浅谈湿陷性黄土地基的处理

中国西部科技 ２０１０年１２月（中旬）第０９卷第３５期总第２３２期

浅谈湿陷性黄土地基的处理

薛新建 ．

（新疆北方建设集团有限责任公司，新疆奎屯８３３２００）

摘要：湿陷性黄土是一种特殊性质的土，在一定的压力下，下沉稳定后，受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生显著附

加下沉，故在湿陷性黄土场地上进行建设，应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀

沉降限制的严格程度，采取以地基处理为主的综合措施，防止地基湿陷对建筑产生危害。

关键词：湿陷性黄土；地基的处理

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 湿陷性黄土概念

粕粒以及土体巾所含的各种化学物质如铝、铁物质和一

在上覆土层一重心力作用一Ｆ，或者在Ｆ］重应力和附加 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

应力共同作用下，因浸水后士的结构破坏而发生显著附加

胶结作 ｆ｛ｊ，作为黄土骨架的砂粒和粗粉粒，在天然状态下，

变形的土称为湿陷忾土，属于特殊土。有些杂填土也具有

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

湿陷性。广泛分 ｒ我 东北、 北、华中和华东部分地 性黄土具有较高的强度，而遇水时，水对各种胶结物的软化

区的黄土多具湿陷性。（这里所说的黄土泛指黄十和黄十 作用，土的强度突然下降便产生湿陷。

状：Ｌ。湿陷性黄上又分为ｆ１重湿陷性和非白重湿陷性黄

４ 湿陷性黄土地基的处理方法

，

也有的老黄土不具湿陷忖。） 陷性黄土在不同的地区，根据不 的地基土质和不同

２ 湿陷性黄土的工程特性

的结构物，地基处理应选用不同的处理方法。在勘察阶段，

湿陷性黄上足一种特殊性质的土，任一定的 力下，

经过现场取样，以试验数据进行分析，判定属于自重湿陷性

下沉稳定后，受水浸湿，１：结构迅速破坏，并产生显著附

黄土还是非自重湿陷性黄土，以及湿陷性黄土层的厚度、湿

加下沉，故在湿 性黄土场地上进行建设，应根据建筑物

陷等级、类别后，通过经济分析比较，综合考虑工艺环境、

的承要性、地綦受水浸湿。时能性的大小和在使用期间对不 工期等诸多方面的因素，最后选择一个最合适的地基处理方

均匀 降限制的严格程度，采取以地基处理为丰的综合措

泫，经过优化设计后，确保满足处理后的地基具有足够的承

施，防止地基湿陷对建筑产生危害。 载力和变形条件的要求。所采用的有垫层法、强夯法、灰土

３ 湿陷性黄土的颗粒组成 桩挤密法、深层搅拌桩法、振冲碎石桩法等。以下浅谈一下

我阁湿陷性黄土的颗粒主要为粉土颗粒，占总重量约

湿陷性黄土地基的处理方法。

５Ｏ～７０％，而粉上颗粒中又以０．０５～０．Ｏｌｒａｍ的粗粉上颗粒

４．１灰土和素土垫层法

为多，占总重约４０．６０％，小１ ０．Ｏ０５ｒａｍ的粘土颗粒较少，

（１）将基底以下湿陷性土层全部挖除或挖至预计的深

占总重约ｊ４．２８％，人ｒ０．１ｒｎｍ的细砂颗粒ｌ 总重存５％以

度，然后以灰土或素土分层回填夯实。垫层厚度。一般为

内，基本 无人予０．２５ｍｍ的中砂颗粒。湿陷性黄一卜的颗粒

１．Ｏ～３．Ｏｍ。它消除了垫层范围内的湿陷性，减轻或避免了

从两北向尔南有逐渐变细的规律。 地基凶附加压 产生的湿陷，可以使地基的自重湿陷表现不

试验研究表明，粗粉粒和砂粒在黄上结构中起骨架作

出来。这种方法施工简易，效果显著，是一种常用的地基浅

用，由于在 陷性黄 中砂粒含量很少，而且大部分砂粒

层处理或部分湿陷性处理方法，经这种方法处理的灰七垫层

不能直接接触，能 接接触的人多为粗粉粒。细粉粒通常 的地基承载力ＩＪ丁达到３ＯＯＫＰａ（素上垫层可达２００ＫＰａ）且有良好

依＿ｊ『’』在较大颗粒表而，特别是集聚在较大颗粒的接触点处 的均匀性。

与胶体物质一起作为填允材料。

（２）施工中庶注意的问题：①地基土的含水量，对于

收稿日期：２０ １Ｏ－１０—２６修回日期：２０１０—１ １—２３

作者简介：薛新建（１９７２一），男，甘肃泰安籍，技术员，助理工程师，研究方向为施工技术。

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厂＿］ 垄堕

含水量较大，或曾局部基坑进水者，要采取相应的措施（如 水泥干粉，因此必然对土的天然含水量有一定的要求，如

凉晒等），严格控制灰土（或素土）的最佳含水量，对接近最 果土的含水量较低时，很容易出现桩体中心固化不充分、

佳含水量时，宁小勿大，偏大时土体强度则显著下降，变 强度低的现象，严重的甚至根本没有强度。在某些含水量

形明显增大。②垫层处理的宽度要达到规范要求，使碾压 较高的土层中也会出现类似的情况。因此，应用粉喷桩的

设备能充分碾压到位，还使形成的垫层压实度产生差异。

③严把质量关，施工中碾压分层的厚度不宜大于３０ｃｍ，并

逐层检测压实度，达到设计规范要求。

土层中含水量应超过３０％，在饱和土层或地下水位以下的土

层中应用更好。

湿法施工是将水泥搅拌成浆后注入土中的方法。水泥

浆通过柱塞式泥浆泵强制注入，除非特殊情况很少断浆，

施工中一般采用预搅下沉时就喷浆的工艺，因此桩体的均

４．２强夯法

（１）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 匀性比干法施工好。但喷浆增加了水泥土的含水量，强度

