几种特殊土地基的工程特性及地基处理分析

【摘要】城市化的建设拓展了建筑工程施工的范围，施工空间的拓展就带来复杂地质结构的对工程基础施工的干扰。在不同的区域技术人员将面对的是不同力学、微观特性的地质结构，尤其是一些特殊的土质和岩层的作业区域，给基础施工带来巨大的挑战。在面对不同物理性质的特殊地基的时候，必须在实地勘察的基础上采用最佳的方式对其进行处理，这样才能保证基础施工的质量。

【关键词】湿陷性黄土；膨胀土；粘性红土；熔岩地质

1 湿陷性黄土基础的特性和处理

1.1 湿陷性黄土基础的特性

在自然情况下，含水的黄土在没有经过浸湿的情况下，通常就有一定的强度，压缩性也很小。但是天然黄土在收到水分浸湿后，土质的结构就遭到了破坏，同时其显现的是附加的下沉，强度也呈现迅速下降的趋势，此种黄土就称之为湿陷性黄土。没有发生湿陷性情况的黄土也就非湿陷性黄土。在湿陷性黄土中也有自重型湿陷性黄土和非自重型两种。在土壤自重的影响下收到浸湿后发生沉陷的就是自重性湿陷性黄土，而在自重压力下没有发生湿陷，在外界压力和自身重力的共同影响下发生湿陷的就是非自重湿陷性黄土。

在黄土区域，因为外界因素如：管道漏水、地下水位上升等情况，造成黄土浸湿而引起建筑物结构出现不均匀沉降是此类地区的出现地基事故的主要原因。湿陷性黄土出现会导致结构物的大幅度沉降，由此出现开裂、倾斜等情况，严重的将影响建筑物的使用。所以，对黄土地基必须采用相应的试验手段，检测其黄土的性质，进而明确其是否具备湿陷性，并区别其属于那种湿陷性黄土，自重型或者非自重型，以此采取针对性的措施进行控制，消除其湿陷性。

1.2 湿陷性黄土的处理

1.2.1 利用灰土和素土回填

此种方法是将地基底部的湿陷性土层全部挖出，或者开挖到设计深度，然后利用灰土和素土开挖部分进行回填，并逐层夯实，并针对不同的回填土采用不同的处理参数，已获得较好的效果。通常垫层的厚度为1-3m。此种方式可以消除垫层范围内存在的湿陷性，减轻或者消除湿陷情况的出现。此种方式施工简单，效果明显，是一种常见的处理浅层地基湿陷性的方法。施工中应当注意的是控制回填土的质量，对灰土和素土层所具备的最佳含水量和最大干容量等进行严格的掌控，否则将不能到达处理效果。

1.2.2 夯实法

夯实的方法可以是重锤法和强夯。重锤方法对浅层土层的湿陷性作用明显，如采用15-40KN的夯锤，落高控制在2.5-4.5m，在最佳含水量的条件下，对1-1.6m范围内的湿陷性消除效果较好。强夯法是采用锤重100-200KN，高度在10-20m范围内，夯击两遍，此方法据测算可消除4-6m内的湿陷性。此两种方法在使用是都应进行实地的夯击试验，以保证参数准确而到达设计效果，保证施工质量。

1.2.3 挤密桩处理

施工中采用打入桩、冲钻、爆扩等方法在土层中成孔，然后将石灰土、石灰+粉煤灰等材料分层填入桩孔中，并夯实，形成挤密桩，以此破坏黄土地基的湿陷性。挤密桩的效果是来自挤密的程度高低，采用桩径、桩距的不同将产生不同的效果，因此应进行实地的试验来确定，要求地基土在挤密桩范围内达到边缘干容量达到设计范围。应注意的是，采用挤密桩的同时应配合对地基表面的防水处理。

1.2.4 预浸湿方法

如地基土层检定为自重湿陷性黄土，则可以利用此种特征对其进行处理 ，在建筑施工前对地基进行先行的浸湿处理，使其在自重的作用下发生人为湿陷，待湿陷充分后在进行基础施工等。实际的应用中，表明此方法可消除地下数米外的黄土的自重湿陷性，而表面数米以内的土层往往因为压力不足而仍然具有湿陷性，需要进行再次处理。

