湿陷性黄土地基处理关键技术问题研究

湿陷性黄土地基处理关键技术问题研究

杜志明

庆阳陇东建筑工程有限公司 甘肃省庆阳市

摘要：在工程建设中，湿陷性黄土地基对工程的稳定性有很大的影响。湿陷性黄土地基的处理一直是工程建设中的难点。基于湿陷性黄土地基对工程的影响，本文研究了湿陷性黄土地基的特性，从湿陷性黄土地基的形成条件和判别两个方面研究了湿陷性黄土地基的机理。在此基础上，对如何处理湿陷性黄土地基进行了探讨。希望通过本文的相关研究，对相关领域的建设起到启发作用。

关键词：湿陷性黄土；溃散机理；地基处理；加工方法

引言

湿陷性黄土属于饱和骨架不稳定的黄土，不稳定，其结构不仅会受到外界压力的影响，而且黄土本身的重力也会对土体结构造成破坏。在压力的影响下，黄土会与水结合，降低了土体结构的稳定性，而这种不稳定的结构会导致黄土不断下沉。由于湿陷性黄土地基的支撑力不足，在湿陷性黄土地基上施工容易导致建筑物沉降或倾斜，对工程质量和安全有很大影响。

1湿陷性黄土概述

1.1湿陷性黄土的含义

黄土本身的凝聚力是有限的。在外界环境和自身重力的作用下，黄土与水融合，黄土本身的支护结构在此过程中会进一步破坏。同时，由于黄土吸收大量水分，黄土的凝聚力也会降低。黄土的基本体也有一定的重力，同时可能对黄土层产生附加压力，这也导致黄土逐渐沉降，在沉降过程中黄土结构的强度也会降低。在工程建设领域，这种黄土被称为湿陷性黄土。湿陷性黄土根据其形成的压力原因可分为非自重湿陷性黄土和自重湿陷性黄土。

1.2湿陷性黄土的特性

一般来说，湿陷性黄土的特性可以从黄土的湿陷性、膨胀性和压缩性等方面来分析。就黄土的湿陷性而言，主要原因在于与水的结合。黄土吸收大量水分后，其中的盐类物质会溶解，在这个过程中土壤的受力会发生变化。盐的溶解和沉淀会进一步增加土壤分子之间的间隙，导致土壤分子之间难以融合。在这种情况下，土壤将呈蜂窝状。同时，由于外部压力的影响，原有的土框架会被破坏。这种破坏往往体现在土体的开裂上，土体的开裂会迅速发展，对土体的结构造成破坏，从而使黄土表现出湿陷性的特征。从黄土的膨胀来看，黄土吸收大量水分后，其体积会逐渐增大，黄土内部的水分蒸发后，其体积会缩小。这种成交量的变化是交替进行的，这一特点也会给项目的建设带来更多的不稳定性。从黄土的压缩性来看，黄土本身的压缩性比较强。由于干燥的黄土本身含水量较少，很难实现压实碾压。

2湿陷性黄土地基的湿陷机理

黄土湿陷性主要受两个因素影响；首先是黄土本身的结构特性，其次是胶凝材料的水力特性。通过对黄土成分的分析，可以发现主要材料是应时和长石，占黄土的一半以上。黄土的支撑框架主要来自内部的淤泥和集料，它们共同构成了黄土的支撑框架。但由于结构支撑部位分散，衔接性差，黄土支撑架间距相对较大。其次，黄土的环境比较干燥，所以黄土中的可溶性盐会逐渐沉降，从而导致水泥的出现。在这种情况下，黄土中的土颗粒抗滑能力相对较差，很难保证土体本身的稳定性。当黄土吸收大量水分时，黄土中的盐类物质会溶解，进一步导致黄土软化，降低其支护结构的整体强度。然而，黄土本身的重力和外界压力也会导致黄土框架的破坏。土颗粒的孔径变大，土颗粒之间的距离会进一步增大，产生湿陷性，这就是黄土湿陷的机理。

黄土的湿陷系数会随着黄土压力的增大而增大。当黄土所受压力达到一定临界值时，黄土的湿陷性也将达到峰值。在这种情况下，压力的增加会导致黄土湿陷性的下降。如果黄土的外压很大程度上大于初始压力，并且没有达到最大压力，则吸收大量水分的黄土会发生不同程度的变形。因此，在湿陷性黄土地基的施工中，如果对压力没有专门的设计，就要充分考虑黄土的承载力和工程的荷载，防止湿陷性黄土地基影响工程的稳定性。

