黃土的濕陷性對人類工程活動危害很大，經常對建築物、渠道、庫岸、道路護坡等造成破壞。以下是我關於濕陷性黃土地基處理的研究論文，分享給大家。
通過梳理濕陷性黃土的成因及各種地基處理方法的適用範圍和優缺點，結合侯鐵路房屋濕陷性黃土地基處理方案的工程實例，通過技術經濟分析，得出濕陷性黃土地區鐵路房屋地基處理的壹般方法，對濕陷性黃土地區鐵路房屋建設具有很好的借鑒作用。
關鍵詞:濕陷性黃土；鐵路房屋；地基處理墊層法；壓實方法
濕陷性黃土是壹種特殊性質的土，具有在自重或外荷載或兩者共同作用下，結構被水浸泡後迅速破壞並突然下沈的性質。在我國分布廣泛，主要分布在山西、陜西、甘肅、河南西部的大部分地區。此外，新疆、山東、遼寧、寧夏、青海、河北、內蒙古部分地區也有分布，但不連續。
鐵路房是鐵路生產經營的核心，起著指揮、調度、監控和服務的作用，對整個鐵路的安全運營起著非常重要的作用，是整個鐵路系統不可缺少的組成部分。鑒於濕陷性黃土的危害性和鐵路站房的重要性，在濕陷性黃土地區修建鐵路站房必須采取處理措施，確保站房結構的安全。
由於國內對鐵路房屋的濕陷性處理措施的專題研究和實例較少，本文從理論與實踐相結合的角度對這壹問題進行了探討。
1黃土的濕陷機理及防治措施
1.1黃土的濕陷機理
黃土的結構特征和膠結材料的水溶性決定了黃土濕陷的機理[1]。濕陷性黃土是壹種孔隙大、垂直節理發育的非飽和欠壓密實土。在自然濕度下，其壓縮性低，強度高。然而，當它浸泡在水中時，它的強度明顯降低。由附加壓力或在附加壓力和土體重力壓力作用下引起的濕陷變形是壹種大沈降和快沈降。
(1)黃土的力學性質從內部發生了變化。在水浸泡和外荷載因素下，剪應力超過抗剪強度，導致坍塌。
(2)黃土內部被水潤濕，減少了土體本身的摩擦力，因外界擾動而引起濕陷。
(3)黃土內部結構崩塌，削弱了黃土顆粒間的粘結強度，使顆粒相對遷移，並伴有小顆粒進入大空隙。同時，由於顆粒之間的粘結被水溶解，在外界擾動下強度失去平衡，導致土體結構的破壞。
1.2濕陷性黃土的預防措施
黃土的濕陷性對人類工程活動危害很大，經常破壞建築物、渠道、庫岸和道路護坡。作者認為，改變濕陷性黃土的結構特征是防止黃土濕陷的核心，防止或減少建築地基的濕陷是防止黃土濕陷的關鍵。
防止濕陷性黃土地基濕陷的綜合措施主要有地基處理、防水措施和構造措施，其中地基處理措施主要用於改善土的物理力學性質，減少或消除地基的濕陷變形；防水措施主要用於防止或減少地基被水浸泡；結構措施主要用於減少或調整建築物的不均勻沈降，或使上部結構適應地基的變形[2]。三項措施的功能、作用和側重點是不同的。實踐中應采取綜合措施，標本兼治，突出重點，消除隱患。
防止黃土濕陷的地基處理措施主要有以下幾種:
(1)墊層法:包括土墊層和灰土墊層。就是將基底以下的濕陷性土層部分或全部清除，換上2:8或3:7的灰土，分層夯實。適用於排除1 ~ 3m基底以下的濕陷性黃土。它具有施工簡單快捷、造價低廉的優點，但該措施處理的黃土厚度有限，不適用。
(2)強夯法:將夯錘(10 ~ 60t)反復提升到壹定高度(10 ~ 40m)使其自由下落，給予地基沖擊和振動能量，從而提高地基承載力，降低其壓縮性，改善地基性能。該方法設備簡單，工期短，省工省料，成本低。處理深度壹般為3。對非自重濕陷性黃土效果明顯。要求場地有足夠的空間，土壤含水量高，施工引起的振動大，對周圍建築物有影響。不適合在市區使用，而且施工前的測試和竣工後的檢驗耗時較長(30天)。
