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【摘 要】本文是结合河南地区的不良地基，对湿陷性黄土，膨胀土，盐渍土的工程特性和防治方法进行总结。
【关键词】不良地基；处理
On the water conservancy construction and Treatment Strategies Poor Foundation
Liu Qing
（County Water Conservancy Bureau in Henan Province stage Taiqian Henan 457600）
【Abstract】This is a combination of Henan Province bad foundation on loess， soil， saline soil engineering properties and control methods are summarized.
【Key words】Poor Foundation；Processing
水利工程是一个地区经济发展的基础，也是衡量地区经济实力和现代化的重要标志。河南省是全国农产品主产区和重要的矿产资源大省，在我省一些地区具有一些较复杂的工程地质，所以在水利建设中，因地质问题，特别是地质灾害和特殊不良地基引起的水利病害现象时有发生，造成巨大的损失。因此，我们必须了解我省主要不良地基的成因，工程性质以及地基处理方法。本文是结合河南地区的不良地基，对湿陷性黄土，膨胀土，盐渍土的工程特性和防治方法进行总结。
1. 不良地基
1.1 膨胀土地基。
（1）膨胀土是富含亲水性矿物，具有明显的吸水膨胀和失水收缩的高塑性黏质土。其主要工程特性是具有超固结多裂隙，遇水强烈膨胀，失水强烈收缩，峰值强度与残余强度相差很大等。在河南的平顶山地区，南阳等地区的膨胀土分布比较广泛，局部出露地表。
（2）膨胀土地基病害主要表现在两个方面，即基床病害和地基边坡的不稳定。基床病害主要表现是会产生道碴囊，道碴陷槽，道碴坑，不均匀沉降，挤出和翻浆冒泥等。而对地基边坡的影响是会产生溜塌，滑坡，坍塌和地基下沉等不良地质灾害。值的注意的是膨胀土一般强度高，压缩性低，常被误认为是良好的地基，实际上，由于它具有较强烈的膨胀和收缩特性，常常导致能使地基开裂和变形。
1.2 湿陷性黄土地基。
（1）黄土是一种第四纪沉积物，也是我国地域分布的最广的一种特殊性土类。其主要特征为：颜色为黄为主，有灰黄，褐黄等。含有大量粉粒，一般在55%以上，具有肉眼可见的大孔隙，空隙比在1.0左右；富含碳酸盐类；无层理，垂直节理发育，具有湿陷性和易溶性，易冲刷性等，对工程建设有其特殊的危害性。在我省的郑州等地分布有黄土。
（2）湿陷性黄土在天然含水量、未受水浸湿的情况下， 一般强度较高， 压缩性较小， 但在受到水的浸湿时， 在自重压力或与建筑物的附加压力作用下， 土的结构迅速破坏， 强度迅速降低， 并发生显著的附加下沉。若使用未进行人为改良的黄土作为地基的填筑材料，必将引起路基沉降，纵横向开裂，坍塌等变形病害，轻者影响车辆的正常行驶，重者将酿成重大行车事故。所以在黄土地区修筑水利工程，当使用黄土作为地基工程填筑材料是，一定要倍加重视，不可贸然行事。
1.3 盐渍土地基。
（1）盐渍土是指地表下1.0m内易溶盐含量平均大于0.3%的土。盐渍土由于含有大量的盐类，所以它的三相组成中的固体部分除了土的颗粒外，还有结晶盐。在我省零星分布有盐渍土。
（2）盐渍土对工程的危害可以概括为溶陷性、盐胀性和腐蚀性三个方面。盐渍土溶陷性的溶陷变形速度一般较湿陷性黄土的湿陷变形快，所以危害更大，在工程中应引起足够重视。盐渍土的膨胀主要发生于硫酸盐渍土中，当土中的硫酸钠含量不超过2%时，可以不考虑其影响。盐渍土的腐蚀性是指对混凝土的腐蚀作用，也有对钢筋的锈蚀作用。这些危害都是由于所含盐分本身性质的不稳定导致了盐渍土一些特殊病害，可能使地基出现疏松，裂缝，变形等，从而严重影响地基的承载能力及水利工程的整体稳定性。
