濕陷性黃土地區(qū)的地基處理

1、<p>　　濕陷性黃土地區(qū)的地基處理</p><p>　　【摘要】濕陷性黃土地區(qū)，顧名思義，是土質(zhì)特殊，具有濕陷性，這類土質(zhì)，在我國的東北、西北、華北和華東部分地區(qū)分布較多。隨著近年來，越來越多的高層建筑以及許多大型工業(yè)建筑的撥地而起，對地基的牢固狀況也有了日益提高的要求，所以，如何解決這些建筑的地基問題，保障建筑物的使用壽命以及建筑的可靠性，變得尤為重要，我們勢必要對濕陷性黃土地區(qū)的地基處理做進一步的

2、探討與研究。 </p><p>　　Abstract loess region, as the name suggests, is a special soil, with collapsible, this kind of soil, in China's northeast, northwest, north and eastern parts of the distribution of more.

3、 As in recent years, more and more high-rise buildings as well as many large industrial buildings allocated to the sky on a solid foundation status has also been increasing demands, therefore, how to solve the problems o

4、f these building foundations in place to protect the building reliability, longevity and archi</p><p>　　【關鍵詞】濕陷性 黃土 地基 處理 中圖分類號：TU471文獻標識碼：A </p><p>　　濕陷性黃土，是指在黃土的自重的作用下，或者是自重應力和附加應力的共同作用下因為被水澆濕

5、之后，它的結構遭到破壞，因而發(fā)生變形。濕陷性土，屬于一種特殊土質(zhì)。濕陷性黃土又分為自重濕陷性和非自重濕陷性。在濕陷性黃土地區(qū)進行工程建設時，就必須要考慮到由于土質(zhì)的濕陷性對地基造成的不穩(wěn)定的影響，地基濕陷可能會引起由于附加沉降應力對地基的穩(wěn)定性，對施工項目造成巨大的危害，對施工項目的安全也造成了很大的威脅，所以，對濕陷性黃土地區(qū)的地基處理就顯得尤為重要。選擇正確有效地方法進行處理，避免因地基濕陷給施工項目造成危害是我們當前的首要任務。

6、</p><p>　　1、濕陷性黃土地區(qū)地基處理的重要意義及一般處理方法 </p><p>　　我國是世界上黃土分布最廣泛的國家之一，其中約占四分之三的黃土，為濕陷性黃土。其最主要的特性是受水浸濕后，在土的自重壓力或自重壓力與附加壓力共同作用下，產(chǎn)生大量而急劇的沉陷，給構造物帶來不同程度的危害，使結構物大幅度沉降、坼裂、傾斜，嚴重影響其安全和使用。鑒于濕陷性黃土的這種特性，在該地區(qū)建筑物的

7、設計及施工中，必須采用合理的基礎型式或消除沉陷的地基處理方式，才能滿足建筑物的使用要求。 </p><p>　　我國濕陷性黃土分布很廣，各地區(qū)黃土的差別很大，地基處理難度大，開展對濕陷性黃土地基處理技術的研究有重要的實用意義。在我國，有很多地方的土質(zhì)均屬于濕陷性黃土，而不同地區(qū)的黃土又存在著一定差異，所以在對濕陷性黃土地的地基進行處理時我們要考慮多方面因素，不同地方，區(qū)別對待。在對濕陷性黃土地區(qū)的地基進行處理時，

8、要考慮的因素有很多，通常，我們以以下幾個方面為主要參考點。一是地域性的差別，不同地域的黃土濕陷性以及濕陷敏感性的強弱也許會有很大差別，土層的承載能力以及土質(zhì)的可壓縮的程度及均勻程度等。二是建筑物的用途，建筑物內(nèi)用水量的大小水滲入地基的可能性等。三是建筑物施工時用料和施工條件，以及豐富的施工經(jīng)驗。四是建筑物的重要程度，是一級建筑還是二級建筑等，建筑物結構對對由于黃土的濕陷性造成的地基不均勻下沉的適應能力。 </p><

