王 军 海

(山西省勘察设计研究院，山西 太原　030013)



大厚度湿陷性黄土场地勘察及综合防治措施

王 军 海

(山西省勘察设计研究院，山西 太原030013)

根据大厚度湿陷性黄土场地的分布及工程特征，分析了该类型场地在地质勘察中应注意的问题，基于目前常用的湿陷性黄土地基处理方法，提出了综合整治大厚度湿陷性黄土地基的新技术。

湿陷性黄土，地基处理，岩土工程勘察，防水措施

湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密土，在天然湿度下，其压缩性较低，强度较高，但遇水浸湿时，在附加压力与土的自重压力下引起湿陷变形，对建筑物的危害性大。为消除地基土湿陷性，通常采用地基处理措施来保证湿陷性黄土地区建筑物的安全和正常使用。近年来，重大工程项目建设场地向山区转移，场地湿陷性黄土厚度较大，最厚高达35 m，一方面通过常规勘察手段进行勘察难度较大，另一方面，通过地基处理消除地基土湿陷性达到国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》的要求也越来越困难。因此，岩土工程勘察必须结合大厚度黄土分布特点，采用工程地质测绘、探井勘探、原位测试、岩土试验等综合手段进行勘察评价，提高勘察技术水平；采取综合治理措施，防止地基浸水湿陷对建(构)筑物产生危害。

1　大厚度湿陷性黄土场地分布及工程特征

一般工程所称的大厚度湿陷性黄土场地，是指自然沉积的湿陷下限深度大于20 m，一般地基处理方法难以满足规范和设计要求的湿陷性黄土场地。大厚度湿陷性黄土主要分布于我国甘肃、陕西、山西地区黄土塬、梁、峁地带，降雨量稀少,蒸发量大，地下水一般较深，对工程建设影响较小；地形一般较高，植被不发育，浸水机率低。场地湿陷性黄土分布厚度一般较大，地基土含水量低，湿陷程度高，上部土层一般具强湿陷性，随深度增大，湿陷性逐渐减弱。场地湿陷类型及等级平面分布受周边环境影响较大，在人类活动较少地区场地湿陷类型、地基湿陷等级及湿陷下限深度变化不大，规律性强。在经常经受农业或绿化灌溉后，场地湿陷性会有不同程度退化，场地土的工程特性指标变化较大，湿陷性分区规律性减弱。

2　大厚度湿陷性黄土场地勘察中应注意的问题

1)工程地质测绘：除按一般湿陷性场地进行测绘外，应重点了解并区别黄土场地和黄土填方场地，研究地形变化历史，对黄土填方场地要重点了解填方时间、填筑方式及控制标准等；研究地形的起伏和地表水的积聚、排泄条件，评估地表水下渗和侧向浸水的可能性和程度；调查地下水位的深度、季节性变化幅度、升降趋势及其与地表水体、灌溉情况的关系。

2)勘探孔深度：勘探孔的深度对湿陷量及自重湿陷量的计算结果影响较大，如勘探孔未揭穿湿陷性黄土层，湿陷量按勘探深度来计算，计算结果会明显偏小，就会造成场地湿陷类型与地基等级的误判，致使针对地基土湿陷性采取的工程措施不足，给工程留下隐患。因此，每个地貌单元穿透湿陷性黄土层的探井不应少于2个。同时，考虑到湿陷性黄土厚度较大，探井挖掘和取样困难，工作中应尝试采用原位测试技术预估湿陷性下限深度。另外，勘探孔深度应大于地表水可能下渗的深度并应考虑到周边水文地质等环境条件的改变对场地湿陷性土层的影响。

3)湿陷性试验：湿陷性试验宜采用单线法，单线法试验在天然湿度下分级加荷，加至不同的压力下沉稳定后再浸水，试验过程较符合地基的实际情况，工程界认可程度较高。在全部采用单线法试验确有困难时，可同时采用单线法和双线法，对两种方法测得的成果进行比对后使用，对场地湿陷情况作出科学的评价。

4)湿陷性评价：湿陷性评价应考虑地基浸水机率的影响，根据未打浸水孔的自然浸水试验资料，平面范围有限的地表水自然向下渗透时，地基土达到饱和的时间随深度增加而变长，即在一定时间内为一个渗透下限，地基土所处位置越深越难以达到饱和。引进浸水机率系数，使湿陷性评价更加科学。