2. 不良地基处理
在土木工程建设中，当我们遇到不良地基条件时，就需要对天然地基进行地基处理，来保证其正常使用，这叫做地基处理。地基处理的目的是通过换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，以改良地基土的工程特性。下面就不同的不良地基来分别介绍其处理方法。
2.1 膨胀土。
膨胀土地基的主要应对措施换土法、湿度控制法、化学处理法、灰土桩挤密法这四种。
（1）换土法是膨胀土路基处理中最简单有效的方法，它就是挖出膨胀土，换非膨胀土或是砂砾土。换土的深度根据膨胀土的强弱和当地的气候特点决定。基本上是1～2m，即强膨胀土为2m，中，弱膨胀土为1～1.5m。这种方法具有简单，效果明显等优点，但只能对地基表层进行处理。
（2）湿度控制法，包括预湿和保持含水量稳定。为控制由膨胀土含水量变化而引起的胀缩变形，尽量减少路基含水量受外界大气的影响。如利用土工布或黏土将膨胀土路基进行包封，避免膨胀土与外界大气接触，使内部湿度迁移。预湿法就是用水浸泡地基土或覆盖非膨胀土以达到膨胀土的湿度平衡。
（3）化学处理法就是利用石灰、水泥等通过与膨胀土的物理化学作用进行膨胀土的改性处理，以达到降低膨胀土的膨胀趋势，提高土体强度和水稳定性。目前比较普遍的是在膨胀土内加石灰进行处理。
（4）灰土挤密桩法是采用沉管法、爆破法或冲击法在地基中设置灰土桩，在成桩过程中挤密桩间土形成复合地基的方法。它的主要原理是靠桩管打入或振入地基时对软弱土产生横向挤密作用，从而使土的压缩性减小，抗剪强度提高。此方法的缺点是由于施工过程中的振动较大，对于灵敏性土一定要慎用。 2.2 黄土。
湿陷性黄土地基处理是采取人为的手段对地基下一定范围内的湿陷性黄土进行加固处理以改变其物理力学性质，达到消除湿陷性，减少压缩性和提高承载力的目的。当前国内采用的地基处理方法主要有土体加密和荷载传递。
2.2.1 土体加密法。
这种方法是尽可能有效的利用原地基，采用一些手段进行改良。换句话说，就是一种以土治土的方法，它是我国目前处理湿陷性黄土地基的主要途径。其方法主要有换土法、浸水法、强夯法。
（1）换土法的的概念同膨胀土，其适用条件于换填深度应大于填方厚度，不大于8m。换填深度以下没有浸水和侧向浸水条件，工程等级不高的一般地基。
（2）预浸水法人为地打破天然状态下土壤的土体结构， 使其重新排列组合， 利用上覆土层的饱和自重压力作用使土体发生湿陷产生压密， 消除全部黄土层的自重湿陷性和深部土层的外荷湿陷性， 从而达到提高地基承载能力的目的。它的适用条件是湿陷性土层厚度在10～30m，现场有可靠的供水条件，浸水范围外侧50m内没有已建成的建筑物，工期允许有较长的浸水与消散时间。浸水前通过现场试坑浸水试验确定浸水时间、耗水量和湿陷量等。其缺点是预浸水后基础下土层含水量过高，接近饱和状态可能会致使后续工作无法正常的进行。
（3）强夯法是通过反复将100KN～400KN（最重可达2000KN）的重锤提升到6m～40m的高度使其自由下落产生巨大的冲击能量（通常为500KN·m～800KN·m），对地基进行强力夯实。经强夯法处理的地基，其承载能力可提高2～5倍，压缩性可降低50%～90%，并且其加固速度快，节省材料，用途广泛。它的缺点就是施工时噪声和震动大，影响临近建筑物。
2.2.2 荷载传递。
荷载传递法这种方法是利用桩基基础将建筑物的上部结构传来的荷载传递给下面的紧密的非湿陷性土层，是一种比较经济可靠的方法。即使用各种类型的桩穿透地基上部软弱层， 把上部结构的荷载通过桩尖（ 或扩大头） 传到下部坚实土层或岩石层上， 利用桩与土之间的摩擦力和下部土层的支撑力， 达到承受上部荷载的目的。因此， 桩基础起着向深处传递荷载的作用， 而不是消除土体本身的湿陷性。这种方法具有承载力高、沉降速率低、沉降量较小而且均匀的特点，特别对水平荷载、动荷载具有较好的适应性。
2.3 盐渍土。
