摘要：我国湿陷性黄土分布较广，土层的厚度有一定的差异，其特点主要是稳定性较差，受气候和湿度变化的影响易产生变形，遇水后容易出现大面积沉降。因此，如果施工区域分布有湿陷性黄土，应根据实际情况进行地基处理，以保证建筑工程整体质量。研究不同地质条件下湿陷性黄土地基处理技术的应用对工程实践具有重要的意义。
关键词：湿陷性黄土地区；地下综合管廊；地基处理
引言
《城市综合管廊工程设计规范》以及现行的《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025(以下简称黄土规范)都没有提及管廊在湿陷性黄土地区的地基处理，对湿陷性黄土地区管廊建设造成了“无法可依”的困境。本文通过对实际工程的总结、分析，得出正确、合理、可行的处理方法。
1湿陷性黄土地基概述
湿陷性黄土地基中存在着许多问题，如渗流问题、沉陷问题、地基的承载力和稳定性问题等。渗流问题往往会引发较为严重的水量灾害，直接造成地基失稳和路面破坏。沉陷问题，地基在多年的外部荷载下会产生变形，最典型的是水平位移。若含水率超过规定允许最大值时，地基会发生不均匀沉陷。地基的承载力和稳定性问题，承载力不达标，地基会有不同程度的剪切破坏，水和外部压力是产生湿陷的外部条件，而黄土自身的结构特征及物质组成是内在因素。
对湿陷性黄土地基问题处理的目的是为了改善土的性质和结构，减小渗透率，提高承载能力，从而控制湿陷性的发生，部分甚至是消除其湿陷性的发生。随着经济的发展，对湿陷性黄土进行开发利用也受到科研人员的关注。这在一定程度上要求我们加快对湿陷性黄土地基安全性能的研究，从而可以有效提高湿陷性黄土地基的安全性。
2管廊在湿陷性黄土场地地基标准的确定
《黄土规范》第5.5.11条：在湿陷性黄土场地，对地下管道及其附属构筑物，如检漏井、阀门井、检查井、管沟等的地基设计，应符合下列规定：应设150~300mm厚的土垫层；对埋地的重要管道或大型压力管道及其附属构筑物，尚应在土垫层上设300mm厚的灰土垫层。
管廊主体使用年限为100年，属于城市命脉性的重要设施，其重要性远高于一般管沟。
3湿陷性黄土地区地下综合管廊的地基处理技术
3.1冲击碾压法
该方法可用于处理湿陷性黄土层的厚度一般在0.5m～1.0m，最大厚度不应超过1.5m。采用冲击压路机对湿陷性黄土地基处理，在宁夏、青海、甘肃、陕西、山西、河南、河北等地均进行过立项研究，众多研究成果和工程实例分析表明，25kJ三边形冲击压路机的有效影响深度(使土体压实度增大1％的最大深度)约为1.4m，可有效地消除1.1m深度范围内土体的湿陷性；20kJ三边形冲击压路机的有效影响深度约为1.1m。冲击碾压法浅层处理效果明显，但不能提高深层地基的承载力。采用该方法施工还应注意对周围构造物的震动影响，一般可按表1控制施工安全距离。
表1冲击碾压施工最小水平安全距离
3.2挤密法
这种方法是运用相应的工程技术在黄土中成孔，然后将素土或灰土在桩孔内分层夯实填入，使得桩孔内土向四周挤压，从而使桩间土达到被挤密的效果，以最终达到地基所需的消除湿陷性范围。此方法大多适用于地下水位以上，通常情况下应用于14%～22%含水量黄土，处理深度为5～15m，桩体材料可以是素土、碎石、灰土或碴石。挤密桩法具有以下特点：消除湿陷性较显著；桩和桩间土组成的复合地基能显著发挥桩土作用；施工方便，地基处理质量易掌握；经济效益显著，工期较短；选用何种桩体材料，应根据地基处理的目的和要求选用便于取得的材料。不过，此方法对土的含水量和饱和度都具有一定的要求，否则不宜选用。
3.3强夯法