3湿陷性黄土地基的处理方法

在工程建设中，处理湿陷性黄土地基一般有四种方法，即浸水法、单液硅化法、碱液加固法和压实法。以上处理方法均可有效降低黄土地基的湿陷性，保证工程的稳定性。

3.1浸渍法

这种处理方法的要点是黄土在与水融合之前需要经过浸泡，使黄土在自身重力和外压的影响下加速其湿陷过程，在此过程中会形成一定的压力。在施工过程中，将根据湿湿陷面积采取相应的处理措施，消除黄土的湿陷性。一般来说，如果发现土层厚度超过一米，且土层中湿陷性部分厚度超过0.5米，采用浸水法处理湿陷性地基可以达到很好的处理效果，处理过程中需要将高出地面0.6米的湿陷性土层清除。但是这种处理方式需要一定的等待时间。工程建设只有彻底消除后才能进行。

3.2单一液体硅化方法

湿陷性地基处理方法的主要原理是在压力的作用下，低密度、低粘度的硅酸钠溶液渗透到黄土地基中，进入黄土中的硅酸钠溶液会与黄土发生化学反应。在此过程中，硅酸钠溶液与黄土框架融合，可以有效提高黄土框架的强度，这种强度完全可以满足地基加固的要求。

3.3强夯法

强夯法是湿陷性黄土地段施工中最常用的方法。强夯可以在很大程度上压实土地，帮助地基承受更多的重量，帮助地基抵抗外界的破坏。强夯的原理很简单，就是把重锤举到一定高度，然后利用其落下时的巨大势能，对松软的地面产生强烈的冲击。经过反复操作，土地被压实。强夯能有效消除黄土的湿陷性，降低灾害风险。不同的土地用途需要不同的权重。建造一座建筑物，通常使用3-5吨的重量。然而，在修建高速公路时，由于对基础的要求很高，所用重物的重量更高。现在我国修建公路所用的重物重量一般在10-40吨范围内，坠落时与地面的距离一般在10-20米。落锤高度和重锤质量直接关系到捣固效果，捣固次数关系到工程进度和工程总经济效益。施工中要时刻注意地面情况，根据实际情况及时调整重锤的重量和下落高度，直至地面密实度达到铺设公路地基的要求。采用强夯法处理湿陷性黄土地区时，应注意土地的含水量。土壤湿度越大，需要压实的次数就越多。一般情况下，土壤含水量应比塑性极限含水量低1～2%。当施工段土壤含水量与最佳含水量相差不大时，压实效果最好。强夯后应满足以下标准：从地面看，500cm深度内黄土的湿陷系数为8s＜0.016，100cm深度内土壤密实度应高于93%，100cm至300cm深度内土壤密实度应高于90%。强夯法是加固地基最简单、最经济的策略之一，不仅可以获得良好的压实效果，还可以节约施工成本。

3.4碱液加固法

处理方式与单一液体硅化法在处理方式上类似，主要是通过向土层中注入氢氧化钠溶液，使土层中的碱金属阳离子与氢氧化钠溶液发生化学反应，反应过程就是置换碱金属阳离子的过程，在此过程中会产生一定的碱土金属氧化物，从而处理土壤结构，降低地基的湿陷性。

3.5挤密法

强夯法对深厚湿陷性黄土地基具有良好的处理效果。采用挤密法处理时，需根据工程实际情况设置处理点，在处理点上打桩，然后将准备好的素土和灰土混合，保证灰土和灰土有一定的含水量，然后将混合好的灰土通过压力注入素土孔中，再进行分层挤密处理。这种处理方法的原理是通过提高土层的挤土程度来提高土层的支护强度，从而保证土与桩身之间有稳定的地基承载力。一般来说，这种处理方法一般适用于10米左右的土层。在应用这种处理方法的过程中，需要准确计算承载系数，保证桩的密实度。

参考文献

[1]边江,张创.湿陷性黄土地基湿陷机理及地基处理方法探讨[J].湖北农机化,2019(13):40.

[2]李四龙,丰乐华.关于湿陷性黄土性质及常用地基处理方法的研究[J].城市建设理论研究(电子版),2017(36):200.