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摘要：本文介绍了黄土湿陷性的定义及其主要特征，并根据兰州新区水阜至秦王川城市快速路工程湿陷性黄土特点，重点分析当前湿陷性黄土加固机理阐述了各种处理方法。
关键词：湿陷性黄土地基处理
中图分类号：TU4文献标识码：A 文章编号：
一、前言
黄土具有特殊的成分和性质，它的最大特点是结构性强，遇水发生湿陷并且强度迅速软化。因此，建筑在湿陷性黄土地区的工程时常会发生与其相关的病害，对于湿陷性黄土地基的处理技术研究具有重要的意义。本文结合兰州新区水阜至秦王川城市快速路工程特点介绍了湿陷性黄土的类别及其湿陷机理，重点分析了湿陷性黄土处理技术的特点及适用状况。
二、湿陷性黄土定义及主要特征
湿陷性黄土是黄土的一种。黄土在一定的压力作用下受水浸湿，土结构迅速破坏而发生显著附加下沉的性质，即黄土的湿陷性。其最大特点就是湿陷变形,有两个显著特征:
变形量大，常常超过正常压缩变形的几倍甚至几十倍；
发生快，一般在浸水1-3小时就开始湿陷。就一般的湿陷事故而言，往往在1-2天内就可能产生20-30cm的变形量,这种量大、速率快而又不均匀的变形往往使建筑物发生严重变形甚至破坏。
三、工程概况
兰州市水阜至秦王川城市快速路工程位于甘肃省兰州市境内，起止里程K0+000～K25+149，长25.149km,地处皋兰县与永登县交接处，属陇西黄土高原，山川相间，新建道路的路基持力层的设计以素填土（Q4ml）、黄土状粉土(Q4al+pl)为主，湿陷系数0.022～0.148，湿陷程度强烈，湿陷性土层厚度大于25m。抗震防烈度为8度，处理好黄土的湿陷性，提高地基的承载力是路基施工的关键。土层最大干密度平均值为1.87g/cm3,最佳含水量平均值为14.5%。
四、湿陷性黄土地基处理的主要方法
湿陷性黄土地基处理的方法很多，在不同的地区，根据不同的地基土质和不同的结构物，地基处理应选用不同的处理方法。常用方法主要有垫层法、重锤夯实法、强夯法、灰土挤密桩法、深层搅拌桩法等，可以完全或部分消除地基的湿陷性。水阜至秦王川城市快速路工程绝大部分路段地表土质为湿陷性黄土，根据湿陷等级和处理深度要求，设计处理方法采用分层碾压法、夯实法和挤密桩法，一般路段，主要措施是设置完善的防排水系统以便及时排除路界地表水，在路堤坡脚及路堑坡口外20～30m范围内,分别采取整平地表、夯实积水洼地和地表裂缝的处理方法，并设置必要的排水设施以减少积水对路基的危害，预防湿陷性黄土路基病害的产生。采用羊角碾配合光轮压路机压实的办法保证路基压实度。
垫层法
垫层法是将处理范围内的湿陷性黄土挖出、过筛并按一定体积比与石灰或水泥混合均匀，然后分层铺设、夯实，即形成灰土或水泥土垫层，这是一种浅层处理湿陷性黄土地基的传统方法。它消除了垫层范围内的温陷性，减轻或避免了地基因附加压力产生的湿陷。这种方法施工简单，效果显著。
垫层法根据施工方法不同可分为素土垫层和灰土垫层。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，一般素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。
冲击碾压法
冲击碾压是表层夯实的一种，它一般适用于处理湿陷性比较浅的地基处，在1m-3m内有较好的处理效果,主要机理也是重复夯打地基,使土的密度增大,土的物理力学性质改变,以减少或消除地基的变形,主要用于处理饱和度小于等于60%左右的湿陷性黄土地基。
水阜至秦王川城市快速路工程沿线路基填土采用黄土状粉土，颗粒偏细，透水性差，天然含水量偏低，为提高土基承载力，必须加强土的焖料工艺，确保土的含水量均匀，土的焖料时间不宜少于24小时，而且要勤拌，勤翻。施工期气温较高，土在摊铺时的含水量应大于最佳含水量1～2个百分点，保证碾压时土在最佳含水量左右进行，确保压实效果。
填方路段对道路原地面清表50cm，整平后经压路机碾压后，根据湿陷性等级采用25KJ冲击压实机补压;挖方路段对道路路床进行超挖处理,超挖深度为路床顶面以下30cm,超挖后经压路机碾压后,根据湿陷性等级采用25KJ冲击压实机补压;半填半挖路段，采用挖台阶方式进行搭接了处理，为重视半填部的地基处理，同样根据湿陷性等级采用25KJ冲击压实机补压;冲击压根据黄土的湿陷等级Ⅱ级湿陷性黄土冲击碾压20遍,Ⅲ级及以上湿陷性黄土冲击碾压40遍。经过冲击碾压压实度均≥93%。