法设备简单，原理直观，适用广泛，特别是对非饱和土加 会受到一定影响，实际应用时需根据土的一［程性质，尤其

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～。

（２）施工中注意的问题：①首先在设计阶段，应考虑 （１）必须在设计或施工中采取有效措施来保证搅拌桩

湿陷性黄土处于哪一种类别、等级，以及场地等因素，因

为强夯的夯击能量，夯点布置，夯击深度，夯击次数和遍 会降低，如桩端为硬土，或桩长超过临界桩长时，（桩间土

数等因场地而异，土的含水量、孔隙比及夯击的单位面

积、夯击能量对湿陷性黄土的强夯有效加固深度起着重要

的作用。在经过试夯后确定出设计参数，确定施工设计方

案，因此不经试夯确定施工参数往往会给工程造成后患。

②由于强夯影响深度内土的含水量差异，会导致局部处理

效果不佳，对于此种情况必须采取土的增湿或减湿措施，

以免出现橡皮土情况。如有此种情况，应立即停止夯击， 改善桩体的均匀性，如第一次注浆不均匀时，可通过复搅

当凉晒一定时间后，在夯击坑内加入碎石类的粗骨料，继

续夯击。③施工中在控制关键工序上严把质量关，因为一 的均匀性得到改善。②现场不同桩段有不同的水泥掺入

份设计提供后，锤重、落距、夯点布置等是没有随意性

的，而唯…可能被人为改变的是夯击次数，因在试夯时根 （３）加强施工管理，因为桩体的同化材料需由压缩空

据最后夯击的沉降量来确定夯击次数的，当别的参数已确

定后，它就成为影响处理的唯一因素，所以施工中应以它

为质量控制的关键工序管理点。④强夯结束后，检测的重 装置，以消除施工中一些人为因素，便于监督检查，避免

点是判定它的有效加固深度是否达到设计要求，因为有效 由于喷浆和喷粉不均匀或者喷浆量、喷粉量未达到设计要

加固深度的第一标准应是消除湿陷性，也就是以６ Ｓ＜

０．０１５作为判别指标。所以检验手段应采用探井取不扰动土

试样进行检测。当这一指标达到要求后，一般情况下对承

载力的要求等也均可满足。

４．３深层搅拌桩法

（１）深层搅拌桩是复合地基的一种，近几年在黄土地

区应用比较广泛，可用于处理含水量较高的湿陷性弱的黄

土。它具有施工简便、快捷、无振动，基本不挤土，低噪

音等特点。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粘土

后，与粘土中的水分发生水解和水化反应，进而与具有一

定活性的粘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的要求。 法。但不管是采用哪种方法，只要有严密的质量控制手

深层搅拌桩的施工方法有干法施工和湿法施工两种，

千法施工就是“粉喷桩”，其工艺是用压缩空气将固化材

料通过深层搅拌机械喷入土中并搅拌而成。因为输入的是

是含水量情况作出适当的选择。

５ 施工中应注意的问题

复合地基各参数能达到各自的设计值，否则设计的可靠度

承载力拆减系数）取值高于规定，就必须采取设置褥垫层或

其他方法使桩问土发挥较高的强度，选用较高的桩体强度

时，就必须采取增加水泥用量、掺加外加剂、复搅等措

施，才能保证设计与预期的实际结果比较 致。口

（２）施工中为达到强度要求，有必要进行复搅。复搅

是在桩的一部分或桩的全长重复搅拌一次，其作用是：①

调节，提高桩长方向上的均匀程度，同时，也使桩截面内

比，使不同桩段有不同的桩身强度。

气作载体，而气体流速、流量受上层情况的影响，人工难

以调节，所以施工机械应采用带有自动控制喷浆、喷粉的

求而发生断桩问题。

（４）现场施工中应勤于检查，严格监督。深层搅拌桩

属于一种柔性桩，桩身检测较困难，施 ［时质量有疏忽，

就可能发生断桩现象。目前用低应变动测法检测搅拌桩的

质量得到了肯定，呵用此法或结合抽芯取样检测法控制质

量。

６ 结语

文中提到的几种湿陷性黄土地基的处理方法，近年来

在工程建设中被广泛使用，都取得了良好的效果。随着科

学技术的迅速发展，对新型材料的研究使用，对湿陷性黄

土地基的处理方法越来越多，也有了一定的施一 经验。在

近十几年开始采用的有孔内深层强夯法、ＣＦＧｆ水泥粉煤灰

碎石桩）法、夯坑置换法、Ｊ玉力灌浆法等，都不失为好方

段，都可能经济而有效地获得期望的效果。

参考文献：（略）

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