一种黄土地区农村土坯房的地基及其处理方法.pdf

本发明公开了一种黄土地区农村土坯房的地基及其处理方法，方法的步骤1：将场地进行平整，清理场地积水，排水坡度为0.5％～6％；步骤2：对地基放线处理；步骤3：挖除全新世新黄土；步骤4：清理基槽；步骤5：夯实下部的黑垆土层；步骤6：在夯实的黑垆土层上铺设灰土垫层；步骤7：在灰土垫层上铺设砖基础。本发明改正了以往黄土地区农村房屋地基处理中将具有隔水性质的黑垆土层挖除直接将基础坐落于具有湿陷性的马兰黄土之上而导致黄土湿陷性的问题，利用黑垆土层的物理特性有效的避免黄土地区地基的湿陷性，对于黄土地区适用性较好，并且施工简便、成本低、易于推广等优点。

1.  一种黄土地区农村土坯房的地基处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1：将场地进行平整，清理场地积水，排水坡度为0.5％～6％；
步骤2：对地基放线处理；
步骤3：挖除全新世新黄土；
步骤4：清理基槽；
步骤5：夯实下部的黑垆土层；
步骤6：在夯实的黑垆土层上铺设灰土垫层；
步骤7：在灰土垫层上铺设砖基础。

2.  如权利要求1所述的黄土地区农村土坯房的地基处理方法，其特征在于，所述步骤1中，所述将场地进行平整的过程中，如果所述场地的局部高差大于50cm，则将场地处理成阶梯状，每阶高度为20cm～35cm，用其它场地的黑垆土作为填料，分层夯实，分层夯实的压实系数大于93％；在分层夯实过程中，连续作业一次完成填实。

3.  如权利要求1所述的黄土地区农村土坯房的地基处理方法，其特征在于，所述步骤5的具体步骤如下：
采用蛙式打夯机将黑垆土层夯实；若场地黑垆土层含水率大于黑垆土层最优含水率时，则停止施工晾晒至其含水率降到最优含水率再继续施工；若含水率小于黑垆土层的最优含水率，对黑垆土层每两小时洒水一次直到达到黑垆土层的最优含水率，然后放置一天时间再进行夯实工作；控制压实系数在75％～90％。

4.  如权利要求3所述的黄土地区农村土坯房的地基处理方法，其特征在于，所述黑垆土的最优含水率为15.68％。

5.  如权利要求1所述的黄土地区农村土坯房的地基处理方法，其特征在于，所述步骤6的具体的步骤如下：
每次铺设一层厚度大于10cm的灰土并采用蛙式打夯机夯实，每铺一层即对其夯实3～4次，最终形成厚度为20cm～35cm的灰土垫层；灰土垫层的台阶高宽比1：1.35～1：1.50；该灰土垫层配合比：石灰：黄土＝3：7。

6.  如权利要求1所述的黄土地区农村土坯房的地基处理方法，其特征在于，所述步骤7的具体步骤如下：
在灰土垫层的表面加一层15～30cm的水泥砂浆结合层，其中水泥和砂浆的质量比为1：3；然后在水泥砂浆结合层上铺设砖基础，砖基础采用六皮三收的形式和使用普通砖，每砌两皮砖收进一次，每次每边各收进1/4砖长；同时，在砖基础两侧填埋厚度为20cm的浮土。

7.  一种黄土地区农村土坯房的地基，其特征在于，包括由上到下设置的砖基础、水泥砂浆结合层、灰土垫层、黑垆土层和马兰黄土层。

8.  如权利要求7所述的黄土地区农村土坯房的地基，其特征在于，所述黑垆土层的压实系数为75％～90％，黑垆土层的最优含水率为15.68％。

9.  如权利要求7或8所述的黄土地区农村土坯房的地基，其特征在于，所述灰土垫层厚度为20cm～35cm。

10.  如权利要求7或8所述的黄土地区农村土坯房的地基，其特征在于，所述水泥砂浆结合层的厚度为15～30cm。

一种黄土地区农村土坯房的地基及其处理方法
技术领域
本发明属于地基处理技术领域，具体涉及一种黄土地区农村土坯房地基及其处理方法，本发明是利用黑垆土层作为隔水层来防止黄土地基湿陷的一种新技术。
背景技术
在我国西北农村地区特别是在甘肃和宁夏地区，目前还存在许多土坯房，这些土坯房大多会出现不同程度的开裂或不均匀沉降。据实地调查，发现这与当地人们的传统的房屋地基处理方式有着直接的联系。这些地区的土层由上至下为全新世新黄土、黑垆土和马兰黄土，参见图1。其中，黑垆土主要分布于中国陕北、陇东和陇中、晋北和内蒙古等地区。在甘肃和青海以及陕西等地取样，通过大陆动力学国家重点实验室对于各地不同类别黄土测定黄土的不同物理特性。各层土的主要物理特性见表1。
表1 黄土地区各土层的主要物理特性

