简论黄土地基工程地质理由及治理设计措施

论文导读：
1007-0745（2014）04-0399-01、摘要：黄土湿陷性、压缩性和地震液化是影响黄土地基稳定性的工程地理由，本文从介绍了黄土地基的工程地质理由才生的理由和机理，并阐述了多种黄土地基的治理设计措施。
关键词：黄土地基 工程地质理由 地基处理
1.概论
黄土地基的工程地质理由大部分是由于黄土的湿陷性造成的，所以研究黄土地基的工程地质理由主要是研究黄土的湿陷性。湿陷性黄土在我国分布较广，处理不当，会造成无法继续施工或严重的工程事故。湿陷性黄土的湿陷变形是影响地基稳定性的一个重要因素。此外还有黄土的压缩性、地震液化等工程地质理由。下面我们从黄土的湿陷性、地基承载特征入手，分析黄土湿陷变形的机理及其一般处理策略。

2.黄土地基的工程地质理由

黄土地基的工程地质理由很多， 它与一般地基的工程地质理由相比既有共性， 又有特殊性。主要而常见的工程地质理由主要有黄土的湿陷性、压缩性、地震液化。

2.1 湿陷性黄土

湿陷性黄土孔隙率较大， 又称大孔土。其特点是在上覆土自重应力或在上覆土自重应力及附加应力共同作用下， 受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉。黄土的湿陷过程，是土粒间充填物中能溶解物质被水溶解流失、颗粒间的粘结力降低、土粒彼此错位移动靠紧、土颗粒重新排列、土中孔隙减小、土体压密、体积减小的过程。黄土的湿陷性十分复杂，与土层埋深、干密度及压力有着密切的关系。

2.2 黄土的压缩性

黄土在天然为状态下，因其含水量低，一般具有较高的强度，沉陷量较小，其压缩性与普通的低压缩性粘性土没有多在的区别，但黄土的抗水能力很差，随压力和湿度的不同，黄土的湿陷性和压缩性可以互相转化。有些浅层自重湿陷性黄土在近期浇灌条件下，含水量逐渐升高至使湿陷性减弱而压缩性增大，使之处于一种结构即将破坏的临界状态，微量增湿或不大的增压都会产生较大的变形。

2.3 地震液化

黄土是一种高易损性的特殊土， 在地震荷载作用下它极易产生液化、滑坡和震陷等灾害。饱和黄土甚至高含水率的黄土也具有很大的液化势和流态破坏势。当黄土层中的含水率较高时， 在一定强度的地震作用下会发生液化或流动， 它可引起建筑物地基的失稳， 对人类生命和财产造成损害。因此， 预测饱和黄土在设计地震动的作用下是否会液化， 对于工程地基和土工结构物抗震设计中有效预防地震液化造成的危害是十分重要的[1]。

3.湿陷性黄土地基的治理设计措施

湿陷性黄土地区地基处理，尽管在地基处理技术的应用上同其他地区相比在施工工艺等方面差别不大，但其加固机理及策略又进一步体现了湿陷性黄土的地区特征，往往在提高承载力的同时，对黄土的湿陷性进行消除。湿陷性黄土地基处理的根本原则是：破坏土的大孔结构，改善土的工程性质，消除或减少地基的湿陷变形，防止水浸入建筑物地基，提高建筑结构刚度[2]。

3.1 强夯法

强夯法又叫动力固结法。对黄土地基进行强力夯击，以消除其湿陷性，降低压缩变形，提高地基强度，但强夯法适用对地下水位以上饱和度Sr≤60%的湿陷性黄土地基进行局部或整片处理，可处理的深度在3～12m。土的天然含水率对强夯法处理至关重要，天然含水量低于10%的土，颗粒间摩擦力大，细土颗粒很难被填充，且表层坚硬，夯击时表层土容易松动，夯击能量消耗在表层土上，深部土层不易夯实，消除湿陷性黄土的有效深度小，夯填质量达不到设计效果。当上部荷载通过表层土传递到深部土层时，便会由于深部土层压缩而产生固结沉降，对上部建筑物造成破坏。

3.2 垫层法

土（或灰土）垫层是一种浅层处理湿陷性黄土地基的传统策略，我国已有2000多年的应用历史，在湿陷性黄土地区使用较广泛，具有因地制宜，就地取材和施工简便等特点。实践证明，经过回填压实处理的黄土地基湿陷性速率和湿陷量大大减少，一般表土垫层的湿陷量减少为1～3cm，灰土垫层的湿陷量往往小于1cm，垫层法适用于地下水位以上，对湿陷性黄土地基进行局部或整片处理，可处理的湿陷性黄土层厚度在1～3m，垫层法根据施工策略不同可分为土垫层和灰土垫层，当同时要求提高垫层土的承载力及增强水稳定时，宜采用整片灰土垫层处理。

3.3 挤密法

挤密法是利用沉管、爆破、冲击、夯扩等策略在湿陷性黄土地基中挤密填料孔再用素土、灰土、必要时采用高强度水泥土、分层回填夯实以加固湿陷性黄土地基，提高其强度，减少其湿陷性和压缩性。挤密法适用于对地下水位以上，饱和度Sr≤65%的湿陷性黄土地基进行加固处理，可处理的湿陷性黄土厚度一般为5～15m。

3.4 桩基础法

桩基础既是一种基础形式也可看作是一种地基处理措施，是在地基中有规则的布置灌注桩或钢筋混凝土桩，以提高地基承载能力。但桩基础仍然存在浅在的隐患，地基一旦浸水，便会引起湿陷给建筑物带来危害。在自重湿陷性黄土中浸水后，桩周土发生自重湿陷时，将产生土相对桩的向下位移对桩产生一个向下的作用力即负摩擦力。由于负摩擦力的发挥程度不同，导致建筑物地质基础产生严重的不均匀沉降，构成基础的剪切应力，形成剪应力破坏，这也正是导致众多事故发生的主要因素。
3、结语
黄土地基的工程地质理由主要是黄土的湿陷性，压缩性，地震液化等。在进行黄土地基处理前，要查清各种工程地质理由，根据不同工程地质理由采用不同处理策略。目前在我国湿陷性黄土地区最常用的地基处理策略包括：土（或灰土）垫层、重锤夯实和强夯、土（或灰土）桩挤密和桩基础等。黄土地基的设计和施工，应满足承载力，湿陷变形，压缩变形及稳定性要求。并针对黄土地基湿陷性特征和工程要求，因地制宜地以地基处理为主[3]。
参考文献：
[1]贾倩，刘增荣.地震力作用下的黄土液化[J].郑州；河南建材出版社，2001。
[2]牛丽.关于湿陷性黄土地基的分析和评价及处理[J].太原：山西建筑出版社，2010.
[3]冀晓红.湿陷性黄土地基处理的设计方案比选[J]. 科技情报开发与经济，2010. 全文地址：www.7ctime.com/daolugclw/lw21598.html上一论文：简析综合录井在钻井工程中的应用目前状况与发展深思