9、p>　　濕陷性黃土的獨有的性質(zhì)，決定了濕陷性黃土地區(qū)的地基的處理要采用什么方法。那么濕陷性黃土的獨有性質(zhì)是什么呢，研究表明，濕陷性黃土地基的形變由兩種因素引起，一是土壤壓縮，一是土質(zhì)濕陷。當?shù)鼗休d的壓力沒超過地基的允許承載能力時，地基所產(chǎn)生的壓縮變形很小，幾乎不會對建筑物的正常使用造成影響。土壤的濕陷性在當?shù)鼗凰駮r，會引起土壤的附件變形，這種情況，即使地基所承載的壓力并沒有超過地基的允許承載能力，也要對地基進行處理，避免發(fā)

10、生對建筑物的安全和正常使用造成造成危害。在濕陷性黃土地區(qū)設計措施，主要有地基處理措施、防水措施和結構措施三種。 </p><p>　　在濕陷性黃土地區(qū)，國內(nèi)外使用較多的地基處理方法：重錘表層夯實、強夯、墊層、擠密樁復合地基、墊處理、預浸水、爆擴樁、化學加固和樁基礎等。近年來，深層孔內(nèi)夯擴擠、高壓旋噴注漿法，以及復合載體夯擴樁等也得到推廣使用。目前我國以重錘表層夯實、土（或灰土）墊層、強夯、深層孔內(nèi)夯擴、高壓注漿固

11、結土（或灰土）擠密樁復合地基、樁基礎應用較多。 </p><p>　　總之，在具體選用濕陷性黃土的處理方法時，應根據(jù)建筑場地的濕陷性類別、濕陷等級、以及地區(qū)特點，首先考慮因地制宜和就地取材等原則，并根據(jù)施工技術可能達到的條件，經(jīng)過技術經(jīng)濟對比予以選用，必要時可幾種方法綜合考慮使用。 </p><p>　　2濕陷性黃土地基的各種地基處理方法的加固機理 </p><p>

12、;　　濕陷性黃土地區(qū)地基處理，盡管在地基處理技術的應用上同其他地區(qū)相比在施工工藝等方面差別不大，但其加固機理及方法又進一步體現(xiàn)了濕陷性黃土的地區(qū)特征，往往在提高承載力的同時，對黃土的濕陷性進行消除。 </p><p>　　1）、重錘表面夯實及強夯 </p><p>　　重錘夯實法：利用重錘從高空自由下落時產(chǎn)生的沖擊能，使地面下一定深度內(nèi)土層達到密實狀態(tài)的地基處理方法。有效夯實深度取決于錘重

13、、錘底直徑、落距和土類。重錘夯實法可以提高地基承載力、消除濕陷性地基的濕陷現(xiàn)象。重錘夯實法可分為表層夯實法和強力夯實法。 </p><p>　　表層夯實法，又稱重錘表面夯實法。錘重一般為20～40kN，落距3～5m。 </p><p>　　強力夯實法，當錘重為80～300kN，落距為6～25m，單次夯擊能量大于800kN&#8226;m，用于處理雜填土、碎石土、砂性土和稍濕的粘性土

14、時稱為“強力夯實法”，簡稱“強夯法”。 </p><p>　　2）、土（灰土）墊層 </p><p>　　將處理范圍內(nèi)的濕陷黃土挖去，用素土（多用原開挖黃土）或灰土（灰土比一般為3：7或2：8）在最優(yōu)含水量狀態(tài)下分層回填（壓）實。采用土墊層或灰土墊層處理濕陷性黃土地基，可用于消除基礎底面1-3m土層的濕陷性，（目前也有6m以上換填，主要做法是下部用素土換填，分層碾壓，上部采用灰土墊層），減

15、少地基的壓縮性，提高地基的承載力，降低土的滲透性（或起隔水作用），往往以消除濕陷作為地基處理的目的。 </p><p>　　就其處理范圍來說，土墊層分為建筑物基礎（獨立基礎和條形基礎）底面下的土（或灰土）墊層和建筑物范圍內(nèi)的整片土（或灰土）墊層兩種。 </p><p>　　3）、灰土（土）擠密樁復合地基及孔內(nèi)深層夯擴樁復合地基 </p><p>　　灰土（土）擠密樁