(3)擠密法:用灰土或土層擠密的樁形成加筋，與樁間擠密土壹起形成復合地基，承擔地基上部荷載。成孔夯實主要有沈管、沖擊、夯擴、爆擴，適用於厚度為3 ~ 15m的濕陷性黃土。由於樁和樁間土的雙重作用，造成擠土。
(4)預浸水法:適用於處理厚度大於10m，計算重量塌陷量不小於500mm的場地。浸泡後，6m以下的地面塌陷可以完全消除，6m以內的地面塌陷也可以大大減少。但這種方法耗時太長，往往影響工期，用水量大，不適合缺水地區。洪水導致場地周圍地面下沈開裂，容易影響附近建築物的安全。因此規定與已有建築物的距離不得小於50m，且壹般在浸水後需要進行補充勘察工作，重新評價地基土的濕陷性，並對上部濕陷性黃土層進行墊層或其他方法處理，無形中增加了成本，延長了工期。
當上述地基處理措施不能滿足設計要求時，可采用樁基礎消除黃土的濕陷性。這種方法安全可靠，但投資成本大。
2個工程實例
2.1火車站建築綜合樓
新建的侯鐵路白水站、澄城站和合陽北站位於隴東的陜西省渭南市？陜北？在山西西部濕陷性黃土帶上，該地區廣泛分布自重黃土，厚度壹般大於10m，地基濕陷性壹般為3 ~ 4級，濕陷性比較敏感。經現場鉆探檢測，三站均為4級自重濕陷性黃土，符合《濕陷性黃土地區建築規範》(GB 50025-2004)的判定。以澄城站施工現場為例，
(1)人工填土:厚約1.1m。
(2)粘性黃土:厚約23.8m，黃褐色，主要成分為粘粒，粘性壹般，土質均勻，結構松散，有針狀孔隙和蟲洞，含少量鈣絲和鈣結核。巖心疏松，短柱狀，其中:15.10 ~ 15.70 m含大量鈣絲。自重濕陷等級為ⅳ級。fak=150kPa。(3)砂質黃土:厚約1.3m，褐色，主要由粘粒組成，粘性壹般，土質均勻，結構緊密，含少量針狀孔隙，硬塑，柱狀巖芯短，自重濕陷性為ⅳ級。FAK = 65438。
經現場鉆孔探測，白水站和合陽北站與澄城站壹樣，均為ⅳ級自重濕陷性黃土，厚度較大。站房是壹個300人的小型火車站建築。建築結構采用全現澆鋼筋混凝土結構，主體1層，局部2層，建築高度12m，建築面積2500m2，設計使用年限50年，建築基礎。
根據設計要求，處理後復合地基承載力特征值不小於180kpa，樁間土平均壓實系數不小於0.93。
根據對場地情況、建築結構及國家相關規範要求的綜合分析計算，三站房地基采用灰土擠密樁處理。灰土擠密樁材料2: 8，樁徑400mm，樁長10m，樁間距900 mm，施工後三站房復合地基承載力特征值225kPa，樁間土平均擠密。
2.2單層小型砌體房屋
侯鐵路韓城站候車室和凈化室位於陜西省韓城市韓城火車站內。擬建房屋的地質數據如下:
(1)雜填土:由粉質粘土及大量磚瓦碎片組成，結構紊亂，土質不均勻，厚度約1m，為ⅱ級普通土。
(2)粘性黃土:分布於填土底面以下，黃褐色，硬塑？可塑，蟲洞、大孔隙發育，濕陷性，在施工場地均有分布，屬中壓縮性土，厚度約10m，底部為棕紅色古土壤層。為ⅱ級普通土，fak=120kpa，自重濕陷性為ⅲ級。
待檢室和潔凈室建築面積為68.64m2，1層，3.6m層。結構為磚混結構，設計使用年限為50年。基礎設計等級為丙級，基礎采用柱下、墻下條形基礎。處理後的地基承載力特征值要求不小於180 kPa。
地基處理時，在基礎下換填3:7灰土墊層，厚度3m，每邊寬度不小於1.5m，墊層分層夯實，夯實系數不小於0.97。采用換填法進行地基處理後，壓實系數不小於0.97，地基承載力特征值為195kpa，滿足設計要求。