强夯法
强夯法亦称动力固结法，通过重锤的自由落下，对土体进行强力夯实，以提高其强度，降低其压缩性，该法设备简单，原理直观，适用广泛，特别是对非饱和土加固效果显著。此方法加固地基速度快、效果好、投资省。缺点是：由于强夯影响深度内土的含水量，导致局部处理效果不佳，对于此种情况必须采取土的增湿或减湿措施，以免出现橡皮土情况。
强夯法施工中应注意几方面问题。首先应对黄土的湿陷性类别、等级，以及场地等因素进行详细考虑，从而确定强夯的夯击能量，夯点布置、夯击深度等。其次，由于强夯影响深度内土的含水量差异，会导致局部处理效果不佳。第三，施工中在控制关键工序上严把质量关。最后，强夯结束后，检测的重点是判定它的有效加固深度是否达以设计要求，因为有效加固深度的第一标准应是消除湿陷性。
水阜至秦王川城市快速路工程在K0+280～K0+960、K5+160～K7+540、K7+840～K10+460、K19+080～K21+760、K22+780～K23+200段具Ⅱ级（中等）自重湿陷性；在K3+560～K5+160、K14+520～K15+160、K17+320～K19+080、K23+200～K24+360段具Ⅲ级（严重）自重湿陷性；在K0+960～K3+560、K7+540～K7+840、K10+460～K10+940、K21+760～K22+780、K24+360～K25+535段具Ⅳ级（很严重）自重湿陷性；由于道路全线位于自重湿陷性黄土范围，因此在通道桥范围先采用强夯法对周围的地基进行强夯，对填方高度大于4m的路基,地基黄土的湿陷性等级大于Ⅲ级时,采用强夯法加固地基，同时每填3m强夯一次。采用25T履带吊车，并配备20m高龙门架,目的是防止落锤时机架倾覆,并保证强夯效果。夯锤采用15t铸铁锤,强夯落距为6m,锤底直径D=2.2m,锤底面积S=3.8m2,为了减少起锤时的吸力及夯锤着地时的瞬时气垫上托力,夯锤对称设置下下贯通的通气孔。 夯击点布置采用正方形+梅花形网络排列，第一遍夯击点按正方形网络排列,第二遍选用第一遍已夯点间隙,采用梅花形网络排列,依次夯击完成。强夯完成后,根据有关规范要求,我们对夯点在强夯前后的沉降量做出了计算,并通过试验对强夯进行了检验,试验结果表明,夯后的黄土地基抗剪强度大大提高,压实度均≥95%。
灰土挤密桩法
灰土挤密桩是利用打桩机或振动器将钢套管打入地基土层并随之拔出，在土中形成桩孔，然后在桩孔中分层填入石灰土夯实而成灰土桩。与夯实、碾压等竖向加密方法不同，灰土挤密桩是对土进行横向加密。施工中当套管打入地层时，管周地基土受到了较大的水平向挤压作用，使管周一定范圍内地基土的工程物理性质得到改善，其密实度增加、压缩性降低、湿陷性全部或部分消除。
灰土挤密桩法适用于处理深度5-15m,地下水位以上的湿陷性黄土、新近堆积黄土等地层。当地基含水量较大（大于24%、饱和度大于65%）以及土层中夹有厚度40cm以上的砂石或碎石夹层时,不宜采用。灰土挤密桩法填料施工时应制定专人按规定数量和速度均匀填进，不得盲目乱填。填料的拌和质量、含水量、夯击次数应有专人操作、记录和管理。灰土挤密桩法由于填入桩体的材料可就地取材，施工机械简便，施工速度较快，因而比其他处理湿陷性黄土的方法造价低，有较好的效益。
4.结束语
黄土地区的湿陷性是道路建设中所面临的一个重要课题。应针对不同自然条件下湿陷性黄土地区地基和路基的自身特点，本着“因地制宜、经济合理”的原则，采取相应措施对其进行处理。水阜至秦王川城市快速路通过冲击碾压补强、强夯的方法处理湿陷性黄土地段路基基础，有效的消除了黄土状粉土的湿陷性，提高了地基的承载力，为今后的施工积累了一定的经验，通过对施工技术的总结，以便今后的施工中加以借鉴。
参考文献：
《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）
胡彥春，和燕.湿陷性黄土地基的处理方法评述【j】.LH 四川建筑,2008,28(2).
