第３８卷第３期 ・６２・ ２ ０ １ ２年１月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．３ Ｊａｎ． ２０１２ 文章编号：１００９—６８２５（２０１２）０３—００６２—０３ 湿陷性黄土与环境岩土工程 刘艳辉 摘要：简要介绍了湿陷性黄土的定义、判定及分布，针对湿陷性黄土的常见环境岩土工程问题进行了分析，阐述了问题 形成的原因，并对几种常用的湿陷性黄土地基处理方法作了具体说明，以指导实际施工中合理选用。 关键词：湿陷Ｉ陛黄土，边坡，稳定性，岩溶，处理方法 中图分类号：ＴＵ４４４ 文献标识码：Ａ １ 湿陷性黄土概述及在我国的分布 １．１ 湿陷性黄土概述 黄土在天然含水量条件下，往往具有较高的强度和较低的压 当 ＜０．０１５时，定性为非湿陷性黄土；当 Ｉ＞０．０１５时，定性 为湿陷性黄土。按 值大小可将湿陷性黄土分为三类：当６。＜０．０３ 时，为轻微湿陷性；当０．０３≤ ＜０．０７时，为中等湿陷性；当占 ＞ ０．０７时，为强烈湿陷性。 缩性。但有的黄土在上覆地层自重压力或在自重压力与建筑物 荷载共同作用下，受水浸湿后土的结构迅速破坏，产生显著的附 １．３湿陷性黄土在我国的分布 我国是世界上黄土分布最广，厚度最大的国家。而湿陷性黄 加下沉，其强度也随之明显降低，这种黄土称为湿陷性黄土。而 大部分分布在北纬３４。～ 有的黄土在任何条件下受水浸湿却不发生湿陷，则称为非湿陷性 土的分布面积占我国黄土总面积的６０％，４１。东经１０２。～１１４。之间的年降雨量在２５０ ｍｍ一５００ ｍｍ的黄河 黄土。 １．２湿陷性黄土的判定及程度划分 黄土的湿陷性是黄土最重要的工程特性。为了判定黄土是 中游地区。除此之外，在山东中部、甘肃河西走廊、西北内陆盆地 东北松辽平原等地也有零星分布，但面积一般较小，且不连续。 现分述如下： 否具有湿陷性以及湿陷性程度如何，需进行室内压缩试验确定黄 土的湿陷系数 ，然后根据６ 值的大小加以判定。 ＝１）东北区：本区的湿陷性主要分布在松辽平原西南部。中 （ 一＾。 ）／＾０。 部、＝ＩＢ部和南部等地有黄土状岩石分布，但很少具有湿陷性，或湿 陷性不强烈。 ２）华北区：湿陷性黄土主要分布在燕山南麓、泰山与鲁山北 部山麓。这一区域的湿陷性黄土多在河谷中或者山前、山间的低 其中， 。为保持天然湿度和结构的土样，加压至变形时稳定 后的高度； 。 为上述加压稳定后的土样在浸水作用下变形稳定后 的高度； 为土样的初始高度。 近几年来，支盘桩基在全国许多省市得到推广使用，很多地 参考文献： 方是在地下水位以下使用泥浆护壁法施工，其施工质量可靠，工 ［１］ 王铁宏．全国重大工程项目地基处理工程实录［Ｍ］．北京： 期较短，试桩结果满足设计要求。根据本工程地质条件，经综合 分析比较，本工程采用支盘桩地基处理方案是经济和适宜的。 中国建筑工业出版社，１９９８． ［２］ 冯仲仁，朱瑞赓．我国高速公路软基处理研究的现状与展望 ［Ｊ］．武汉理工大学学报，２００２，２４（１）：７８—８Ｏ． ５结语 张思军．支盘灌注桩的作用机理及应用研究［Ｄ］．南京：河 电力建筑地基处理技术是一门实践性很强的应用技术。采 ［３］海大学土木工程学院，２ｏ０５． 用先进的技术进行合理的地基方案选型，能有效降低电力土建工 ［４］ 吴尚荣，梁焕新．碎石桩在液化地基中的应用［Ｊ］．化工设 程造价。 不同地区土类型不同，地基处理应综合考虑土质条件、建筑 计，２００８，１８（４）：４２—４４． ５］ 肖洪伟，肖兵．输电线路大直径人工挖孔扩底桩基础的承 结构、荷载特征、施工技术条件及场地周围环境、检测条件等因素 ［载力试验研究［Ｊ］．电力建设，２００４，２５（８）：４５—５０． 确定安全可靠、技术先进、经济合理、施工方便的地基处理方案， 以达到节省投资、加快进度的目的，取得良好的技术、经济和社会 ［６］贺迎喜，董志良，王伟智．