盐渍土地基的处理方法主要分为三类：改变土中含盐状况、加强防水排水措施、增设护坡。
2.3.1 改变土中的含盐状况。
（1）化学处理法是一种用氯盐来抑制硫酸盐的膨胀；另一种就是通过离子交换，使不稳定的硫酸盐转化成稳定的硫酸盐。因此，在处理硫酸盐渍土盐胀时，就可以采取在土中灌注溶液的办法。
（2）换土垫层法，一般情况下是把有效盐胀深度范围内的盐渍土挖掉，用一定厚度的非盐渍土，砂砾土等回填，就可从根本消除由于盐渍土造成的盐胀，塌陷等病害。
（3）缓冲层法，就是设一层一定厚度的不含砂的大粒径卵石，使盐胀变形得到缓冲，从而减小对路面的破坏作用。
2.3.2 加强防水排水措施。
（1）提高地基法，在地形相对平坦或处于洼地的盐渍土地区，降低地下水位通常比较困难，为是路基不受冻胀和次生盐渍化的影响。往往通过提高地基的办法来达到防治目的。
（2）隔断层处理法是在地基土体中设置毛细水隔断层的办法，以防治地基土体的再次盐渍化和冻期翻浆等病害，保持地基的坚固与稳定。目前常用的隔水材料有渗水土层、沥青胶砂和土工织布等。
2.3.3 增设护坡。
增设护坡方法是运用某种材料做成防护坡，把地基边坡覆盖起来，以防止边坡松胀和雨水淋溶冲刷等，并且可以保持土体温度的作用。
3. 结束语
河南地区的工程地质条件较为复杂。在河南地区修建水利工程必须了解本地区的工程地质特点，并且认真分析研究勘察资料，确定不良地质现象的部位、规模、特性等，并能够根据具体工程情况科学合理的选择最优的地基处理方案，使其技术上可靠，经济上合理，并可以满足水利工程工程施工进度要求的处理方法。
参考文献
[1] 沈珠江，现代土力学的基本问题，力学与实践，1 9 9 8，2 0（6）：l一6.
[2] 谭罗荣，某些膨胀土的基本性质研究.岩土工程学报，1 9 8 7，9（5）：3 1～4 1.
[3] 谭罗荣，张梅英等，灾害性膨胀土的微结构特征及其工程性质.岩土工程学报，1 9 9 4.
[文章编号]1006-7619（2013）06-17-506
[作者简介] 刘青（1968.05-），男，工作单位：河南省台前县水利局，长期从事技术工作。
【关键词】不良地基；处理
On the water conservancy construction and Treatment Strategies Poor Foundation
Liu Qing
（County Water Conservancy Bureau in Henan Province stage Taiqian Henan 457600）
【Abstract】This is a combination of Henan Province bad foundation on loess， soil， saline soil engineering properties and control methods are summarized.
【Key words】Poor Foundation；Processing
水利工程是一个地区经济发展的基础，也是衡量地区经济实力和现代化的重要标志。河南省是全国农产品主产区和重要的矿产资源大省，在我省一些地区具有一些较复杂的工程地质，所以在水利建设中，因地质问题，特别是地质灾害和特殊不良地基引起的水利病害现象时有发生，造成巨大的损失。因此，我们必须了解我省主要不良地基的成因，工程性质以及地基处理方法。本文是结合河南地区的不良地基，对湿陷性黄土，膨胀土，盐渍土的工程特性和防治方法进行总结。
1. 不良地基
1.1 膨胀土地基。
（1）膨胀土是富含亲水性矿物，具有明显的吸水膨胀和失水收缩的高塑性黏质土。其主要工程特性是具有超固结多裂隙，遇水强烈膨胀，失水强烈收缩，峰值强度与残余强度相差很大等。在河南的平顶山地区，南阳等地区的膨胀土分布比较广泛，局部出露地表。
