1、灰土（或素土）垫层施工

 

　　灰土（或素土）垫层施工时，先将处理范围内的湿陷性黄土全部挖出，并对底部进行夯实或压实。然后将就地挖出的粘土配成相当于最优含水量的土料，根据选用的碾压（或夯实）机械，按一定厚度分层铺土，分层碾压（或夯实）直到设计标高为止。在大面积的施工范围内，可采取分段开挖，分段碾压（夯实）上下面层应避免竖向接缝，其错距离不应小于0.5m。在施工缝两侧0.5m范围内，应增加碾压（或夯实）遍数。

 

　　 土垫层所用土料不得采用有机质含量大于8%的种植土、建筑垃圾和冻土等。灰土的土料应预过筛，其粒径不得大于15mm，石灰宜用熟石灰经过筛后使用，粒径不得大于5mm，且不得夹有未熟化的生石灰块粒。施工时所用的机械一般采用重锤、压路机、羊足碾、蛙式夯机等。其每层铺土厚度以及灰土或土料的含水量，根据选用的施工机械确定。选用的含水量应接近最优含水量，最优含水量一般通过击实试验确定，垫层施工质量检测应在每层表面下2/3厚度处取样，检测土的干密度，取样数量不应小于下列规定：①整片垫层，每100m2每层3处；②矩形（或方形）基础底面下的垫层，每层2处；③条形（包括管道）基础底面下的垫层，每30m每层2处。

 

　　2、硅化加固

 

　　硅化加固主要材料为水玻璃，主要设备为注浆管、打孔机（带脚架或其他机械成孔机）分配器、溶液罐、注浆泵、胶皮管（带压）压力表和滑轮等。注浆孔的布置原则，应能使被加固墙体在平面和深度范围内能造成一个整体。加固1m3土体的溶液用量Q(L/m3)可按下式计算：

 

　　Q=Vn–Vw=Vn–ωγd

 

　　式中：Vn为加固前1m3土的孔隙体积，L；Vw为加固前1m3土的土体中水的体积，L；γd为加固前地基土体平均干重度Kn/m3；ω为加固前土体的平均含水量，%。

 

　　硅化加固湿陷性黄土地基的施工，可分以下几个步骤：

 

　　（1）成孔打入注浆管。硅化施工一般从天然地面或基础底面以上1.0~1.5m的覆盖层开始，按照设计的注浆孔放线定位。注浆管的打入可采取分批、分段流水作业，自外向里间隔进行。当加固深度超过1.5m时，宜分层进行注浆，注浆次序自上而下进行，即先将注浆管打入第一加固层，注入浆液，完毕后再将其打入第二加固层，以此类推，直至设计规定的深度为止。

 

　　（2）浆液配置当水玻璃（硅酸钠）溶液的浓度大于硅化加固要求的浓度时，应加水稀释，稀释1L硅酸钠溶液的加水量x(L)可按下式计算：

 

　　式中：a1为稀释前的硅酸钠（水玻璃）溶液比重，一般为1.45~1.53；a2为加水稀释后硅酸钠溶液的比重，采用单液硅化时，一般为1.13~1.15。

 

　　浆液配料时，先将未稀释的水玻璃溶液盛入容器内，把2.5%的氯化钠溶液和按上式算出的用水量徐徐到入容器，搅拌均匀，用比重计检查其浓度，符合要求时即要将配好的溶液盛入注浆用的容器内，并立即使用，放置时间不宜超过4h，以免沉淀和形成凝胶。

 

　　每注浆管加固一层土所需的水玻璃溶液用量V(L)可按下式计算：

 

　　V=πR2LQ

 

　　式中：R为加固半径，m；L为加固一层土的厚度；Q为加固

 

　　1m3土体的溶液用量，L/m3。

 

　　（3）往地基内注浆。注浆与打注浆孔的程序相同，一般自上而下分层进行，注浆管打入设计标高以后，应及时连接注浆设备，向土中注入浆液。接管及注浆时，不得将注浆管摇动，以防管壁与周围土由于松动而产生缝隙，造成冒浆，注浆压力一般为1~2Mpa，注浆速度为2~5L/min。在注浆过程中，也可根据具体情况逐渐增大或减少灌注压力和注浆速度，浆液冒出地面时，应立即停止灌注，将注浆管周围的表层土翻松夯实或采取其他有效措施处理后方可继续灌注。

 

　　整个注浆孔注浆完毕后，应及时拔出注浆管，用热水冲洗干净，所有注浆孔宜用水泥砂浆填塞，如用素土或灰土填塞应分层捣实。

 

　　3、碱液加固

 

　　碱液加固设备和工艺均较为简单。用洛阳铲或钢管打到预定的加固深度，孔径为5~7cm，孔中填入2~4cm粒径的小石子至注浆管下端的标高处，然后将Φ20mm钢管插入孔中，再用0.5~2.0cm粒径的小石子填入管子四周约20~30cm高，其上用素土填实直到地表。