崔志勇,李为民.灰土挤密桩法在湿陷性黄土地基处理中的应用【j】.西部探矿工程,2008 (9).
关键词：湿陷性黄土地基处理
中图分类号：TU4文献标识码：A 文章编号：
一、前言
黄土具有特殊的成分和性质，它的最大特点是结构性强，遇水发生湿陷并且强度迅速软化。因此，建筑在湿陷性黄土地区的工程时常会发生与其相关的病害，对于湿陷性黄土地基的处理技术研究具有重要的意义。本文结合兰州新区水阜至秦王川城市快速路工程特点介绍了湿陷性黄土的类别及其湿陷机理，重点分析了湿陷性黄土处理技术的特点及适用状况。
二、湿陷性黄土定义及主要特征
湿陷性黄土是黄土的一种。黄土在一定的压力作用下受水浸湿，土结构迅速破坏而发生显著附加下沉的性质，即黄土的湿陷性。其最大特点就是湿陷变形,有两个显著特征:
变形量大，常常超过正常压缩变形的几倍甚至几十倍；
发生快，一般在浸水1-3小时就开始湿陷。就一般的湿陷事故而言，往往在1-2天内就可能产生20-30cm的变形量,这种量大、速率快而又不均匀的变形往往使建筑物发生严重变形甚至破坏。
三、工程概况
兰州市水阜至秦王川城市快速路工程位于甘肃省兰州市境内，起止里程K0+000～K25+149，长25.149km,地处皋兰县与永登县交接处，属陇西黄土高原，山川相间，新建道路的路基持力层的设计以素填土（Q4ml）、黄土状粉土(Q4al+pl)为主，湿陷系数0.022～0.148，湿陷程度强烈，湿陷性土层厚度大于25m。抗震防烈度为8度，处理好黄土的湿陷性，提高地基的承载力是路基施工的关键。土层最大干密度平均值为1.87g/cm3,最佳含水量平均值为14.5%。
四、湿陷性黄土地基处理的主要方法
湿陷性黄土地基处理的方法很多，在不同的地区，根据不同的地基土质和不同的结构物，地基处理应选用不同的处理方法。常用方法主要有垫层法、重锤夯实法、强夯法、灰土挤密桩法、深层搅拌桩法等，可以完全或部分消除地基的湿陷性。水阜至秦王川城市快速路工程绝大部分路段地表土质为湿陷性黄土，根据湿陷等级和处理深度要求，设计处理方法采用分层碾压法、夯实法和挤密桩法，一般路段，主要措施是设置完善的防排水系统以便及时排除路界地表水，在路堤坡脚及路堑坡口外20～30m范围内,分别采取整平地表、夯实积水洼地和地表裂缝的处理方法，并设置必要的排水设施以减少积水对路基的危害，预防湿陷性黄土路基病害的产生。采用羊角碾配合光轮压路机压实的办法保证路基压实度。
垫层法
垫层法是将处理范围内的湿陷性黄土挖出、过筛并按一定体积比与石灰或水泥混合均匀，然后分层铺设、夯实，即形成灰土或水泥土垫层，这是一种浅层处理湿陷性黄土地基的传统方法。它消除了垫层范围内的温陷性，减轻或避免了地基因附加压力产生的湿陷。这种方法施工简单，效果显著。
垫层法根据施工方法不同可分为素土垫层和灰土垫层。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，一般素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。
冲击碾压法
冲击碾压是表层夯实的一种，它一般适用于处理湿陷性比较浅的地基处，在1m-3m内有较好的处理效果,主要机理也是重复夯打地基,使土的密度增大,土的物理力学性质改变,以减少或消除地基的变形,主要用于处理饱和度小于等于60%左右的湿陷性黄土地基。
水阜至秦王川城市快速路工程沿线路基填土采用黄土状粉土，颗粒偏细，透水性差，天然含水量偏低，为提高土基承载力，必须加强土的焖料工艺，确保土的含水量均匀，土的焖料时间不宜少于24小时，而且要勤拌，勤翻。施工期气温较高，土在摊铺时的含水量应大于最佳含水量1～2个百分点，保证碾压时土在最佳含水量左右进行，确保压实效果。
填方路段对道路原地面清表50cm，整平后经压路机碾压后，根据湿陷性等级采用25KJ冲击压实机补压;挖方路段对道路路床进行超挖处理,超挖深度为路床顶面以下30cm,超挖后经压路机碾压后,根据湿陷性等级采用25KJ冲击压实机补压;半填半挖路段，采用挖台阶方式进行搭接了处理，为重视半填部的地基处理，同样根据湿陷性等级采用25KJ冲击压实机补压;冲击压根据黄土的湿陷等级Ⅱ级湿陷性黄土冲击碾压20遍,Ⅲ级及以上湿陷性黄土冲击碾压40遍。经过冲击碾压压实度均≥93%。