2 膨胀土质地基

膨胀土质实际上是一种高塑性的粘性土，微观上看含有大量的亲水矿物质，明显的特征就是吸水出现膨胀、失水收缩、吸水再膨胀、失水再收缩的特性，其反复性特征明显，这是膨胀土的重要特性。膨胀土除了具备胀缩性质外，还具备了多裂隙和超固结的性质。在工程中技术人员可以将裂隙或者地裂发育的可见深度作为膨胀土风化作用的深度，通常自由膨胀率在40%的就看做是膨胀土。

处理方式：1、换土回填，即采用灰土进行置换，根据施工区域的地质情况确定置换的参数，也可采用砂石垫层进行处理，其厚度应大于300mm，而且宽度应大于地基底部宽度。2、利用化学法改良土质，利用拌合石灰的方法对膨胀土层进行改良，或者利用石灰砂桩、石灰浆压注等对土质进行干扰，以此消除膨胀形变。3、挖除法，即对厚度不大的膨胀土层进行挖除的方法，消除膨胀土质的影响。

3 红粘土地基

红粘土主要是呈现棕红色、褐黄色，覆盖于碳酸盆岩系的岩层上，液限较高的塑性粘性土，此类粘土为原生红粘土，而液限较低的则可称之为此生红粘土。红粘土的产生和分布主要是因为地质历史气候因素的影响，在气候影响下碳酸盆母岩的上层产生风化而形成。红粘土的工程特征是：塑性高、空隙比大、天然饱和度为90%以上，使得红粘土构成一相体系；土质指标变化幅度大；物料指标和力学指标体现出的特性与一般粘土有所区别；因为粘土中的裂隙，力学参数中 抗剪指标差异明显；在膨胀性能方面体现的是收缩性，在天然情况下膨胀量极低，收缩性较大。

处理方法：在天然地基上施工的时候，应将地基做浅埋处理，目的是考虑到利用具备较高的承载力表面坚硬或者硬塑性土质作为持力层；基底以下保持原有的较厚的硬质土层，使其附加的应力相对小，以此使得下卧层的承载要求；基础底部土层厚度变化较大的时候，应保持相对较厚的可压缩层，减少相邻点之间的沉降差异。应对不均匀的地基，应进行必要的处理。对外露的石芽进行褥垫；对较厚而状态不均匀的区域采用置换方式处理。当石芽密度大而溶槽不宽时，应保证土层的厚度小于1.2m，并以此标准对厚度超出的部位进行挖除。当石芽的数量不多，且周围土层厚度不均匀的时候，应对石芽进行处理，打掉一定厚度，并对此位置进行褥垫，材料为煤渣、中细砂等。

4 岩溶地基

岩溶地区主要是以溶洞为主要特征，其形成主要是因为地层结构中有可溶性的石灰岩、泥灰岩等，因为长期受到地下水的溶蚀作用而形成了大小不一的溶洞。此种地质类型在施工过程中会因为作业的干扰而打破其原有的稳定结构，出现溶洞的坍塌等情况。以此改变了地基的稳定性，后期建筑载荷的作用也有可能会造成溶洞的超载，出现塌陷，影响建筑的稳定和安全。

处理方法：对在地面或者浅层强度较低的溶洞应在实地勘察的基础上，的溶洞：进行挖除处理，并对其内部进行回填。采用碎石、砾石、灰土、混凝土进行分层的回填并夯实。浅层溶洞则可进行顶部爆破，然后进行分层的回填并夯实。如洞体结构强度高，岩层的持力性较强，可以 利用石料或者混凝土进行砌拱，外部用素混凝土灌注；或者砌石柱、灌注桩等进行处理；小型的溶洞则利用砌石进行找平。

对埋藏较深、较大、顶板较厚的溶洞可钻孔向洞内灌水泥砂浆或低强度等级混凝土填塞；如能进入洞内亦可用石砌柱支承对洞顶无流动水、洞深5m左右,且无连续贯通溶道的溶洞,可在洞内埋压浆管填块石、碎石至洞顶,再用压力灌浆方法压注水泥砂浆将石间缝隙填实。

参考文献：

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