量時，寧小勿大，偏大時土體強度則顯著下降，變 強度低的現象，嚴重的甚至根本沒有強度。在某些含水量

形明顯增大。②墊層處理的寬度要達到規范要求，使碾壓 較高的土層中也會出現類似的情況。因此，應用粉噴樁的

設備能充分碾壓到位，還使形成的墊層壓實度產生差異。

③嚴把質量關，施工中碾壓分層的厚度不宜大于３０ｃｍ，并

逐層檢測壓實度，達到設計規范要求。

土層中含水量應超過３０％，在飽和土層或地下水位以下的土

層中應用更好。

濕法施工是將水泥攪拌成漿后注入土中的方法。水泥

漿通過柱塞式泥漿泵強制注入，除非特殊情況很少斷漿，

施工中一般采用預攪下沉時就噴漿的工藝，因此樁體的均

４．２強夯法

（１）強夯法亦稱動力固結法，通過重錘的自由落下，

對土體進行強力夯實，以提高其強度，降低其壓縮性，該 勻性比干法施工好。但噴漿增加了水泥土的含水量，強度

法設備簡單，原理直觀，適用廣泛，特別是對非飽和土加 會受到一定影響，實際應用時需根據土的一［程性質，尤其

固效果顯著。這種方法加固地基速度快，效果好，投資

省，是當前最經濟簡便的地基加固方法之～。

（２）施工中注意的問題：①首先在設計階段，應考慮 （１）必須在設計或施工中采取有效措施來保證攪拌樁

濕陷性黃土處于哪一種類別、等級，以及場地等因素，因

為強夯的夯擊能量，夯點布置，夯擊深度，夯擊次數和遍 會降低，如樁端為硬土，或樁長超過臨界樁長時，（樁間土

數等因場地而異，土的含水量、孔隙比及夯擊的單位面

積、夯擊能量對濕陷性黃土的強夯有效加固深度起著重要

的作用。在經過試夯后確定出設計參數，確定施工設計方

案，因此不經試夯確定施工參數往往會給工程造成后患。

②由于強夯影響深度內土的含水量差異，會導致局部處理

效果不佳，對于此種情況必須采取土的增濕或減濕措施，

以免出現橡皮土情況。如有此種情況，應立即停止夯擊， 改善樁體的均勻性，如第一次注漿不均勻時，可通過復攪

當涼曬一定時間后，在夯擊坑內加入碎石類的粗骨料，繼

續夯擊。③施工中在控制關鍵工序上嚴把質量關，因為一 的均勻性得到改善。②現場不同樁段有不同的水泥摻入

份設計提供后，錘重、落距、夯點布置等是沒有隨意性

的，而唯…可能被人為改變的是夯擊次數，因在試夯時根 （３）加強施工管理，因為樁體的同化材料需由壓縮空

據最后夯擊的沉降量來確定夯擊次數的，當別的參數已確

定后，它就成為影響處理的唯一因素，所以施工中應以它

為質量控制的關鍵工序管理點。④強夯結束后，檢測的重 裝置，以消除施工中一些人為因素，便于監督檢查，避免

點是判定它的有效加固深度是否達到設計要求，因為有效 由于噴漿和噴粉不均勻或者噴漿量、噴粉量未達到設計要

加固深度的第一標準應是消除濕陷性，也就是以６ Ｓ＜

０．０１５作為判別指標。所以檢驗手段應采用探井取不擾動土

試樣進行檢測。當這一指標達到要求后，一般情況下對承

載力的要求等也均可滿足。

４．３深層攪拌樁法

（１）深層攪拌樁是復合地基的一種，近幾年在黃土地

區應用比較廣泛，可用于處理含水量較高的濕陷性弱的黃

土。它具有施工簡便、快捷、無振動，基本不擠土，低噪

音等特點。深層攪拌樁的固化材料有石灰、水泥等，一般

都采用后者作固化材料。其加固機理是將水泥摻入粘土

后，與粘土中的水分發生水解和水化反應，進而與具有一

定活性的粘土顆粒反應生成不溶于水的穩定的結晶化合

物，這些新生成的化合物在水中或空氣中發生凝硬反應，

使水泥有一定的強度，從而使地基土達到承載的要求。 法。但不管是采用哪種方法，只要有嚴密的質量控制手

深層攪拌樁的施工方法有干法施工和濕法施工兩種，

千法施工就是“粉噴樁”，其工藝是用壓縮空氣將固化材

料通過深層攪拌機械噴入土中并攪拌而成。因為輸入的是

是含水量情況作出適當的選擇。

５ 施工中應注意的問題

復合地基各參數能達到各自的設計值，否則設計的可靠度

承載力拆減系數）取值高于規定，就必須采取設置褥墊層或

其他方法使樁問土發揮較高的強度，選用較高的樁體強度

時，就必須采取增加水泥用量、摻加外加劑、復攪等措

施，才能保證設計與預期的實際結果比較 致。口

（２）施工中為達到強度要求，有必要進行復攪。復攪

是在樁的一部分或樁的全長重復攪拌一次，其作用是：①

調節，提高樁長方向上的均勻程度，同時，也使樁截面內

比，使不同樁段有不同的樁身強度。

氣作載體，而氣體流速、流量受上層情況的影響，人工難

以調節，所以施工機械應采用帶有自動控制噴漿、噴粉的

求而發生斷樁問題。

（４）現場施工中應勤于檢查，嚴格監督。深層攪拌樁

屬于一種柔性樁，樁身檢測較困難，施 ［時質量有疏忽，

就可能發生斷樁現象。目前用低應變動測法檢測攪拌樁的

質量得到了肯定，呵用此法或結合抽芯取樣檢測法控制質

量。

６ 結語

文中提到的幾種濕陷性黃土地基的處理方法，近年來

在工程建設中被廣泛使用，都取得了良好的效果。隨著科

學技術的迅速發展，對新型材料的研究使用，對濕陷性黃

土地基的處理方法越來越多，也有了一定的施一 經驗。在

近十幾年開始采用的有孔內深層強夯法、ＣＦＧｆ水泥粉煤灰

碎石樁）法、夯坑置換法、Ｊ玉力灌漿法等，都不失為好方

段，都可能經濟而有效地獲得期望的效果。

參考文獻：（略）

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