16、適用于加固地下水以上的濕陷性黃土地基，它是利用打入鋼套管，或振動沉管或爆擴等方法，在土中成樁孔，然后在孔中分層填入素土（或灰土）并夯實而成。 </p><p>　　深層孔內(nèi)夯擴樁近些年在濕陷性黃土地區(qū)也開始進行應用，用螺旋鉆孔，孔徑一般為40cm。夯錘重量一般為20-30KN，孔內(nèi)填料一般為素土或灰土，或建筑物垃圾和廢料。 </p><p><b>　　4）、樁基礎 </b

17、></p><p>　　在濕陷性黃土地區(qū)采用樁基礎，將樁穿透濕陷性黃土層，在非自重濕陷性黃土地區(qū)，樁底端應支承在壓縮性較低的非濕陷性土層中。對自重濕陷性黃土場地，樁底端應支承在可靠的持力層中。 </p><p>　　濕陷性黃土地區(qū)樁基礎一般采用打入樁、靜壓樁、鉆孔或人工挖孔灌注樁以及沉管灌注樁等，與其他地區(qū)所用樁基礎不同的是，在濕陷性黃土土層中不但不能考慮樁的摩擦力，還應在樁的承載能

18、力上減去樁的負摩擦力。所謂負摩擦力，就是浸水后的自重濕陷性黃土層，土的下沉速率大于樁的下沉速率時，土對樁側(cè)表面產(chǎn)生向下作用的摩擦力。在一般情況下，地基土的豎向位移越大，則負摩擦力越大。 </p><p><b>　　5）、化學加固法 </b></p><p>　　在我國濕陷性黃土地區(qū)地基處理應用較多，并取得實踐經(jīng)驗的化學加固方法包括硅化加固法和堿液加固法。 </

19、p><p>　　硅化加固濕陷性黃土的物理化學過程，一方面基于濃度不大的、粘滯度很小的硅酸鈉溶液順利地滲入黃土的孔隙中，另一方面溶液與土的互相凝結，土起著凝結劑的作用。 </p><p>　　堿液加固：利用NaOH溶液加固濕陷性黃土地基在我國始于20世紀60年代，其加固原則為；NaOH溶液注入黃土后，首先與土中可溶性和交換性堿土金屬陽離子發(fā)生置換反應，反應結果使土顆粒表面生成堿土金屬氫氧化物，

20、</p><p><b>　　6）、預浸水法 </b></p><p>　　預浸水法是在修建建筑物前預先對濕陷性黃土場地大面積浸水，使土體在飽和自重壓力作用下，發(fā)生濕陷產(chǎn)生壓密，以消除全部黃土層的自重濕陷性和深部土層的外荷濕陷性。 </p><p>　　預浸水法一般適用于濕陷性黃土厚度大、濕陷性強烈的自重濕陷性黃土場地。預浸水法用水量大，工期長

21、。 </p><p>　　因此，預浸水法只能在具備充足水源，又有較長施工準備時間的條件下才能采用。 </p><p>　　7）、其他的加固方法 </p><p>　　高壓注漿固結法、CFG法等的加固機理與別的地區(qū)基本相同，參考其他有關章節(jié)，另外在飽和的黃土地區(qū)，近幾年來也采用粉噴樁法和深層攪拌法，其加固機理見相關章節(jié)。 </p><p>　　

22、高壓注漿固結法、CFG法等的加固機理與別的地區(qū)基本相同，參考其他有關章節(jié)，另外在飽和的黃土地區(qū)，近幾年來也采用粉噴樁法和深層攪拌法等等。 </p><p>　　3、濕陷性黃土地基處理的施工工藝 </p><p>　　濕陷性黃土地基處理的常用手段，大多同國內(nèi)地基處理手段的施工方法和施工工藝相似，所不同的是在加固機理上有一定區(qū)別。 </p><p>　　1）、灰土（或素

23、土）墊層施工 </p><p>　　灰土（或素土）墊層施工時，先將處理范圍內(nèi)的濕陷性黃土全部挖出，并對底部進行夯實或壓實。然后將就地挖出的粘土配成相當于最優(yōu)含水量的土料，根據(jù)選用的碾壓（或夯實）機械，按一定厚度分層鋪土，分層碾壓（或夯實）直到設計標高為止。 </p><p><b>　　2）、硅化加固 </b></p><p>　　硅化加固主要