2.3多層框架房屋
(3)侯鐵路芷陽站為綜合樓，建築面積639.52m2，兩層框架結構，高度8.9m，擬建建築物地質資料為:粘性黃土；淺棕黃色？黃褐色，厚度大於20m，土質較均勻，含鈣質網紋及零星姜石，硬塑，ⅱ類壹般土，fak=150kpa，屬自重濕陷性黃土，濕陷等級為ⅳ級，濕陷性土層厚度約25-35m。地表水不發達。鉆孔深度未發現地下水，土壤凍結深度為37厘米。要求地基處理後的復合地基承載力特征值不小於65438。
地基處理擬采用3:7灰土擠密樁。樁長6m，樁徑450mm，樁間距1000mm。但由於現場施工場地無法滿足灰土擠密樁處理寬度的要求，地基處理方案修改為3: 7灰土換填處理，處理厚度為基底以下3m，基礎邊緣外2m，灰土壓實系數不高。
現場施工後，地基承載力特征值大於180kpa，滿足設計要求。
2.4項目成本分析
從上表可以看出，鐵路房屋的重要建築，如火車站房，地基處理宜采用灰土擠密樁，以保證結構安全，其他房屋地基處理宜采用灰土墊層。與擠密法相比，不僅能有效節省工期，而且能顯著降低成本，可作為鐵路房屋濕陷性黃土處理的首選方法。
3結論
(1)以陜西省至侯鐵路建築濕陷性黃土地基處理為例，根據建築所處的場地情況和地質條件，探討了墊層法和擠密法地基處理方案，並進行了經濟技術分析，得出結論:鐵路站房適宜采用灰土擠密法，壹般建築適宜采用墊層法進行濕陷性黃土地質處理。
(2)目前對濕陷性黃土的研究成果主要集中在當地的民用建築上，而鐵路主要集中在路基的處理上[3，4]，對鐵路房屋的研究很少且類型單壹[5]。由於鐵路房屋的特殊性，下壹步應加強對濕陷性黃土地區鐵路房屋地基處理方法的探索和研究，特別是其他在當地土建施工中應用較少的技術(如DDC樁、鉆孔樁、鉆孔灌註樁)
(3)在濕陷性黃土地基處理中，根據《濕陷性黃土地區建築規範》(GB50025)和《建築地基處理技術規範》(JGJ79)的要求，應結合建築物的特點、地質條件、所需地基承載力、施工難度和投資節約等進行技術經濟分析，以選擇最合適的建築地基處理方案，避免資源浪費。
(4)灰土擠密樁施工機械屬於大型施工機械。由於成本原因，現在使用的機械比較老舊。因此，有必要研究壹套切實可行的安全控制方法和安全操作規程，確保施工安全。
(5)濕陷性黃土建築地基經地基處理後，可消除或降低濕陷性，滿足建築荷載要求。但在實際操作中，還應采取構造等措施(如考慮框架結構、設置結構內外變形縫等。)、防水(如擴大站房外停機坪寬度、增加防水卷材等。)，繼續對結構、防水、維護等方面的研究和探索，在實踐中不斷探索防止濕陷性黃土濕陷的方法。
參考資料:
(1)張小玉。濕陷性黃土地區建築物的地基處理措施[J].山西建築，2014 (3): 76。
(2)GB 50025-2004，濕陷性黃土地區建築規範[S].79 .
(3)姚宇春、李安紅、羅、孫穎。鄭西科專科學校濕陷性黃土地基處理技術研究[J].鐵道工程學會學報，2013 (9): 15？19.
(4)趙如意。侯鐵路濕陷性黃土地基處理措施的研究與設計[J].科技創新導報，2013 (5): 113。
(5)袁爾立。濕陷性黃土地區建築地基處理方案及造價分析[J].鐵路工程造價管理，2013(三):8-10。
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