（2）膨胀土地基病害主要表现在两个方面，即基床病害和地基边坡的不稳定。基床病害主要表现是会产生道碴囊，道碴陷槽，道碴坑，不均匀沉降，挤出和翻浆冒泥等。而对地基边坡的影响是会产生溜塌，滑坡，坍塌和地基下沉等不良地质灾害。值的注意的是膨胀土一般强度高，压缩性低，常被误认为是良好的地基，实际上，由于它具有较强烈的膨胀和收缩特性，常常导致能使地基开裂和变形。
1.2 湿陷性黄土地基。
（1）黄土是一种第四纪沉积物，也是我国地域分布的最广的一种特殊性土类。其主要特征为：颜色为黄为主，有灰黄，褐黄等。含有大量粉粒，一般在55%以上，具有肉眼可见的大孔隙，空隙比在1.0左右；富含碳酸盐类；无层理，垂直节理发育，具有湿陷性和易溶性，易冲刷性等，对工程建设有其特殊的危害性。在我省的郑州等地分布有黄土。
（2）湿陷性黄土在天然含水量、未受水浸湿的情况下， 一般强度较高， 压缩性较小， 但在受到水的浸湿时， 在自重压力或与建筑物的附加压力作用下， 土的结构迅速破坏， 强度迅速降低， 并发生显著的附加下沉。若使用未进行人为改良的黄土作为地基的填筑材料，必将引起路基沉降，纵横向开裂，坍塌等变形病害，轻者影响车辆的正常行驶，重者将酿成重大行车事故。所以在黄土地区修筑水利工程，当使用黄土作为地基工程填筑材料是，一定要倍加重视，不可贸然行事。
1.3 盐渍土地基。
（1）盐渍土是指地表下1.0m内易溶盐含量平均大于0.3%的土。盐渍土由于含有大量的盐类，所以它的三相组成中的固体部分除了土的颗粒外，还有结晶盐。在我省零星分布有盐渍土。
（2）盐渍土对工程的危害可以概括为溶陷性、盐胀性和腐蚀性三个方面。盐渍土溶陷性的溶陷变形速度一般较湿陷性黄土的湿陷变形快，所以危害更大，在工程中应引起足够重视。盐渍土的膨胀主要发生于硫酸盐渍土中，当土中的硫酸钠含量不超过2%时，可以不考虑其影响。盐渍土的腐蚀性是指对混凝土的腐蚀作用，也有对钢筋的锈蚀作用。这些危害都是由于所含盐分本身性质的不稳定导致了盐渍土一些特殊病害，可能使地基出现疏松，裂缝，变形等，从而严重影响地基的承载能力及水利工程的整体稳定性。
2. 不良地基处理
在土木工程建设中，当我们遇到不良地基条件时，就需要对天然地基进行地基处理，来保证其正常使用，这叫做地基处理。地基处理的目的是通过换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，以改良地基土的工程特性。下面就不同的不良地基来分别介绍其处理方法。
2.1 膨胀土。
膨胀土地基的主要应对措施换土法、湿度控制法、化学处理法、灰土桩挤密法这四种。
（1）换土法是膨胀土路基处理中最简单有效的方法，它就是挖出膨胀土，换非膨胀土或是砂砾土。换土的深度根据膨胀土的强弱和当地的气候特点决定。基本上是1～2m，即强膨胀土为2m，中，弱膨胀土为1～1.5m。这种方法具有简单，效果明显等优点，但只能对地基表层进行处理。
（2）湿度控制法，包括预湿和保持含水量稳定。为控制由膨胀土含水量变化而引起的胀缩变形，尽量减少路基含水量受外界大气的影响。如利用土工布或黏土将膨胀土路基进行包封，避免膨胀土与外界大气接触，使内部湿度迁移。预湿法就是用水浸泡地基土或覆盖非膨胀土以达到膨胀土的湿度平衡。
（3）化学处理法就是利用石灰、水泥等通过与膨胀土的物理化学作用进行膨胀土的改性处理，以达到降低膨胀土的膨胀趋势，提高土体强度和水稳定性。目前比较普遍的是在膨胀土内加石灰进行处理。
（4）灰土挤密桩法是采用沉管法、爆破法或冲击法在地基中设置灰土桩，在成桩过程中挤密桩间土形成复合地基的方法。它的主要原理是靠桩管打入或振入地基时对软弱土产生横向挤密作用，从而使土的压缩性减小，抗剪强度提高。此方法的缺点是由于施工过程中的振动较大，对于灵敏性土一定要慎用。 2.2 黄土。
湿陷性黄土地基处理是采取人为的手段对地基下一定范围内的湿陷性黄土进行加固处理以改变其物理力学性质，达到消除湿陷性，减少压缩性和提高承载力的目的。当前国内采用的地基处理方法主要有土体加密和荷载传递。
2.2.1 土体加密法。
这种方法是尽可能有效的利用原地基，采用一些手段进行改良。换句话说，就是一种以土治土的方法，它是我国目前处理湿陷性黄土地基的主要途径。其方法主要有换土法、浸水法、强夯法。