沙特ＲＳＧＴ码头项目吹填珊瑚礁 地基加固处理［Ｊ］．水运工程，２０１０（１０）：１００—１０４． 效益。 Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＬＩ Ｇｕｏ－ｔｉａｎ ＸＵ Ｍａｏ・ｘｉｎｇ ＬＵＯ Ｌｉ－ｑｉｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｓｏｍｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｎ ｇｒｏｕｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ．Ｂｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｈｅｔ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｇｅｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｒｅｅ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｍｍｅｄ ｓｏｉｌ—ｃｅｍｅｎｔ ｐｉｌｅ，ＣＦＧ ｐｉｌｅ ａｎｄ ｃａｓｔ—ｉｎ．ｐｌａｃｅ ｐｉｌｅ ｗｉｔｈ ｂｒａｎｃｈｅｓ ａｎｄ ｐｌａｔｅｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｏｍｅ ｕｓｅｆｕｌ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ａｒｅ ｄｒａｗｎ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｇｕｉｄｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｒｏｕｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｒａｍｍｅｄ ｓｏｉｌ—ｃｅｍｅｎｔ ｐｉｌｅ，ＣＦＧ ｐｉｌｅ，ｃａｓｔ—ｉｎ—ｐｌａｃｅ ｐｉｌｅ ｗｉｔｈ ｂｒａｎｃｈｅｓ ａｎｄ ｐｌａｔｅｓ 收稿日期：２０１１・１０－２２ 作者简介：刘艳辉（１９８５一），男，贵州大学土木与建筑工程学院硕士研究生，贵州贵阳５５００００ 第３８卷第３期 ２ ０ １ ２年１月 刘艳辉：湿陷性黄土与环境岩土工程 ・６３・ 缓丘陵之上，但分布不算广泛。 地基处理应选用不同的处理方法。主要有以下几种： ３）黄河中游地区（即三门峡一龙羊峡之间的黄河及其支流流 １）换土垫层法。 域）：该区湿陷性黄土发育最为广泛，主要分布在黄河及其支流的 换土垫层法原理：当软弱土地基承载力和变形满足不了建筑 河谷地区。另外，在某些山前边坡、丘陵、黄土塬顶也有分布。本 物的要求，而软弱土层的厚度又不是很大时，将基础底面以下处 区黄土分布既广又厚，地层发育比较齐全。分布连续，是我国湿 理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的 陷性黄土分布的典型地区。 砂、碎石或灰土等性能较稳定、无侵蚀的材料，并夯击、碾压至密 ４）西北的其他内陆盆地地区：湿陷性黄土分布比较零散，主 实。工程中常用的垫层有：砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土 要在柴达木盆地东南部、河西走廊、天山南北麓以及准噶尔盆地、 或素土垫层、煤渣垫层及其他性能稳定、无侵蚀性的材料做成的 塔里木盆地的边缘地区有所分布。 垫层。 大量资料证明，湿陷性黄土因沉积的地质年代不同，其湿陷 ２）素土挤密桩法。 性有很大的差别。