24、材料為水玻璃，主要設備為注漿管、打孔機（帶腳架或其他機械成孔機）分配器、溶液罐、注漿泵、膠皮管（帶壓）壓力表和滑輪等。 </p><p>　　硅化加固濕陷性黃土地基的施工主要個步驟：（1）成孔打入注漿管。（2）加水稀釋，（3）往地基內(nèi)注漿。 </p><p><b>　　3）、堿液加固 </b></p><p>　　堿液加固設備和工藝均較為簡單

25、。用洛陽鏟或鋼管打到預定的加固深度，孔徑為5~7cm，孔中填入2~4cm粒徑的小石子至注漿管下端的標高處，然后將Φ20mm鋼管插入孔中，再用0.5~2.0cm粒徑的小石子填入管子四周約20~30cm高，其上用素土填實直到地表。 </p><p><b>　　4）、預浸水施工 </b></p><p>　　自重濕陷性黃土場地一般土質(zhì)疏松，而且常有裂縫和孔洞分布，在浸水過

26、程中容易發(fā)生“跑水”，給予浸水法施工造成困難，影響處理效果，因此，從一開始注水就仔細觀察，如發(fā)現(xiàn)有裂隙或孔洞“跑水”現(xiàn)象，需及時填土堵塞。浸水初期，水位不宜過高，待周圍地表形成環(huán)形裂縫時在將水位適當提高，“跑水”一般發(fā)生在開始浸水的時候，在第一周內(nèi)要加強觀察?！芭芩眹乐貢r要停止浸水，以便處理。 </p><p>　　由于濕陷性黃土地區(qū)濕陷黃土的特點，除進行正常和必需的地基處理外，防水措施也是保證濕陷性黃土地基上

27、建筑物安全和正常使用的重要措施之一。 </p><p><b>　　結語 </b></p><p>　　現(xiàn)今我國濕陷性黃土地區(qū)最常見的地基處理方法主要有以下幾種方法：土（或灰土）墊層、重錘夯實和強夯、土（或灰土）樁擠密和樁基礎等幾種重要的并且基本的方法。利用化學加固的方法是一種非常有效的方法，但是由于其造價高，所以一般僅用于濕陷事故的處理。在新建濕陷性黃土地基處理的實

28、例中高壓旋噴注漿固結法用的較少，而鉆孔夯擴樁的方法在濕陷性黃土地區(qū)近幾年來應用較多，孔內(nèi)充填的材料會因為不同地區(qū)濕陷性黃土的性質(zhì)的不同而不同。 </p><p>　　此外還有幾種方法被用過，例如，預浸水、熱加固、水下爆擴及電火花加固等方法也曾用于濕陷性黃土地基處理，實際證明預浸水法是消除大厚度黃土地基的自重濕陷性的有效方法，可是這種方法的最大缺點就是水量的需求量特大，所以要有一定的水源保證，工期也較長，至少需要提

29、前一年進行，浸水后還需要利用其他地基處理的方法處理上層土，所以其使用受到了嚴重的限制，沒有得到普遍的應用，所以在我國目前使用也不是很多。因為熱加固的方法可以完全消除部分黃土的濕陷性，所以處理后的黃土大大提高承載能力，由于加固土體的設備特復雜，所以加固后土體的強度不夠均勻，局部強度很高，這種方法在20世紀五六十年代我國應用過，并且取得了較好的加固效果。采用水下爆擴來加密土的方法可用于處理飽和黃土地基或者與預浸水法相結合，在處理自重濕陷性黃

30、土地基時可提高消除濕陷性的效果，有利有提高土體的強度，并且加速濕陷的完成。電火花法在國外已經(jīng)取得里成功的經(jīng)驗，但是目前在我國還沒有使用。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 劉衛(wèi)東,裴章勤.濕陷性黃土地基處理[M].北京：中國鐵道出版社，2009.50~140. </p><p>　　[2] 徐至鈞

31、.新編建筑地基處理工程手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.1~360. </p><p>　　[3] 鄭俊杰.地基處理技術[M].武漢：華中科技大學出版社，2008.89~115. </p><p>　　[4] 龔曉南.復合地基設計和施工指南[M].北京：人民交通出版社，2008.14~78. </p><p>　　[5] 閻明禮.地基處理技術[M]