3　地基处理方法

湿陷性黄土地基处理以消除地基土湿陷性、降低压缩性、提高承载力为目的，目前工程实践中应用的地基处理方法主要有以下几种：

1)换填垫层法。换填垫层法包括素土垫层和混合土垫层，当仅要求消除基底下1 m～3 m地基的湿陷性时，宜采用素土垫层进行处理；当同时要求消除湿陷性并提高承载力时，宜采用混合土(灰土、水泥土等)垫层进行处理。

2)强夯法。强夯法是用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法，适用于处理地下水位以上，饱和度不大于65%的湿陷性黄土地基。随着夯击能的增加，处理深度有了较大幅度的提高，目前，夯击能已应用到12 000 kN·m，有效处理深度可达12.0 m。

3)挤密法。挤密法是利用形成桩孔时的侧向挤压作用挤密桩间土，然后将桩孔用素土或灰土分层夯填密实进行地基处理的一种方法，一般处理厚度不大于15.0 m。

4)孔内深层强夯法。该方法先成孔至预定深度，然后自下而上分层填料强夯或边填料边强夯，形成高承载力的密实桩体和强力挤密的桩间土，桩体填料采取素土、砂土、建筑固体垃圾、工业废料、灰土以及其他的非腐蚀性混合物，对地下水无污染的材料。

5)桩基础。将上部荷载通过桩基础直接传递于非湿陷土层，克服湿陷性黄土层带来的工程问题，若湿陷性土层厚度大则相应所需的桩长比较大。在具体选用湿陷性黄土的处理方法时，应根据建筑场地的湿陷类型、地基湿陷等级，考虑因地制宜和就地取材等原则并根据施工技术可能达到的条件，经过技术经济对比予以选用。

4　综合整治新技术

考虑到大厚度湿陷性黄土地基处理的困难，当地基处理后剩余湿陷量满足GB 50025湿陷性黄土地区建筑规范要求时，可根据下部未处理湿陷性黄土层的湿陷起始压力值或剩余湿陷量采取相应的防水措施和结构措施。当地基处理后剩余湿陷量大于GB 50025湿陷性黄土地区建筑规范规定的剩余湿陷量但不大于2倍时，应采取结构措施和防水措施并重的综合治理措施，结构措施按相关技术标准采用，防水措施可按以下方法采用：

1)加大建(构)筑物周围地面的排水坡度，要求排水通畅，场地不积水。2)有效封闭地面，封闭地面可采用垫层法、强夯法、挤密法等地基处理方法或整片铺设防水层。地基处理法封闭地面厚度一般可为1.0 m～5.0 m,压实系数应大于0.93、挤密系数应大于0.91，严禁采用透水性材料，整片铺设防水层采用沥青防水层、防水土工膜(布)、改性沥青防水材料等。3)设置侧向隔水带：侧向隔水带根据场地地层分布及变化情况、侧向浸水源的性质、位置、范围、水量、环境、补给与排泄及其变化等设置，设置方法可采用：a.人工或机械开挖沟槽，一般宽度1.0 m～2.0 m，用粉质粘土或粘土分层夯填，要求压实系数不小于0.95；b.沉管挤密，一般3排～5排，孔心距按桩孔间挤密土平均挤密系数不小于0.93计算确定，孔填料应采用粉质粘土或粘土，平均压实系数不小于0.95；c.竖向设置沥青防水带或防水土工膜，一般应与沟槽开挖夯填土料相结合。

5　结语

1)大厚度湿陷性黄土场地岩土工程勘察应加强工程地质测绘及水环境调查，采用多种方法进行综合评价；湿陷性评价中考虑地基浸水机率，评价方法更加科学。2)大厚度湿陷性黄土场地采用传统的消除湿陷性的处理方法，达到现行国家黄土规范要求剩余湿陷量，困难较大时，可在充分考虑地基土浸水可能性以及加强引排水的条件下结合场地条件采取地基处理、结构措施和防水措施并重的综合治理措施，来防止地基浸水湿陷对建(构)筑物产生危害。

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Discussion on site investigation and comprehensive control measures of large thickness collapsible loess

Wang Junhai

(ShanxiInvestigationResearchandDesignInstitute,Taiyuan030013,China)

According to the distribution and engineering features of the large thickness collapsible loess, the paper analyzes the attentive problems of the site in the geological survey, and points out the new technique for the comprehensive control measures of large thickness collapsible loess based on the common collapsible loess foundation treatment.

collapsible loess, foundation treatment, geotechnical engineering survey, waterproof measure

1009-6825(2016)19-0060-02

2016-04-13

王军海(1970- )，男，高级工程师

TU475.3

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