浅谈湿陷性黄土地基处理方法

王晓庆　王银龙　王军星

【摘 要】我国湿陷性黄土的分布面积约占我国黄土总面积的60%，大部分分布在黄河中游地区，土层厚度从几米到十几米，最后达30多米。论文根据工程实际经验，综合湿陷性黄土地基处理原则，提出了湿陷性黄土地基处理方法，为湿陷性黄土地基处理提供参考。

【关键词】湿陷性黄土；地基处理；结构安全

在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著的变形，强度也随之降低的黄土称之湿陷性黄土，湿陷性黄土是黄土的一种。[1]湿陷性黄土分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土两种。在上覆土层自重应力下受水浸湿后发生湿陷的称为自重湿陷性黄土，在上覆土层自重应力和外部荷载引起的附加应力共同作用下，受水浸湿才发生湿陷的称为非自重湿陷性黄土。湿陷性黄土地基的湿陷特性会给结构物带来不同程度的危害，使结构物产生大幅度的沉降、严重开裂和倾斜，甚至严重影响建筑物安全和正常使用，因此，湿陷性黄土地基处理极其关键。

1 湿陷性黄土地基的处理原则

我国湿陷性黄土分布范围很广，各地区黄土的差别很大，地基处理时应区别对待，并应结合以下特点：

（1）湿陷性黄土的地区差别，如湿陷性和湿陷敏感性的强弱，承载力和压缩性的大小及不均匀程度；

（2）建筑物的使用特点，如用水量大小，地基浸水的可能性；

（3）建筑物的重要性和其使用上对不均匀沉降的敏感性要求，结构对不均匀沉降的适应性；

（4）材料及施工条件，以及当地的建筑经验。

2 湿陷性黄土地基处理方法

湿陷性黄土地基处理的目的是为了改善土的性质和结构，减小土的渗水性、压缩性，控制其湿陷的发生，部分或全部消除湿陷性。[2]当地基处理为了全部消除湿陷时往往采用桩基或深基础穿透全部的湿陷性黄土层；当部分消除湿陷或全部消除湿陷（湿陷性黄土较薄时），可选择浅处理，一般对非自重湿陷性黄土处理深度为1～3m，对自重湿陷性黄土处理深度为2～5m。常用的处理湿陷性黄土的方法有如下几种。

2.1 灰土或素土垫层法

在湿陷性黄土地基上设置土垫层是我国一种传统的地基处理方法。该方法主要将处理范围内的湿陷性黄土全部挖除或挖到预计的深度，然后用灰土（2：7或3：8灰土）或素土分层夯实回填，垫层厚度一般为1～3m。它消除了处理范围内黄土的湿陷性或部分湿陷性，减轻或避免了地基附加应力产生的湿陷。该方法施工简易，效果显著，是一种广泛应用湿陷性黄土地基处理方法。

2.2 重锤夯实法及强夯法

重锤夯实法和强夯法适用于处理饱和度不大于60%的湿陷性黄土。重锤夯实法能消除部分湿陷。一般采用25～30kN的重锤，落距4.0～4.5m，在最优含水率的情况下，可消除1.2～1.8m深度内土层的湿陷性。强夯法能消除更深范围内的湿陷，一般采用100～200kN重锤，自由下落高度10～20m，可消除8～10m深度范围黄土湿陷。

采用重锤夯实法和强夯法在夯实层的范围内，土的物理力学性质获得显著改善，承载力提高，压缩性降低，湿陷性消除。该方法优点是施工简单、效率高、施工速度快、造价低，缺点是振动和噪音较大，特别是强夯法。

2.3 灰土（土）挤密桩法与深层孔内夯扩桩法

灰土（土）挤密桩法是一种复合地基处理方法。该方法采用打入桩、冲钻或爆扩等方法在土中成孔，然后同素土、石灰土或将石灰与粉煤灰混合分层夯填桩孔而成桩，用挤密的方法破坏黄土地基的松散、大孔结构，以消除或减轻地基的湿陷性。此方法适用于处理5～10m深度内地基土的湿陷性。灰土（土）挤密桩法对地基加固效果，不仅与桩距有关，还与处理的土层厚度和宽度有关。当土层处理宽度不足时，可能时地基产生较大沉降，甚至丧失稳定性，因此，土层处理宽度必须满足相关规范要求。当进行整片处理时，宜设置0.5m厚的灰土（土）垫层。

