浅谈地铁车站湿陷性黄土地基处理.doc

1、1浅谈地铁车站湿陷性黄土地基处理【摘要】本文通过对地铁车站湿陷性黄土地基的常用处理方法进行探讨，并以实例对湿陷性黄土地基处理进行说明，对于施工管理提供指导和借鉴作用。 【关键词】地铁车站；湿陷性黄土地基；处理 中图分类号：U231+.4 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 当前，在我国西北和黄河中上游地区，湿陷性黄土分布非常广泛，在地下结构施工中，处理湿陷性黄土地基的方法很多，本文以某地铁车站地基处理为实例进行分析，探索尽量合理、经济的处理方法。 二、湿陷性黄土的基本概念及特殊性质 1、湿陷性黄土的特殊性质 湿陷性黄土是一种特殊性质的黄土，在天然含水状态下，一般具有较高的强度，且其压缩系数较

2、小，但在覆盖土层的自重压力和建筑物的附加压力共同作用下，一旦受水浸湿，结构迅速破坏，并发生显著附加沉降，强度也随之迅速降低。湿陷性黄土一般呈黄色或褐黄色，粉土粒含量一般占土重的 60%以上，含有大量的碳酸盐和氯化物等可溶盐类，天然孔隙比在 1.0 左右，具有肉眼可见的大孔隙，它呈松散多孔结构状态，垂直节理发育。 2、湿陷变形 2湿陷性黄土由于它的特定生成环境、发生原因、地质历史、埋藏产状、地理地貌位置、气候条件、物质成分，尤其是它的特殊结构、特殊组成情况等等，致使压力和水的作用下发生湿陷现象，产生湿陷变形。 3、湿陷类型 湿陷性黄土地基分为自重湿陷性和非自重湿陷性两种类型。当湿陷性黄土地基或场

3、地浸水后，没有任何外部的附加荷载，仅在地基土的自重压力作用下发生湿陷的，称为自重湿陷性黄土地基或场地；当湿陷性黄土地基或场地在没有外部附加荷载的作用下浸水不发生湿陷，需要有一定的附加荷载作用下浸水才能发生湿陷的，叫非自重湿陷性黄土地基或场地。 四、常见湿陷性黄土地基处理方法 湿陷性黄土地基处理的目的主要是采取各种措施防止地基湿陷，以满足建筑物基础承载力的要求。常用的湿陷性黄土地基处理方法有：土或灰土垫层、土桩或灰土桩、强夯法、重锤夯实法、桩基础、预浸水法等。 1、垫层法 垫层包含素土垫层和灰土垫层两种。当湿陷性黄土厚度在基底下13 米的时候采用此方法处理地基，且更换的新土不能为湿陷性黄土，故该

4、法只能应用于局部有湿陷性黄土且湿陷性黄土土层厚度不超过 3 米的地基情况。 2、强夯法 强夯法又称为动力固结法。最早是从法国引进的技术，是将 840t3的重锤提升到 840m 的高度自由落下， 利用重锤的重力势能转化为动能对土壤强力冲击，进而压实土壤。此法在土壤中影响深度有限，而且对于土壤含水率也有要求，故对于湿陷性黄土厚度较厚或者湿陷性比较严重的地基处理效果较差。根据夯击能量的不同，该法可处理深度1015 m 的湿陷性土体。 3、挤密法 挤密法是通过桩机将带有通气桩尖的钢管打入土中，下沉过程中桩管会对土壤产生横向作用力， 使周围的土壤空隙变小、密实度增大，消除湿陷性，再在孔中填以砂、石、土等

5、材料，分层压实成桩，使桩挤密周围软弱土或松散土层，土与所成桩组成复合地基，从而提高地基承载力，而且可以使地表水下渗的量大大减少，进而减少土壤湿陷的概率，减少沉降量。 根据所用材料及施工方法的不同，分为土或灰土桩挤密法、砂桩挤密法、振动冲法。该法可处理深度 1520m 的湿陷性土体。 4、排水固结法 排水固结法是利用加载预压和真空预压等措施， 使孔隙水排除，土体压缩，使大量的沉降在建筑物建造之前完成的方法。在大面积材料堆场、机场跑道、油罐工程、路堤、土坝等地基中较多采用。 5、化学加固法 化学加固法是指采用化学胶剂，通过压力或电渗等方法，采用灌注、压入、高压喷射或拌和，使浆液与土粒胶结，以改善地