一般形成年代越久，大孔结构退化，土质越趋 素土挤密桩是利用沉管、冲击等方法将钢管打入土中侧向挤 密实，湿陷性减弱，甚至不具湿陷性；反之，形成年代越近，黄土湿 密成孔，然后在孔中分层填入土夯实而成的桩，它与周边土共同 陷性越明显。如全新统黄土和上更新统黄土一般具有湿陷性，而 组成复合地基，承受上部荷载。素土挤密桩的主要特点有：ａ．素 中更新统黄土和下更新统黄土通常不具有湿陷性质。也就是说 土挤密桩成桩时为横向挤密，同样达到所要求的干密度指标，可 我国湿陷性黄土主要是在第四纪全新世至晚更新世这段地质历 消除地基土的湿陷性，提高承载力，降低压缩性。ｂ．与换土垫层 史时期里形成的。 相比，不需大量开挖回填土方工程量；处理深度较大，可达１２ ｍ一 ２湿陷性黄土的常见环境岩土工程问题 １５ ｍ；成桩材料可就地取材，降低工程造价。 湿陷性黄土常见的环境岩土工程问题有：湿陷性。地基强度 ３）强夯法。 与压缩性，边坡的稳定性与黄土岩溶、冲沟、泥石流以及其他环境 强夯法是用起重机械将８０ ｋＮ～４００ ｋＮ的夯锤起吊到６ ｍ～ 岩土工程问题。 ３０ ｍ高度后，将夯锤自由落下，产生强大的冲击能量，对地基进行 １）黄土地基湿陷问题。 强力夯实，从而提高地基承载力，降低压缩性。强夯法的主要特 湿陷性黄土最主要也是其最重要的特征是其湿陷性。黄土 点有：施工工艺和施工设备简单，适用土质范围广，加固效果显 湿陷性造成的建筑物地基变形一般比较迅速且非常强烈，常常是 著，可获得较高的承载力。具有工效高、施工速度快、节省加固原 正常压缩变形的数倍，有时甚至是数十倍，而且其变形速度也远 材料、施工费用低、耗用劳动力少等优点。强夯法施工技术参数 比正常压密固结快得多。 包括单位夯击能、夯击点的布置及间距、单点夯击击数与夯击遍 黄土地基中发生的湿陷往往是大规模的。黄土湿陷性对工 数、夯击间隔时间、处理范围、加固影响深度。 程建筑物有百害而无一利。如果对黄土湿陷性的重视不够或事 ４）振冲碎石桩法。 先没有正确地评估和有效消除地基湿陷性，则地基受水浸湿后往 振冲碎石桩法是在地基中借振冲器成孔，振密填料置换，形 往发生事故，使建筑物产生大幅度的沉降或差异沉降，轻者造成 成以碎石、砂砾等散粒材料组成的桩体，与原地基土一起构成复 建筑物的开裂或倾斜。影响建筑物或地下管线的正常使用和安 合地基，使其排水性能得到很大改善，加速土层固结，使承载力提 全，严重时甚至使建筑物完全破坏。 高，沉降量减少。主要特点有：技术可靠，机具设备简单，操作技 ２）黄土边坡稳定性问题。 术易于掌握，施工简便；可节省三材，因地制宜，就地取材，可利用 边坡稳定性是任何地基上均能遇见的问题，而湿陷性黄土地 碎石、卵石、砂、矿渣等作填料；加固速度快，节约投资，碎石桩具 基还有它的特殊性。黄土边坡稳定性是湿陷性黄土地区主要的 有良好的透水性，加速地基固结，地基承载力可提高１．３倍～ 环境岩土工程问题之一。黄土边坡包括自然边坡和人工边坡，这 １．３５倍。 两种类型的边坡对工程建筑和环境影响都比较大。 ５）深层搅拌桩法。 ３）黄土岩溶。 深层搅拌桩法分为高压喷射注浆法与水泥土搅拌法。高压 黄土岩溶是黄土地区的一个典型的环境岩土工程问题。它 喷射注浆法又称施喷法，是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻 可直接引起路基下沉、边坡坍塌、建筑物开裂、倾斜甚至完全破 进至土层的预定位置后，用高压脉冲泵，将水泥浆液通过钻杆下 坏。由于黄土岩溶的发生，特别是陷穴、地下暗洞和暗穴的存在， 端的喷射装置，以高速高压射流喷入土体，冲击切削土层，使喷射 不易被人发现，时常在工程建筑物修建后导致突然发生的建筑事 流射程内的土体遭到破坏。同时，钻杆边转动边提升，使土体与 故，其损失极为严重。 水泥浆充分搅拌混合，凝聚固结后即在地基中形成一定强度的水 ４）其他环境岩土工程问题。 泥土混合体，从而使地基得到加固。水泥土搅拌法利用水泥（石 黄土区环境岩土工程问题还常见有黄土冲沟、山洪泥流。