（1）换土法的的概念同膨胀土，其适用条件于换填深度应大于填方厚度，不大于8m。换填深度以下没有浸水和侧向浸水条件，工程等级不高的一般地基。
（2）预浸水法人为地打破天然状态下土壤的土体结构， 使其重新排列组合， 利用上覆土层的饱和自重压力作用使土体发生湿陷产生压密， 消除全部黄土层的自重湿陷性和深部土层的外荷湿陷性， 从而达到提高地基承载能力的目的。它的适用条件是湿陷性土层厚度在10～30m，现场有可靠的供水条件，浸水范围外侧50m内没有已建成的建筑物，工期允许有较长的浸水与消散时间。浸水前通过现场试坑浸水试验确定浸水时间、耗水量和湿陷量等。其缺点是预浸水后基础下土层含水量过高，接近饱和状态可能会致使后续工作无法正常的进行。
（3）强夯法是通过反复将100KN～400KN（最重可达2000KN）的重锤提升到6m～40m的高度使其自由下落产生巨大的冲击能量（通常为500KN·m～800KN·m），对地基进行强力夯实。经强夯法处理的地基，其承载能力可提高2～5倍，压缩性可降低50%～90%，并且其加固速度快，节省材料，用途广泛。它的缺点就是施工时噪声和震动大，影响临近建筑物。
2.2.2 荷载传递。
荷载传递法这种方法是利用桩基基础将建筑物的上部结构传来的荷载传递给下面的紧密的非湿陷性土层，是一种比较经济可靠的方法。即使用各种类型的桩穿透地基上部软弱层， 把上部结构的荷载通过桩尖（ 或扩大头） 传到下部坚实土层或岩石层上， 利用桩与土之间的摩擦力和下部土层的支撑力， 达到承受上部荷载的目的。因此， 桩基础起着向深处传递荷载的作用， 而不是消除土体本身的湿陷性。这种方法具有承载力高、沉降速率低、沉降量较小而且均匀的特点，特别对水平荷载、动荷载具有较好的适应性。
2.3 盐渍土。
盐渍土地基的处理方法主要分为三类：改变土中含盐状况、加强防水排水措施、增设护坡。
2.3.1 改变土中的含盐状况。
（1）化学处理法是一种用氯盐来抑制硫酸盐的膨胀；另一种就是通过离子交换，使不稳定的硫酸盐转化成稳定的硫酸盐。因此，在处理硫酸盐渍土盐胀时，就可以采取在土中灌注溶液的办法。
（2）换土垫层法，一般情况下是把有效盐胀深度范围内的盐渍土挖掉，用一定厚度的非盐渍土，砂砾土等回填，就可从根本消除由于盐渍土造成的盐胀，塌陷等病害。
（3）缓冲层法，就是设一层一定厚度的不含砂的大粒径卵石，使盐胀变形得到缓冲，从而减小对路面的破坏作用。
2.3.2 加强防水排水措施。
（1）提高地基法，在地形相对平坦或处于洼地的盐渍土地区，降低地下水位通常比较困难，为是路基不受冻胀和次生盐渍化的影响。往往通过提高地基的办法来达到防治目的。
（2）隔断层处理法是在地基土体中设置毛细水隔断层的办法，以防治地基土体的再次盐渍化和冻期翻浆等病害，保持地基的坚固与稳定。目前常用的隔水材料有渗水土层、沥青胶砂和土工织布等。
2.3.3 增设护坡。
增设护坡方法是运用某种材料做成防护坡，把地基边坡覆盖起来，以防止边坡松胀和雨水淋溶冲刷等，并且可以保持土体温度的作用。
3. 结束语
河南地区的工程地质条件较为复杂。在河南地区修建水利工程必须了解本地区的工程地质特点，并且认真分析研究勘察资料，确定不良地质现象的部位、规模、特性等，并能够根据具体工程情况科学合理的选择最优的地基处理方案，使其技术上可靠，经济上合理，并可以满足水利工程工程施工进度要求的处理方法。
参考文献
[1] 沈珠江，现代土力学的基本问题，力学与实践，1 9 9 8，2 0（6）：l一6.
[2] 谭罗荣，某些膨胀土的基本性质研究.岩土工程学报，1 9 8 7，9（5）：3 1～4 1.
[3] 谭罗荣，张梅英等，灾害性膨胀土的微结构特征及其工程性质.岩土工程学报，1 9 9 4.
[文章编号]1006-7619（2013）06-17-506
[作者简介] 刘青（1968.05-），男，工作单位：河南省台前县水利局，长期从事技术工作。