深层孔内夯扩桩法近些年在湿陷性黄土地区开始应用。该方法采用螺旋钻成孔，孔径一般为400mm，夯锤重量一般为20～30kN，孔内填料一般为建筑垃圾、素土或灰土等。在成孔后，孔内分层夯填时，对孔周围土体进行挤密，其挤密的影响范围与夯锤的夯击能有关，在消除孔周围土体湿陷性的同时，提高了地基土的承载力，其受力与灰土（土）挤密桩复合地基相似，所不同的是灰土（土）挤密桩成孔过程中对桩间土的挤密已完成绝对部分，而孔内夯扩桩对桩间土的挤密是在孔内填土料的过程中完成的。该方法的处理深度较深，可达到20m左右，且对地下水没有限制。

2.4 预浸水法

预浸水法是在修建建筑物前预先对湿陷性黄土场地大面积浸水，使土体在自重作用下发生湿陷，产生压密，以消除全部黄土层的自重湿陷性和深层土层的外荷载湿陷性的一种方法。[3]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。当用于处理厚度大于10m而自重湿陷量大于50cm的自重湿陷性黄土场地时，浸水坑的边长不应小于湿陷性黄土层的厚度，坑内水位不应小于30cm，浸水时间以湿陷变形稳定为准。工程实践表明，该方法可以消除地表以下5m以内黄土的自重湿陷性变形和它下部土层湿陷性。但预浸水后，地表以下5m内的土层还不能消除因外载荷所引起的湿陷变形，还需要按照非自重湿陷性黄土地基配合采用土垫层、重锤夯实法或强夯法等措施进行处理。由于此方法耗水量大（处理1m2至少需要用水5t以上），处理时间长（约6～12个月），所以预浸水法只能用于水源充足，又有较长施工准备时间的条件下使用。此外，还应考虑预浸水法对临近建筑物和场地边坡稳定性的影响，因为预浸水法可能引起附近地表开裂、下沉等。

2.5 化学加固法

目前我国湿陷性黄土地区地基处理应用较多并取得较丰富的实践经验的化学加固方法包括硅化加固法和碱液加固法。[4]硅化加固法中单液硅化法应用较多，是指将Na2O·nSiO2（常称为液体水玻璃）灌入土中，溶液和含有大量水溶性盐类的土相互作用，产生硅胶将土颗粒胶结，从而提高水的稳定性，消除黄土的湿陷性，提高土的强度。

碱液加固法是将具有一定浓度的NaOH溶液加热到90℃～100℃，通过有孔铁管使其在自重作用下灌入土中，利用NaOH溶液加固粘性土，使土颗粒表面相互融合粘结，从而消除湿陷。该方法对于钙质饱和的粘性土能获得较好的效果，对软土需同时使用CaCl2溶液；对于酸性土和已渗入沥青、油脂及石油化工物的地基土，不宜采用单液硅化加固法和碱液加固法。

3 结语

地基处理时关系到建筑物或构筑物安全的关键，只有坚实地基基础才能撑起万丈高楼。在我国湿陷性黄土地区常常出现建筑物不均匀沉降，建筑物开裂，建筑物倾斜，甚至出现人身安全事故，因此，必须根据建筑场地湿陷类别、湿陷等级和地区特点，选择适当的地基处理方法，以确保建筑物或构筑物安全。文章根据实际经验，认真总结了湿陷性黄土地基处理方法，为湿陷性黄土地区地基处理提供参考。

【参考文献】

[1]黄雪峰，张广平，姚志华，等.大厚度自重湿陷性黄土湿陷变形特性水分入渗规律及地基处理方法研究[J].岩土力学，2011，S2.

[2]杨进良.土力学[M].北京：中国水利水电出版社，2011.

[3]黄雪峰，杨校辉.湿陷性黄土现场浸水试验研究进展[J].岩土力学，2013，S2.

[4]钟晓.强夯法在新疆干旱地区湿陷性黄土基础处理中的运用[J].中国高新技术企业，2016，13.

[责任编辑：王伟平]