黄 灰）等材料作为固化剂，通过深层搅拌机在地基深部就地将软土 土冲沟的形成是水力冲刷侵蚀的结果，它是在一定的地形条件下 和固化剂（浆体或粉体）强制拌和，利用固化剂和软土发生一系列 先在低凹处蚀成小洞，并逐渐扩大形成浅沟，以后再进一步冲刷 物理化学反应，使其凝结成具有整体性、水稳性好和较高强度的 就形成冲沟。 水泥土（灰土），与天然地基形成复合地基。水泥土搅拌法的特点 ３湿陷性黄土工程地基处理方法 是：在地基加固过程中无振动、无噪声、无污染；对被加固土体侧 为确保湿陷性黄土地区路基与结构物安全及正常使用，根据 向挤压，对邻近建筑物影响很小；有效提高地基强度；施工工期 现场工程地质、水文地质、气候条件等特点，常需要对黄土地基进 短，造价低廉。 行处理。其目的是改善土的性质、减少土的渗透性、压缩性、控制 参考文献： 其湿陷的发生，部分或全部消除其湿陷性。湿陷性黄土地基处理 ［１］ 朱瑞成，余雄飞．湿陷性黄土状角砾的工程性质及地基处理 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， ［Ｊ］．西部探矿工程，１９９７（３）：５１－５３． ・６４・ 第３８卷第３期 ２ ０ １ ２年１月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ＶｏＩ．３８ Ｎｏ．３ Ｊａｎ． ２０１２ 文章编号：１００９—６８２５（２０１２）０３—００６４—０２ 深基坑施工安全专项方案 马世茂 摘要：以南水北调中线淅川段基坑工程为例，针对渠道深挖方段、交叉建筑物的基坑施工开挖工艺、施工开挖措施、危 险因素及其对策进行了简要的分析，对今后同类项目具有一定指导意义。 关键词：深基坑，施工安全，方案 中图分类号：ＴＵ４６３ 文献标识码：Ａ 阔，工程涉及的主要地层为第四系上更新统粉质粘土，中更新统 １ 编制说明 粘土，上第三系（Ｎ）粘土岩、砂岩、砂砾岩。Ｑ，粘性土 为预防施工现场土方坍塌事故的发生，保证施工安全，依据 粉质粘土、《建筑法》《安全生产法》及《建筑施工安全检查标准》等的要求， 多具弱膨胀性，Ｑ 粘性土多具中等膨胀性，中等压缩性。上第三 特编制此项方案，以指导现场安全作业。本方案主要涉及到的是 系粘土岩多具中等膨胀性，砂岩、砂砾岩多具中等透水性。桩基 施工易产生缩孔缩径、塌孔等问题。 严陵河渡槽基坑开挖以及挖方段跨渠道桥梁基坑开挖施工。 ２概述 ２．１ 工程概况 南水北调中线淅川段工程施工７标工程明渠渠道总长为 ３施工工艺及方案 ３．１ 施工部署 １）机械设备配置。施工开始前挖掘机、装载机、自卸车等配 并检查机械设备的性能、状态，保证其符合施工要求，同 ６．８６ ｋｍ，过水断面采用梯形断面。渠道设计水深７．５ ｍ，渠道底 置到位， 宽ｌ５．５ ｍ～２０．５ ｍ。标段建筑物包括：１座河渠交叉建筑物，为严 时特种作业人员必须持证上岗。陵河梁式渡槽；１座节制闸和１座退水闸，结合严陵河渡槽布置； ６座公路桥；２座生产桥。 ２）现场准备。施工前对场地进行平整，方便施工机械进入施 工场地作业，进行现场地下管物的物探，了解场地内各种地下障 碍物的情况，对地上、地下妨碍施工的线路进行拆除或改移。 ２．２ 工程地质 本标段位于河南省南阳市邓州市赵集乡境内，地处南阳盆地 西北部边缘，属岗状丘陵地貌。 １）严陵河梁式渡槽工程地质条件。 工程区地势开阔，地形起伏。地貌形态主要有河床、漫滩、 Ｉ级阶地、Ⅱ级阶地。在严陵河右岸，跃进渠穿过工程区，渠宽 ４ ｍ一８ ｍ，深３ ｍ一５ ｍ。 ３）技术准备。按照施工图纸设计，核算基底高程，准确放样， 确定开挖范围。察看地质勘查报告，必要时人工挖槽核实地质情 况，确定合理的开挖方案，杜绝野蛮开挖。 ３．２基坑施工方案 １）人工配合挖掘机施工方法开挖。挖掘机挖至距设计沟槽 底部约３０ ｃｍ时停止，余土用人工清底，以免扰动地基土。对深度 小于２ ｍ的可一次挖成，对于大于２ ｍ的可分层开挖。 ２）施工场地狭窄地段，为保证基坑土方开挖的安全，基坑采 工程区地层主要有上第三系（Ｎ）和第四系（Ｑ）。上第三系河 湖相沉积，由粘土岩、砂岩和砂砾岩组成，具多韵律构造，成岩程 度差。第四系由上更新统（Ｑ ）和全新统（Ｑ４ ）组成。上更新统 上部为粉质粘土、下部为粗砂。全新统下部（Ｑ ）上部为粉质壤 土，下部为粗砂。全新统上部（Ｑ ）粗砂，含砾卵石。 用挖掘机开挖，根据现场土质情况确定基坑边坡坡度值。基坑开 挖时发现不良地段，立即采取相应的支撑防护，保证施工安全。 ３）深基坑施工时采用“横挖法”，以基坑整个横断面的宽度和 分层深度，从一段逐渐向前开挖；每层开挖深度不大于３ ｍ，每３ ｍ 设置一个１ ｍ宽的平台，进行基坑开挖时，先开挖上下施工马道， 区内含水层主要有第四系孔隙含水层和上第三系孔隙、裂隙 含水层。 ２）公路桥工程地质条件。 本标段共有６座公路桥和２座生产桥，桥场地区地形平坦开 ［２］ 汪国烈，张豫川．高烈度区湿陷Ｉ陛黄土场地上地基基础抗震 评价中存在的三个问题［Ｊ］．西部探矿工程，２００９（１）：３５—３８． ［３］ 曾国红，裘以惠．含水量增加时湿陷性黄土变形特性研究 供施工车辆运土行驶使用。跨区桥梁基坑开挖坡度和平台设置 与交叉部位的渠道开挖一致。 ［Ｊ］．西部探矿工程，１９９６（ｓ１）：２０－２５． ［４］ 刘建国．湿陷性黄土地区建筑地基处理方式浅议［Ｊ］．西北 地质，１９９８（２）：４７—４９． Ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ ｌｏｅｓｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＬＩＵ Ｙａｎ－ｈｕｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂｒｉｅｌｆｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ，ｊｕｄｇｍｅｎｔ，ａｎｄ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ ｌｏｅｓｓ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｃｏｍｍｏｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｌａ ｇｅｏｔｅｃｈ— ｎｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｆｏｒｍｉｎｇ ｃａｕｓｅｓ，ａｎｄ ｓｐｅｃｉｉｆｃａｌｌｙ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｃｏｍｍｏｎ ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ ｌｏｅｓｓ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｗｉｔｈ ａ ｎ． ｖｉｅｗ ｔｏ ｇｕｉｄｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ａｃｔｕａｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ ｌｏｅｓｓ，ｓｉｄｅ ｓｌｏｐｅ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｋａｒｓｔ，ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ 收稿日期：２０１１—１０－２０ 作者简介：马世茂（１９７６．），男，工程师，一级建造师，监理工程师，南水北调中线局河南直管建管局，河南郑州４５００００