强夯法应用广泛，是一种常用的地基处理方法，技术成熟，处理深度大。此法是将夯锤提高到一定高度使其自由落下，给地基以冲击和振动能量，以此来降低土的压缩性，改善地基性能，提高地基承载力。强夯法具有施工加固效果显著、设备简单、适用土类广、节省劳力、施工方便、施工期短、节约材料、施工文明和施工费用低等优点。已有工程实例证明，强夯法处理湿陷性黄土地基，一般能取得较好效果。根据《建筑地基处理技术规范》，强夯的有效加固深度可以达到9m～10m。可见其加固深度相当深。在地基处理时，湿陷性黄土场地没有或有很少的自由水，强夯过程中不存在孔隙水压力消散的问题，可以连续夯击，在一个点上夯击到所需击数后再移到下一个夯位，依次一遍夯实。对湿陷性黄土的湿陷性消除具有显著的效果。
3.4素土挤密桩和CFG桩复合地基处理
某拟建工程项目，通过地质勘察，地层主要组成部分有素填土、黄土、古土壤等。黄土和古土壤的湿陷性属于中等程度，湿陷等级为Ⅳ级，湿陷性厚度约为22m，建筑分类为甲类建筑。采用挤密桩能消除湿陷性黄土的湿陷量，但是地基承载力不够。结合工程实际，采取先用素土挤密桩消除地基土的湿陷性，再采用CFG桩提高地基承载力，降低地基土的沉降量。素土挤密桩处理完后，进行检测桩间土的湿陷性消除，通过验算，合理确定CFG桩桩径和桩长，使其满足工程对地基承载力的要求。施工中，应确保桩身混合料的配合比、成孔深度、混合料的灌入量等，施工桩顶宜高于设计桩顶标高不少于0.5m，在清土、截桩时，避免桩身断裂，不得扰动桩间土。施工结束后，对桩顶标高、桩身完整性、成桩位置等进行检查。竣工验收时，应对复合地基承载力进行检验。
通过对竣工验收结果进行分析，在素土挤密桩和CFG桩复合型地基处理后，桩柱之间的孔隙和压缩系数得到了有效的控制，加固效果显著，有效消除了地基土的湿陷性，并且保证了桩身的完整性和结构的稳定性，地基周围土的负载力也有明显提高，满足了建筑物对地基承载力的需求和沉降要求。
3.5灰土挤密桩
某拟建工程项目，通过地质勘察可知，地层主要为杂填土、黄土、古土壤等。湿陷性黄土厚约20m，为自重湿陷性，湿陷等级为Ⅲ级。该建筑工程被划分为自重湿陷性黄土场地上的甲类建筑。GB50025—2004《湿陷性黄土地区建筑规范》中，甲类建筑需要对施工场地开展预处理，消除全部湿陷量的同时对湿陷性地基进行处理。处理时，首先考虑建筑物对地基的承载力要求较高，并且建筑场地受限，施工难度和成本较高，综合考虑采用灰土挤密桩进行地基处理。
施工前，在进行轴线、桩位的测量工作后，结合地质勘察报告和设计图，定桩位成孔。采用沉管成孔，调整现场土质的含水量，使其接近最佳含水量，沉桩时，间隔成孔，二次插入，便于沉管插入与拔出。拌制石灰土时，应科学控制石灰土用量和土质含水量，混合均匀，充分拌和（机械搅拌3min以上）。桩体石灰土夯填，以保证夯填过程的连续性，夯实机平稳，夯锤和桩孔对中，夯锤自由下落。在施工过程中，应定时检查夯锤的偏位情况，严格控制每一个桩孔的填料量以及夯实时间，夯实过程中，由专人进行监督和检测，及时发现问题并进行处理，保证挤密桩和质量。
结语
虽然上述几种湿陷性黄土地基处理方法，对处理自重湿陷性黄土都有良好的效果。但是在具体选用自重湿陷性黄土的地基处理方法时，应根据黄土的湿陷类型和等级，考虑地质条件、上部结构要求、原材料、施工条件等因素综合考虑，选择适合的处理方案。
参考文献：
［1］JGJ79—2012，建筑地基处理技术规范［S］．
［2］GB50025—2004，湿陷性黄土地区建筑规范［S］．
［3］《地基处理手册》编写组．地基处理手册［M］．第2版．北京:中国建筑工业出版社，2000．
论文作者:李玄哲
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/2
标签：地基论文; 黄土论文; 深度论文; 建筑论文; 承载力论文; 含水量论文; 灰土论文; 《电力设备》2019年第15期论文;