6、基土的物理与力学性质的地基理方法。目前采用的浆液有水泥浆液、以水玻璃为主的浆4液、以丙烯酰胺为主的浆液、以木质素为主的浆液等。 在以上各种方法中，机械压实法、重锤夯实法、振动压实法及换土垫层法等因加固处理的影响深度较浅， 属于浅层地基处理方法。强夯法、挤密法、桩基础、砂井堆载预压法、高压喷射注浆法、深层搅拌法等因加固处理的影响深度较深，属于深层地基处理方法。各类地基的处理方法都应根据工程实际情况，通过技术比较后合理选用。 四、地铁车站湿陷性黄土地基处理实例 1、地质概况 根据勘察报告揭露地层情况，某拟建地铁车站场地范围内存在连续分布、厚度在 24.6m25.6m 之间的湿陷性黄土；根据湿陷量判

7、定湿陷性等级为级（严重）级（很严重） ；综合场地条件，判定场地湿陷性等级应为级（很严重） ； 2、地铁车站地基处理设计 根据湿陷性黄土地区建筑规范3.0.1 条判定地铁车站属甲类建筑，车站附属工程风道、出入口通道为乙类建筑。根据规范规定，甲类建筑要求消除地基土的全部湿陷量或者采用桩基础穿透全部湿陷性黄土地层，通过经济分析比较，综合考虑工艺环境、工期、地铁运营对变形的敏感性等诸多方面的因素，最后选择车站型式采用地下四层双柱三跨矩形框架箱形结构，此时基坑深度约为 26 米，将场地范围内湿陷性黄土全部挖出，消除全部消陷量，以保证地铁车站运营安全。 车站附属结构判定为乙类建筑，要求消除地基的部分湿陷量

8、，且剩余湿陷量不应大于 200mm。风道与出入口通道均采用明挖法施工，以风道5为例，风道为地下三层结构，基坑深度约为 20m，重新判定湿陷类别为级（中等） ，剩余湿陷量 256mm200mm，拟采用灰土挤密桩法、桩基础进行地基处理，考虑到施工可行性，灰土挤密桩实用性等因素，经过各方讨论，确定采用桩基础穿透全部湿陷性黄土地层消除湿陷性黄土全部湿陷量，保证地铁风道使用安全性；并在风道上方上盖物业，以保证地铁建设的经济性； 在对地基进行处理的同时，还应对防水采取有效措施，因为水才是引起湿陷性黄土变形的主要原因。在基坑开挖之前，必须要做好降排水工作。施工过程中，对施工用水要加强管理，对防排水设施要加强

9、维护，避免因浸水引起湿陷性变形。此外，还可考虑一种新的防水方法，即“浅层砂层阻水、深层砂井导水” ，可结合工程实际，加以应用，它可以有效地防止被保护对象浸水。 目前，关于湿陷性黄土的设计标准主要参照湿陷性黄土地区建筑规范( GB 50025-2004) 。在该地铁车站的设计过程中，针对湿陷性处理这一问题，曾请教过多位专家，包括该规范的主编人在内，都表示该规范主要针对的是建筑工程，其中有许多内容对地铁结构并不适用，在使用工程中还应灵活掌握，不可死扣规范。针对这一情况，地铁车站设计可以将该规范当做是一个校核参考规范。比如，对乙类建筑物基础，一般考虑 150mm 后的剩余湿陷量，这是设计值，一般都有

10、 1.5 左右的安全系数，如果是校核参考规范的话，安全系数一般在 1.05 1.1 之间，这样就可以适当放宽规范的标准，乙类的剩余湿陷量可控制在 200 mm。同时，在设计过程中还应该引入风险概率的概念，对于一些不符合技术6要求的工程，要告知潜在的风险可能，从技术上想办法去避免这些风险。五、结束语 随着科学技术的迅速发展，对新型材料的研究和使用，对湿陷性黄土地基的处理方法也会越来越多。深层搅拌桩法、化学加固法都不失为好的处理方法，相信在不久的将来，都会在地铁工程中得到实际应用。 参考文献： 1方瑞民，浅谈湿陷性地基的处理J施工管理，2012 2王艳华，浅析地铁车站湿陷性黄土地基处理方法J土木施工，2011