沈亞琴
新疆中力勘察設(shè)計(jì)研究院(有限公司) 新疆 烏魯木齊 830092
地基在建筑工程的推進(jìn)中具有重要意義,作為建筑物基礎(chǔ)和起著承載作用的基體,地基的特性對建筑物的構(gòu)造質(zhì)量影響巨大。工程建設(shè)究竟該如何處理黃土地區(qū)的濕陷性地基問題,始終是當(dāng)前建筑工程亟待解決的難題。本文主要就此類土質(zhì)的地基實(shí)施了分析和研究,并對其做出了有針對性的處理方法,從而推動(dòng)黃土地區(qū)建筑行業(yè)的高效發(fā)展。
濕陷性黃土是指在一定壓力作用下受水浸濕,其結(jié)構(gòu)會(huì)迅速破壞而發(fā)生顯著附加沉陷,導(dǎo)致建筑物破壞。其主要分為兩類:其一是黃土在受到水侵蝕后,上覆土因自重壓力而出現(xiàn)塌陷,此類情況被稱為自重濕陷性黃土;其二是黃土浸水后在飽和自重壓力下不出現(xiàn)顯著下沉,但受到一定外力的作用下即會(huì)出現(xiàn)濕陷,此類情況被稱為非自重濕陷性黃土。
濕陷性黃土主要存在于西北降水量極少的地區(qū)。由于降水較少且自然條件下溫度較高,水分蒸發(fā)量較大,因而使得黃土的凝結(jié)性較差,一旦此類黃土遇到降水、給水及地表水等水侵蝕的時(shí)候,勢必會(huì)造成土質(zhì)內(nèi)部黏聚程度的降低,從而出現(xiàn)黃土濕陷的情況。
黃土濕陷的形成因素較多,其中最主要的是土壤含水率,由于其主要與降水和地表水等密切相關(guān),因而要想徹底解決黃土濕陷性問題,要從土壤含水率的影響因素上分析。 首先,由于干旱和半干旱地區(qū)的年降水量少,土壤的天然含水率極低,導(dǎo)致其地基土壤的黃土濕陷性頻發(fā);其次,黃土在經(jīng)過各種水浸濕之后,其顆粒之間的黏聚力嚴(yán)重降低,從而使得黃土濕陷的情況越發(fā)嚴(yán)重;第三,土壤的含水率以及外部受到的壓力和自身重力也是出現(xiàn)濕陷的重要原因。因此,濕陷出現(xiàn)的原因各有差異,務(wù)必做到究其原因有針對性的選擇地基處理方法,以確保城市工程建設(shè)的科學(xué)化推進(jìn),能在實(shí)踐中切實(shí)有效地運(yùn)用。
濕陷性黃土的地基處理方法因其成因不同而有本質(zhì)區(qū)別,在工程實(shí)踐中應(yīng)做到明晰具體的辨別,以達(dá)到精準(zhǔn)嚴(yán)密的部署和設(shè)定。
灰土或素土墊層主要應(yīng)用于淺層(基底下1~3m)輕微濕陷性粉土地基,其實(shí)施主要以地基材料的重新設(shè)定為基礎(chǔ),全部去除濕陷性黃土基底內(nèi)的土層,分層碾壓或夯實(shí)灰土或素土,增強(qiáng)地基構(gòu)造效果的堅(jiān)實(shí)性和穩(wěn)固性,以達(dá)到預(yù)先設(shè)定的構(gòu)造效果,從而避免在后續(xù)施工過程中出現(xiàn)地基塌陷的情況。為了能夠確保相關(guān)施工穩(wěn)定高效地推進(jìn),通常在分層碾壓或夯實(shí)后,及時(shí)按相關(guān)規(guī)范分層取樣或總體布點(diǎn)取樣進(jìn)行質(zhì)量檢測,密實(shí)度符合要求后方可進(jìn)行下一步地基處理,以保證施工質(zhì)量得到有效控制。
預(yù)浸水主要應(yīng)用在黃土壩基的工程建設(shè)中,處理厚層濕陷性黃土層(H>10m),其具體操作起來便捷高效,并且能夠符合預(yù)期處理效果,因而其在實(shí)踐工程中運(yùn)用普遍。對于濕陷性黃土地基的處理,不僅可以在此類地基狀況形成之后予以處理,還能在未出現(xiàn)的情況下采取預(yù)防措施。由上文可知,濕陷性黃土的形成與大量水分的侵入關(guān)系密切,可以作為一個(gè)處理和應(yīng)對措施的突破口,鑒于這種情況,黃土浸水出現(xiàn)濕陷的性質(zhì)無疑是最大的應(yīng)用條件,預(yù)浸水法的實(shí)施主要是借助于有效的工程操作技術(shù)對地基進(jìn)行大面積的浸水處理,誘使其出現(xiàn)自重濕陷,地基沉降變形直至符合穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)(最后5d的平均濕陷量小于1mm/d),再結(jié)合上覆蓋土層的具體處理方式或上層建筑承載力的要求采取相應(yīng)措施,從而達(dá)到部分消除或者完全消除地基土的濕陷系數(shù),避免主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不均勻沉降而發(fā)生傾斜或者坍塌。
素土擠密樁或灰土擠密樁法因高效精準(zhǔn)而使其應(yīng)用在我國各個(gè)地區(qū),西北和華北等干燥的地理環(huán)境中尤其適合這樣的處理方式。在規(guī)范化施工指導(dǎo)的部署下,實(shí)施素土或灰土擠密樁處理濕陷性黃土,能夠使得土壤的陷濕陷性得到最大程度的緩解或消除,從而達(dá)到對黃土地基的根本性防治和穩(wěn)固。素土擠密樁或灰土擠密樁的具體操作主要是用相應(yīng)的施工技術(shù)在黃土地基中成孔,然后采用素土或灰土等材料在樁孔內(nèi)分層夯實(shí),樁孔內(nèi)側(cè)的土體被擠向四周以形成密實(shí)結(jié)構(gòu),從而達(dá)到縮小孔隙比穩(wěn)固地基結(jié)構(gòu)的效果。就技術(shù)層面上的操作來說,此類方法需要高素質(zhì)的施工技術(shù)人員和高水平的操作技術(shù),針對缺乏建筑經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)或者重要公共建筑,在施工前務(wù)必收集周邊環(huán)境相關(guān)的水文地質(zhì)資料,通過土工試驗(yàn)獲取材料的含水率、最大干密度、最優(yōu)含水率等關(guān)鍵數(shù)據(jù),進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)施工,試驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),取得必要參數(shù)作為地基處理施工的參考依據(jù),同時(shí),施工技術(shù)資料應(yīng)明確控制土壤的含水率、飽和度等參數(shù),制定施工質(zhì)量偏離程序及糾正措施,在施工過程中實(shí)時(shí)檢測樁間土的平均擠密系數(shù)及樁身的分層壓實(shí)系數(shù),確保施工質(zhì)量滿足要求。
綜上所述,伴隨著地基處理技術(shù)的快速發(fā)展,使得以往難以處理的濕陷性黃土地基問題得到了比較切實(shí)有效地應(yīng)對,并能夠根據(jù)不同的誘因做出針對性的處理方案。安全和穩(wěn)固是建筑地基基礎(chǔ)工程的第一要?jiǎng)?wù),因而具體問題具體分析,創(chuàng)新運(yùn)用專業(yè)技術(shù)方法解決地方性濕陷性問題,從而保障相關(guān)工作穩(wěn)步進(jìn)行,在經(jīng)濟(jì)效益的增收和社會(huì)效益的貢獻(xiàn)上實(shí)現(xiàn)雙贏。