摘要：黄土在一定压力作用下，受水浸湿后结构迅速破坏而产生显著附加沉陷性能，称为湿陷性。湿陷产生的根本原因是黄土具有明显的遇水连接减弱，结构趋于紧密的有利于湿陷的特殊成分和结构。认识到黄土的湿陷性并采取相应的处理方法，可有效地防止黄土地区湿陷性对工程造成的影响。
关键词：湿陷性黄土 高填方 强夯 接触面 落水洞
随着经济的日益繁荣增长，飞机场、高等级公路、铁路等基础设施建设的步伐不断加快，而在西北、华北地区常常会遇到湿陷性黄土的施工，高填方施工技术被广泛的应用与工程中，而黄土的湿陷性对工程往往造成不可估量的潜在危害，所以，如何认识、查明、治理黄土的湿陷性，就成为勘察、设计人员的首要任务，也是施工技术人员需要掌握的重点。
现以我参与施工的山西吕梁机场为例作简单论述：
吕梁机场场区主要分布有：马兰黄土、离石黄土、湿陷性粉土等土质。黄土类土是一种特殊的第四纪大陆松散堆积物，性质特殊。老黄土，一般没有湿陷性，土的承载力较高，以Ｑ２离石黄土为代表；新黄土，广泛覆盖在老黄土之上，在矿区分布广泛，与工程建筑关系密切，一般都具有湿陷性，尤以Ｑ３马兰黄土构成湿陷性土的主体。黄土在干燥时具有较高的强度，而遇水后表现出明显的湿陷性，这是由黄土本身的成分结构决定的。
湿陷性黄土一般都形成粒状架空点接触或半胶结形式，湿陷程度与骨架颗粒的强度、排列紧密情况、接触面积和胶结物的性质和分布情况有关。黄土在形成时是极松散的，靠颗粒的摩擦和少量水分的作用下略有连接，但水分逐渐蒸发后，体积有所收缩，胶体、盐分、结合水集中在较细颗粒周围，形成一定的胶结连接。经过多次的反复湿润干燥过程，盐分积累增多，部分胶体陈化，因此逐渐加强胶结而形成较松散的结构形式。季节性的短期降雨把松散的粉粒黏结起来，而长期的干旱气候又使土中水分不断蒸发，于是少量的水分连同溶于其中的盐分便集中在粗粉粒的接触点处，可溶盐类逐渐浓缩沉淀而形成为胶结物。随着含水量的减少土粒彼此靠近，颗粒间的分子引力以及结合水和毛细水的连接力也逐渐增大，这些因素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体的自重压密，形成了以粗粉粒为主体骨架的多空隙结构。当黄土受水浸湿时，结合水膜增厚楔入颗粒之间，于是结合水连接消失，盐类溶于水中，骨架强度随着降低，土体在上覆土层的自重压力或在自重压力与附加压力共同作用下，其结构迅速破坏，土粒向大孔滑移，粒间孔隙减小，从而导致大量的附加沉陷。这就是黄土湿陷现象的内在过程。
1、高填方施工的地基处理
湿陷性黄土地区的高填方施工的关键就是地基处理，目的就是要消除黄土的湿陷性，从而提高地基的承载力，通常采用的的地基处理方法有土或灰土垫层、土桩或灰土桩、强夯法、重锤夯实法、桩基础、预浸水法等，但根据吕梁机场的投资、场区的具体情况以及施工方法考虑，吕梁机场的地基处理选用了强夯处理的施工方法。通过强夯可以完全消除地基土的湿陷性，地基承载力标准值显著提高，解决场地范围地基的不均匀沉降。强夯施工投入劳动力少，效率高、工期也短，受天气影响不明显，不占用场地，并可做到文明施工。
1.1强夯的加固影响深度
Ｈ＝α
式中：Ｈ为加固深度；w为锤重，KN；h为落距，ｍ ；α为系数，砂土一般为0.7左右，黄土为0.35～0.5。当单击能为1000KN•ｍ～ 2000 KN•ｍ时，一般可消除夯面以下4ｍ～6ｍ深度内黄土的湿陷性。
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1.2强夯的施工方法