 

　　碱液注入灌注桶中，溶液在桶中可用蒸汽管加热或在桶底直接用火加热。桶底部焊一带阀门直径为20mm的管嘴，外接直径25mm胶皮管，注碱液时将胶皮管与注液管连接，开启阀门，溶液即以自流方式渗入注浆孔周围，形成加固体。

 

　　碱液加固时的氢氧化钠消耗量主要取决于土对它的吸收能力，是由土中钙、镁离子和有机物含量中细颗粒含量吸收这些成分与氢氧化钠反应的能力所决定，一般每加固1m3黄土所需氢氧化钠的用量约为35~45kg，相当于干土重3%左右。为了使更多的氢氧化钠被土吸收，也可先灌较浓溶液（120~130g/L），后灌较稀溶液（70~80g/L）。当溶液带入土中的水量较多时，容易使湿陷性黄土地基产生较大的附加下沉，因而不宜采用更稀浓度的溶液。注浆孔一般应在基础两侧或周围各布置一排，孔距视对地基加固的要求而定。

 

　　4、预浸水施工

 

　　浸水场地的面积应根据建筑物的平面尺寸和湿陷性黄土层的厚度确定。

 

　　对于平面为矩形的建筑物，浸水场地的宽度不应小于湿陷性黄土层的厚度，并根据建筑物的平面尺寸，沿短边加宽2~4m，沿长边加宽5~8m。对平面为方形或圆形的建筑物，浸水场地的边长或直径应大于湿陷性黄土层的厚度，并按建筑物尺寸外延3~5m。

 

　　当浸水场地面积较大时，预浸水应分段进行，每段50米左右。浸水前沿场地四周挖土或修筑土埂，高0.5米，并设置地面标点和深标点。浸水后定期观测标点下沉，至下沉稳定为止。

 

　　自重湿陷性黄土场地一般土质疏松，而且常有裂缝和孔洞分布，在浸水过程中容易发生“跑水”，给予浸水法施工造成困难，影响处理效果，因此，从一开始注水就仔细观察，如发现有裂隙或孔洞“跑水”现象，需及时填土堵塞。浸水初期，水位不宜过高，待周围地表形成环形裂缝时在将水位适当提高，“跑水”一般发生在开始浸水的时候，在第一周内要加强观察。“跑水”严重时要停止浸水，以便处理。

 

　　由于湿陷性黄土地区湿陷黄土的特点，除进行正常和必需的地基处理外，防水措施也是保证湿陷性黄土地基上建筑物安全和正常使用的重要措施之一。

 

　　由于湿陷性黄土浸水后产生湿陷变形的特点，防止水对地基浸湿而产生变形，对湿陷性黄土地区的建筑物而言，显得较为重要，在自重湿陷性黄土地区，当湿陷性土层较厚时，限于施工技术条件，或进行经济对比认为不合理，而采取消除地基的部分湿陷量，难于达到控制剩余湿陷量的目的，就需要加强防水措施，采取严格的防水措施，辅以地基处理，这样可以消除上部处理土层的湿陷性，减少地基的湿陷量，而且可以减少下部土层的湿陷几率。而对于非自重湿陷性黄土地基上的一般建筑物，当地基的湿陷量较小时，可以不进行地基处理，而以防水措施为主，辅以结构措施，这样做不致产生较严重的湿陷事故，这也是在非自重湿陷性黄土地基上的习惯做法，有一定成功经验。

 

　　另外还有结构措施，即在湿陷性黄土地基上的建筑物在结构设计时应考虑当地基发生湿陷时建筑物仍能保持其整体性和稳定性，减少建筑物的不均匀下沉，并减轻建筑物的损坏程度。

 

　　其结构措施的主要内容为：①选择合理的结构和基础形式，以适应不均匀下沉；②加强结构的整体性和空间刚度，以减少不均匀下沉；③外墙建筑部件（结构）的强度，减轻湿陷的损害；④预留适当净空，以适应湿陷变形。

 

　　结语

 

　　我国湿陷性黄土分布很广，各地区黄土的差别很大，地基处理时应区别对待，湿陷性黄土地基处理主要取决于湿陷性黄土的特殊性质，湿陷性黄土地基的变形包括压缩和湿陷性两种，当基底压力不超过地基土的容许承载力时，地基的压缩变形很小，大都在其上部结构的容许变形值范围以内，不会影响建筑物的安全和正常使用。湿陷变形是由于地基被水浸湿引起的一种附加变形，往往是局部和突然发生，且不均匀，对建筑物破坏性大，危害严重，因此对湿陷性黄土地区的建筑物不论地基承载力是否达到容许承载力，都应对地基进行处理，前者以消除湿陷为目的，后者以提高承载力为主，同时应消除黄土的湿陷性。

 

　　在遇到湿陷性黄土地基时，需考虑技术、经济等综合因素，采取相应的地基处理方法，提高承载力，消除湿陷性，满足建筑物的安全和正常使用要求。