浅述湿陷性黄土地基处理措施

1湿陷性黄土湿陷机理

粗粉粒和砂粒在黄土结构中起骨架作用，由于在湿陷性黄土中砂粒含量很少，而且大部分砂粒不能直接接触，能直接接触的大多为粗粉粒。细粉粒通常依附在较大颗粒表面，特别是集聚在较大颗粒的接触点处与胶体物质一起作为填充材料。粘粒以及土体中所含的各种化学物质如铝、铁物质和一些无定型的盐类等，多集聚在较大颗粒的接触点起胶结和半胶结作用，作为黄土骨架的砂粒和粗粉粒，在天然状态下，由于上述胶结物的凝聚结晶作用被牢固的粘结着，故使湿陷性黄土具有较高的强度，而遇水时，水对各种胶结物的软化作用，土的强度突然下降便产生湿陷。

2影响黄土湿陷性的因素 （1）粒间的组成对湿陷性的影响

试验说明，粘粒含量越少，湿陷性越强。粘粒在黄土的结构中主要起胶结作用，尤其是小于0. 002 mm的细粘粒，它所起的胶结作用更加明显。粘粒含量少时，黄土骨架的胶结形式主要是薄膜式，所以这种胶结强度教低，容易破坏，从而湿陷性强；粘粒含量高时，黄土骨架的胶结形式多为镶嵌式，故这种胶结强度高，不容易破坏，从而湿陷性弱。一般来说，黄土中的粘粒含量超过30%时，湿陷性就会基本消失。

（2）可溶盐含量对湿陷性的影响

可溶盐包括易溶盐，中溶盐和难溶盐三种。由于可溶盐在固态时对土粒起胶结作用，但是，溶解后即呈离子状态时就会与土粒表面吸附的阳离了发生置换，所以影响到黄土的湿陷性。一般认为易溶盐（ NaCL、KCL、Na2S03、 Na2CO3）含量高时黄土的湿陷性强；中溶盐（CaSO4）含量多时湿陷性也越大；难溶盐（CaC03）在黄土中既起骨架的作用又起胶结的作用，即难溶盐的含量越多，湿陷性就越弱。

（3）含水率对湿陷性的影响

天然含水率比较低的黄土湿陷性较强，而天然含水率高的黄土湿陷性就比较弱。所以，当天然含水率大于25%时，或者处于地下水位以下时，黄土就没有湿陷性了。

（4）干重度对湿陷性的影响

黄土的干重度越小，孔隙比就越大，湿陷系数也就越大。一般认为当干重度大于15kN/ m3时，黄土的湿陷性基本上就没了。

3湿陷性黄土处理措施

湿陷性黄土地基处理的方法很多，在不同的地区，根据不同的地基土质和不同的结构物，地基处理应选用不同的处理方法。

3.1垫层法

将基底以下湿陷性土层全部挖除或挖至预计的深度，然后以灰土或素土分层回填夯实。垫层厚度一般为1.0m～3.0m。它消除了垫层范围内的湿陷性，减轻或避免了地基因附加压力产生的湿陷，可以使地基的自重湿陷表现不出来。这种方法施工简易，效果显著，是一种常用的地基浅层处理或部分湿陷性处理方法，经这种方法处理的灰土垫层的地基承载力可达到300kPa（素土垫层可达200kPa）且有良好的均匀性。

3.2强夯法

强夯法亦称动力固结法，通过重锤的自由落下，对土体进行强力夯实，以提高其强度，降低其压缩性，该法设备简单，原理直观，适用广泛，特别是对非饱和土加固效果显著。这种方法加固地基速度快，效果好，投资省，是当前最经济简便的地基加固方法之一。但是由于其过大的噪声及振动，所以在很多城市是禁止使用强夯法的。

3.3灰土桩挤密法

灰土桩挤密法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土地基，施工时，先按设计方案在基础平面位置布置桩孔并成孔，然后将备好的灰土在最优含水量下分层填入桩孔内，并分层夯（捣）实至设计标高为止。通过成孔或桩体夯实过程中的横向挤压作用，使桩间土得以挤密，從而形成复合地基。值得注意的是，不得用粗颗粒的砂、石或其他透水性材料填入桩孔内。灰土挤密桩和土桩地基一般适用于地下水位以上，含水量14%～22%的湿陷性黄土与人工黄土和人工填土，处理