强夯法在极短的时间内对地基土体施加一个巨大的冲击能量，使得土体发生一系列的物理变化，如土体结构的破坏或液化、排水固结压密以及触变恢复等。其作用结果使得一定范围内地基强度提高，孔隙挤密并消除湿陷性。首先应进行试夯；其次，强夯施工时，应考虑含水量大小，如含水量适中，可直接强夯，否则应采取相应的措施后再夯实；第三，注意夯实时间间隔。近几年来，强夯法以其处理地基施工简便、速度快、效果好、造价低等优点，在全国湿陷性黄土地区得到广泛应用和推广，我公司作为强夯施工的老企业，处理湿陷性黄土地基的经验也比较丰富，效果也十分明显。
2、接触面强夯处理
施工区域与原山体交接处开挖台阶进行搭接；但由于受施工现场影响，接触面始终为最薄弱面，因此，在接触面进行了两排强夯加固补强，每4米一层，基本可消除接触面的黄土湿陷性，达到补强目的，增强整体性，消除了质量隐患。
3、影响回填土质量的关键因素
通过对本工程的现场实际参与，我认为影响湿陷性黄土回填的关键因素有以下几点：回填土方的压实度；回填土方的虚铺厚度；接触面搭接处理；排水；防护。
3．1土方的压实度是土方施工的硬性指标，在施工过程中一定要严格控制把关，不能存有任何侥幸心理，压实度达不到设计要求坚决不能进行下道工序。
3.2回填土方的虚铺厚度要严格掌握，工程开工首先做好试验段，对土方施工机械、虚铺厚度、碾压遍数等指标要得出科学的数据。
3.3接触面搭接处理是土方施工的一个重要环节，而往往这个环节在施工过程是最容易被忽视的。首先要挖台阶，形成较大搭接面，给大型机械设备创造工作面，达到充分压实目的。本工程中设计接触面两排1000～2000KN•m强夯，4米一层进行补强，这样既可以消除4—5米内黄土的湿陷性，也可以通过强夯挤压作用增加新旧土方的整体性。
3.4临时排水在湿陷性黄土的高填方施工中显得尤为重要，由于湿陷性黄土本身的特殊性，遇水后很容易形成塌陷、冲沟和落水洞，如果在施工期间的临时排水不畅，经过雨水的长期浸泡，很可能形成地面塌陷或落水洞，不及时进行修复，将对机场造成不可估量的损失。在永久排水系统，本工程在高边坡上每10米设计一条截水沟，尺寸为0.3m×0.4m，坡脚设计有坡脚沟，基本可以满足边坡排水要求。建议机场在高填方边坡的排水系统设计上加大安全系数，确保边坡稳定。
3.5防护
坡面防护的目的是防止坡面水流的冲刷，传统的方法是用砌石。现在，种草防护技术应用较为广泛，边坡较高则采用砌石框格种草防护，起到改善生态环境、美化景观和坡面防护的三重效果。本工程采用的护坡方式为菱形护坡，最大间距为1.6米，宽度0.6米，在施工期，经过雨季可以看出这种防护的效果是比较明显的，从环境保护的角度出发，建议大力推广既能改善生态环境又美化景观的种草防护技术。
通过了解湿陷性黄土的湿陷机理，黄土结构特征及其物质组成是产生湿陷的内在因素，而水的浸润和压力是产生湿陷的外部条件，因此，我们可以采取必要的措措施，最大限度的消除黄土的湿陷性，增加地基承载力，解决湿陷性黄土地区高填方施工地基承载力不足的问题。
参考文献
[1]《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)
[2]《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)
[3]《民用机场飞行区土（石）方与道路基础施工技术规范》(MH5014-2002)
[4]《民用机场飞行区排水工程施工技术规范》(MH5005-2002)
论文作者:侯小毅
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/21
标签：黄土论文; 地基论文; 接触面论文; 土方论文; 吕梁论文; 结构论文; 防护论文; 《基层建设》2017年5期论文;