强夯法在湿陷性黄土地区地基处理的应用

强夯法在湿陷性黄土地区地基处理的应用

刘兴芳邵波

刘兴芳邵波中国城市建设研究院有限公司山东济南250061山东广信工程试验检测有限公司山东济南250061

摘要：湿陷性黄土作为建筑物地基会对建筑物产生危害，本文简要介绍了湿陷性黄土的特性、湿陷等级的划分及湿陷性黄土地基的处理方法，并结合工程实例介绍了强夯法在湿陷性黄土地基处理中的具体应用。

关键词：湿陷性黄土；湿陷量；湿陷等级；强夯法中图分类号：TV6文献标识码：A

一、湿陷性黄土特性及湿陷等级划分

黄土在一定压力（即土自重压力或土自重压力与附加压力）作用下受水浸湿，结构迅速破坏而发生显著附加下沉的现象，称为湿陷性。浸水后产生湿陷的黄土称为湿陷性黄土，不是所有黄土都具有湿陷性。湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密土，具有大孔和垂直节理，在天然湿度下，其压缩性较低，强度较高，但遇水浸湿时，土的强度显著降低，在附加压力或在附加压力与上覆土的自重压力下，引起的湿陷变形是一种下沉量大、下沉速度快的失稳性变形，对建筑物危害性大。因此，在湿陷性黄土地区进行建设，应根据湿陷性黄土的特点和工程要求，因地制宜，采取以地基处理为主的综合措施，防止地基受水浸湿引起湿陷对建筑物产生危害。

湿陷性黄土场地存在非自重湿陷性和自重湿陷性两种类型。前者主要由非自重湿陷性黄土层组成，湿陷起始压力值一般大于其上覆土的饱和自重压力值，场地充分浸水时，不产生自重湿陷或自重湿陷量的实测值小于7cm；后者主要由自重湿陷性黄土层组成，湿陷起始压力值一般小于其上覆土的饱和自重压力值，场地充分浸水时，自重湿陷量的实测值大于7cm。

根据湿陷量的计算值和自重湿陷量的计算值将场地湿陷类型不同的地基划分为Ⅰ（轻微）、Ⅱ（中等）、Ⅲ（严重）、Ⅳ（很严重）四级(见表1)。

表1湿陷性黄土地基的湿陷等级

二、湿陷性黄土地基处理简介

湿陷性黄土地基处理，应根据建筑物的类别、场地的湿陷类型、湿陷性黄土的厚度、湿陷系数、自重湿陷系数、湿陷起始压力沿土层深度的分布，并考虑因地制宜、就地取材、保护环境以及施工条件的可能性等因素，通过技术经济综合分析比较后，可选用表2中的一种或几种相结合的处理方法（见表2）。

表2湿陷性黄土地基常用的处理方法

三、工程实例

本工程为陕西乾县垃圾卫生填埋场工程，场地分为管理区与渗沥液处理区。据勘探揭露，场地地层自上而下依次由第四系全新统植物层（Q4pd），上更新统风积（Q32eol）黄土、残积（Q31el）古土壤。

各层土的野外特征分述如下：①层植物层（Q4pd）：褐黄色，主要由粘性土组成，含较多植物根。层厚0.50m。

②层黄土（Q32eol）：褐黄色，大孔发育，具虫孔，偶见蜗牛壳、零星钙质结核，以坚硬状态为主，具湿陷性。层厚14.0～15.50m，层底深度14.00～16.00m，层底标高858.72～861.07m。地基土承载力特征值fak=160kPa。

③层古土壤（Q31el）：褐红色，具针状孔隙，含钙质薄膜及结核，坚硬状态。该层未穿透，最大揭露厚度4.00m。地基土承载力特征值fak=180kPa。

勘察期间，全部勘探点在勘探深度内均未见到地下水。据调查场地地下水位埋深大于40m，其地下水位主要受大气降水控制。

据室内土工试验结果，场地②层黄土土样的自重湿陷系数δzs和湿陷系数δs均大于0.015，具自重湿陷性。自重湿陷量的计算值Δzs＝203.4～210.4mm，拟建场地属自重湿陷性黄土场地。湿陷量的计算值Δs＝567.7～596.7mm，地基湿陷等级为Ⅱ级（中等）。按《湿陷性黄土地区建筑规范》第6.1.1、6.1.5条规定，地基处理厚度不应小于2.50m，且其下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量，不应大于200mm。因此，天然地基方案不成立。

场地设计整平标高为878.00m，现状地面标高为872.00~879.00m，依据上述原则，垫层最大厚度为7米，施工较困难且不经济，经技术经济综合分析比较后，确定采用强夯法处理。具体实施情况如下：1.管理区湿陷性黄土地基采用强夯处理，有效处理深度为建（构）筑物基底设计标高以下7米，地基承载力特征值达到150kpa。

2.地基处理施工顺序如下:（1）场地表层土清理:对植物层需先挖除，然后清除①黄土层下部残留植被、腐殖土、耕土及软弱土。

（2）场地平整：对高于场地设计标高的区域进行放坡开挖至设计标高，对存在的陡坎用素土回填至设计标高。（3）强夯施工前应先行试夯，确定强夯参数；(4)强夯处理湿陷性黄土;（5）砌挡土墙；（6）建、构筑物基槽开挖。若处理后地基需挖方时，挖至设计标高下200mm厚，铺设300mm厚灰土面层，压实系数≥0.97；若处理后地基标高低于建、构筑物基底，应采用3:7灰土分层回填，压实系数≥0.97。

3.强夯施工完成后的质量检验：（1）检查强夯施工记录，基坑内每个夯点的累计夯沉量，不得小于试夯时各夯点平均夯沉量的95%；（2）隔10天，在每500~1000m面积内的各夯点之间任选一处，自夯击终止时的夯面起至其下6m深度内，每隔1m取1~2各土样进行室内试验，测定土的干密度、压缩系数和湿陷系数。(3)强夯处理后的地基承载力检验应在施工结束30天后进行,承载力检验应采用原位测试和室内土工试验相结合的方式。

4.强夯处理有效深度内土的湿陷系数δs均应小于0.015，且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量不应大于200mm。

5.建筑场地应做好厂区防水、排水，建筑场地的防洪工程应提前施工，并应在汛期前完成。

四、结论

经质量检验,强夯后地基满足各项设计要求。本工程已建成运行,地基未出现湿陷、沉降等不良现象。

参考文献[1]湿陷性黄土地区建筑规范GB50025-2004[2]罗宇生.湿陷性黄土地基处理[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.[3]潘清梅.浅谈饱和度对黄土湿陷性的影响[J].陕西建筑，2010，36（32）：114-115[4]穆胜利.湿陷性黄土工程特性及其地基处理[J].水利与建筑工程学报，2010，8（5）：70-72.