深度可达5m～10m。灰土挤密桩是利用锤击打入或振动沉管的方法在土中形成桩孔，然后在桩孔中分层填入素土或灰土等填充料，在成孔和夯实填料的过程中，原来处于桩孔部位的土全部被挤入周围土体，通过这一挤密过程，从而彻底改变土层的湿陷性并提高其承载力。

3.4化学加固法

化学加固法包括硅化加固法和碱液加固法，其加固机理如下：硅化加固湿陷性黄土的物理化学过程，一方面基于浓度不的、粘滞度很小的硅酸钠溶液顺利地渗入黄土孔隙中，另一方面溶液与土的相互凝结，土起着凝结剂的作用。

3.5预浸水法

预浸水法是在修建水利工程前预先对湿陷性黄土场地大面积浸水，使土体在饱和自重应力作用下，发生湿陷产生压密，以消除全部黄土层的自重湿陷性和深部土层的外荷湿陷性。预浸水法一般适用于湿陷性黄土厚度大、湿陷性强烈的自重湿陷性黄土场地。由于浸水时场地周围地表下沉开裂，并容易造成\"跑水\"穿洞，影响水利工程的安全，所以空旷的新建地区较为适用。

3.6深层搅拌桩法

深层搅拌桩的固化材料有石灰、水泥等，一般都采用后者作固化材料。其加固机理是将水泥掺入黏土后，与黏土中的水分发生水解和水化反应，进而与具有一定活性的黏土颗粒反应生成不溶于水的稳定的结晶化合物，这些新生成的化合物在水中或空气中发生凝硬反应，使水泥有一定的强度，从而使地基土达到承载力的要求。

3.7振冲碎石桩法

振冲碎石桩是软弱土地基加固的常用技术，是用高压水流辅助振冲器对地基进行振冲形成桩孔，分批填入碎石等坚硬材料，再振冲密实，循环进行到成桩完毕。碎石桩群与原有地基构成复合地基，提高地基的承载力，减少地基沉降量和差异沉降量。

振冲碎石桩的加固分两种情况：

1）机体贯穿整个软弱层，达到坚硬层，形成复合地基，与原地基相比，复合地基的承载力提高，压缩减少，这就是复合土层中桩体的应力集中作用。

2）在软弱层较厚时，桩体不穿过整个软弱土层，这样，软弱层只有部分厚度转变为复合层，其余部分仍处于天然状态。

4施工中存在的问题

（1）局限性：在灰土挤密桩施工中由于机械振动危及周围水利工程的现象是很有限的，对于部分旧土坯建筑有时会出现掉皮或墙体开裂现象，影响的因素不单纯与距离有关。

（2）施工前清理场地：场地内外施工机械运行的道路应畅通无阻，施工前应做好场地平整工作，清理地上和地下的障碍物，以利于机械运行，保证施工质量和机械运行安全。

（3）漏孔、错孔现象：灰土挤密成孔施工时应防止漏孔或错孔，在成孔后及时进行其施工质量检查，认真做好记录，当沉管成孔和拔管有困难时，在桩尖与桩管连接处可加设宽5cm，厚1.2cm左右环箍，能减轻沉管和拔管的困难。

（4）严格灰土的配合比：配合比应符合设计要求，在施工现场因为某些人、机因素不能严格按照配合比实施，就有可能影响到成桩质量，无法达到降低土体压缩性的效果，因此，成熟的石灰粉、土都应过筛，灰土应拌和均匀至颜色一致后，及时回填夯实，不宜隔日使用。

5总结

在湿陷性黄土地基上进行水利工程建设时，必须考虑因土体湿陷引起附加沉降对水利工程可能造成的危害，来选择适宜的地基处理方法，避免或消除因地基的湿陷或少量湿陷所造成的危害。