湿陷性黄土的地基处理措施研究
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摘要:本文主要阐述湿陷性黄土的性质介绍了几种湿陷性黄土地基的处理方法包括垫层法、强夯法、灰土桩挤密法、化学加固法、预浸水法等以提高人们对湿陷性黄土地基处理方法的认识。
关键词：湿陷性黄土；地基处理；措施
Abstract: this article mainly expounds the properties of collapsible loess, this paper introduces several kinds of collapsible loess foundation treatment method including cushion, dynamic compaction method, lime soil compaction pile reinforcement method, chemical method, and the immersion method to improve people's understanding of collapsible loess foundation treatment method.
Key words: collapsible loess; Foundation treatment; measures
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1前言
黄土按其成因分为原生黄土和次生黄土。一般将不具有层理的风成黄土称为原生黄土，原生黄土经过流水冲刷、搬迁重新沉积而成的为次生黄土，工程界统称它们为黄土。次生黄土一般具有层理，较原生黄土结构强度要低。黄土在一定压力(土自重或自重压力和外压力)作用下，受水浸湿后土体结构迅速破坏而发生的显著下沉现象，称之为湿陷。具有湿陷性的黄土称为湿陷性黄土。
2湿陷性黄土的特点
其最大特点就是湿陷变形，有两个显著特征:1)变形量大，常常超过正常压缩变形的几倍甚至几十倍；2)发生快，一般在浸水1h～3h就开始湿陷。就一般的湿陷事故而言，往往在1d～2d内就可能产生20cm～30cm的变形量，这种量大、速率快而又不均匀的变形往往使建筑物发生严重变形甚至破坏。所以在湿陷性黄土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对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。
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，从而形成复合地基。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
预浸水法是在修建建筑物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，影响建筑物的安全，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。
3.8孔内深层夯扩桩复合地基
在成孔和夯实过程中，原处于桩孔部位的土全部挤入周围土层中，使距桩周一定距离内的天然土得到挤密，从而消除桩间土的湿陷性并提高承载力。灰土(土)挤密桩地基其上部荷载由桩和桩间同承担，挤密后的地基为复合地基，类似垫层一样工作，上部荷载通过它往下传递时应力要扩散，而且比天然地基扩散的更快，在加固深度以下，附加应力将大大减小，灰土(土)挤密桩地基的加固处理效果，不仅与桩距有关，还与所处理的厚度和宽度有关。孔内深层夯扩桩近些年在湿陷性黄土地区也开始进行应用，用螺旋钻孔，孔径一般为40cm。夯锤重量一般为20kN~30kN，孔内填料一般为素土或灰土，或建筑物垃圾和废料。在湿陷性黄土地区建筑地基应用中，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量有关，在消除孔周围土体湿陷性的同时提高地基土的承载力，在成孔过程中对桩间土的挤密已完成绝大部分，而孔内夯扩桩对桩间土的挤密则在孔内充填土料的过程中完成。其对地基的处理深度较深，可达20m左右，而且无地下水的限制，在对湿陷性黄土地基处理时，一般要求参考灰土(或土)挤密桩地基。
4总结
综上所述，湿陷性黄土地基处理的方法很多，近年来在土木工程领域被广泛使用，并且都取得了良好的效果。随着科学技术的迅速发展，对新型材料和施工技术的进一步使用和研究，对湿陷性黄土地基的处理方法越来越多，也积累了一定的施工经验。
在近十几年开始采用的有孔内深层强夯法CFG(水泥粉煤灰碎石桩)法、夯坑置换法、压力灌浆法等，都不失为较好的处理方法。但不论采用哪种方法，只要有严密的质量控制手段，都可能经济而有效地获得期望的地基处理效果。
参考文献：
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