强夯法
强夯法亦称动力固结法，通过重锤的自由落下，对土体进行强力夯实，以提高其强度，降低其压缩性，该法设备简单，原理直观，适用广泛，特别是对非饱和土加固效果显著。此方法加固地基速度快、效果好、投资省。缺点是：由于强夯影响深度内土的含水量，导致局部处理效果不佳，对于此种情况必须采取土的增湿或减湿措施，以免出现橡皮土情况。
强夯法施工中应注意几方面问题。首先应对黄土的湿陷性类别、等级，以及场地等因素进行详细考虑，从而确定强夯的夯击能量，夯点布置、夯击深度等。其次，由于强夯影响深度内土的含水量差异，会导致局部处理效果不佳。第三，施工中在控制关键工序上严把质量关。最后，强夯结束后，检测的重点是判定它的有效加固深度是否达以设计要求，因为有效加固深度的第一标准应是消除湿陷性。
水阜至秦王川城市快速路工程在K0+280～K0+960、K5+160～K7+540、K7+840～K10+460、K19+080～K21+760、K22+780～K23+200段具Ⅱ级（中等）自重湿陷性；在K3+560～K5+160、K14+520～K15+160、K17+320～K19+080、K23+200～K24+360段具Ⅲ级（严重）自重湿陷性；在K0+960～K3+560、K7+540～K7+840、K10+460～K10+940、K21+760～K22+780、K24+360～K25+535段具Ⅳ级（很严重）自重湿陷性；由于道路全线位于自重湿陷性黄土范围，因此在通道桥范围先采用强夯法对周围的地基进行强夯，对填方高度大于4m的路基,地基黄土的湿陷性等级大于Ⅲ级时,采用强夯法加固地基，同时每填3m强夯一次。采用25T履带吊车，并配备20m高龙门架,目的是防止落锤时机架倾覆,并保证强夯效果。夯锤采用15t铸铁锤,强夯落距为6m,锤底直径D=2.2m,锤底面积S=3.8m2,为了减少起锤时的吸力及夯锤着地时的瞬时气垫上托力,夯锤对称设置下下贯通的通气孔。 夯击点布置采用正方形+梅花形网络排列，第一遍夯击点按正方形网络排列,第二遍选用第一遍已夯点间隙,采用梅花形网络排列,依次夯击完成。强夯完成后,根据有关规范要求,我们对夯点在强夯前后的沉降量做出了计算,并通过试验对强夯进行了检验,试验结果表明,夯后的黄土地基抗剪强度大大提高,压实度均≥95%。
灰土挤密桩法
灰土挤密桩是利用打桩机或振动器将钢套管打入地基土层并随之拔出，在土中形成桩孔，然后在桩孔中分层填入石灰土夯实而成灰土桩。与夯实、碾压等竖向加密方法不同，灰土挤密桩是对土进行横向加密。施工中当套管打入地层时，管周地基土受到了较大的水平向挤压作用，使管周一定范圍内地基土的工程物理性质得到改善，其密实度增加、压缩性降低、湿陷性全部或部分消除。
灰土挤密桩法适用于处理深度5-15m,地下水位以上的湿陷性黄土、新近堆积黄土等地层。当地基含水量较大（大于24%、饱和度大于65%）以及土层中夹有厚度40cm以上的砂石或碎石夹层时,不宜采用。灰土挤密桩法填料施工时应制定专人按规定数量和速度均匀填进，不得盲目乱填。填料的拌和质量、含水量、夯击次数应有专人操作、记录和管理。灰土挤密桩法由于填入桩体的材料可就地取材，施工机械简便，施工速度较快，因而比其他处理湿陷性黄土的方法造价低，有较好的效益。
4.结束语
黄土地区的湿陷性是道路建设中所面临的一个重要课题。应针对不同自然条件下湿陷性黄土地区地基和路基的自身特点，本着“因地制宜、经济合理”的原则，采取相应措施对其进行处理。水阜至秦王川城市快速路通过冲击碾压补强、强夯的方法处理湿陷性黄土地段路基基础，有效的消除了黄土状粉土的湿陷性，提高了地基的承载力，为今后的施工积累了一定的经验，通过对施工技术的总结，以便今后的施工中加以借鉴。
参考文献：
《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）
胡彥春，和燕.湿陷性黄土地基的处理方法评述【j】.LH 四川建筑,2008,28(2).
崔志勇,李为民.灰土挤密桩法在湿陷性黄土地基处理中的应用【j】.西部探矿工程,2008 (9).