在这些地区，人们对土坯房地基的传统处理方式是首先将表层黄土挖除，一并将位于表层的全新世新黄土下方的厚度较小的黑垆土挖除，然后将房屋基础直接建造在位于黑垆土下方的马兰黄土之上。由于马兰黄土具有湿陷性，在一定的外界因素尤其是雨水的影响下，非常容易产生湿陷从而导致房屋开裂，对房屋使用者造成相当的经济损失甚至形成人身安全威胁。
发明内容
为解决以上黄土地区地基处理中存在的技术问题，本发明的一个目的在于，提供一种黄土地区农村土坯房的地基处理方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：
一种黄土地区农村土坯房的地基处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1：将场地进行平整，清理场地积水，排水坡度为0.5％～6％；
步骤2：对地基放线处理；
步骤3：挖除全新世新黄土；
步骤4：清理基槽；
步骤5：夯实下部的黑垆土层；
步骤6：在夯实的黑垆土层上铺设灰土垫层；
步骤7：在灰土垫层上铺设砖基础。
进一步的，所述步骤1中，所述将场地进行平整的过程中，如果所述场地的局部高差大于50cm，则将场地处理成阶梯状，每阶高度为20cm～35cm，用其它场地的黑垆土作为填料，分层夯实，分层夯实的压实系数大于93％；在分层夯实过程中，连续作业一次完成填实。
进一步的，所述步骤5的具体步骤如下：
采用蛙式打夯机将黑垆土层夯实；若场地黑垆土层含水率大于黑垆土层最优含水率时，则停止施工晾晒至其含水率降到最优含水率再继续施工；若含水率小于黑垆土层的最优含水率，对黑垆土层每两小时洒水一次直到达到黑垆土层的最优含水率，然后放置一天时间再进行夯实工作；控制压实系数在75％～90％。
进一步的，所述黑垆土的最优含水率为14.68％～19.39％。
进一步的，所述步骤6的具体的步骤如下：
每次铺设一层厚度大于10cm的灰土并采用蛙式打夯机夯实，每铺一层即对其夯实3～4次，最终形成厚度为20cm～35cm的灰土垫层；灰土垫层的台阶高宽比1：1.35～1：1.50；该灰土垫层配合比：石灰：黄土＝3：7。
进一步的，所述步骤7的具体步骤如下：
在灰土垫层的表面加一层15～30cm的水泥砂浆结合层，其中水泥和砂浆的质量比为1：3；然后在水泥砂浆结合层上铺设砖基础，砖基础采用六皮三收的形式和使用普通砖，每砌两皮砖收进一次，每次每边各收进1/4砖长；同时，在砖基础两侧填埋厚度为30cm的浮土。
本发明的另一个目的在于，提供一种黄土地区农村土坯房的地基，包括由上到下设置的砖基础、水泥砂浆结合层、灰土垫层、黑垆土层和马兰黄土层。
进一步的，所述黑垆土层的压实系数为75％～90％，黑垆土层的最优含水率为14.68％～19.39％。
进一步的，所述灰土垫层厚度为20cm～35cm。
进一步的，所述水泥砂浆结合层的厚度为15～30cm。
相比较于以往黄土地区农村房屋地基处理中将具有良好物理特性的黑垆土层挖除，并将地基直接坐落于具有湿陷性的马兰黄土之上的传统方式，本发明保留黑垆土并将其进行适当压缩，将基础坐落于黑垆土之上，利用其孔隙度和渗透性小的特性来减少地表水下渗引起下部马兰黄土发生湿陷的可能性。同时，本发明对于场地要求和改造较少，适用于黄土地区农村房屋地基处理。综上，本发明有效解决了传统土坯房地基处理方式中地表水下渗导致地基土的湿陷的问题，从而导致土坯房开裂和不均匀沉降的问题。本发明施工工艺简单、工程量小、易于施工和推广。
附图说明
图1是黄土地区的土层分布示意图。
图2是本发明的黄土地区农村土坯房的地基的结构示意图。
图中标号含义如下：1、砖基础，2、水泥砂浆结合层，3、灰土垫层，4、黑垆土层，5、马兰黄土层，6、土坯墙。
以下结合附图和具体实施方式对本发明进一步解释说明。
具体实施方式
参见图1，本发明给出了一种黄土地区农村土坯房的地基处理方法，具体包括以下步骤：
步骤1：将场地进行平整；具体实施如下：
将场地整体平整，清理场地积水，注意设置排水坡度在0.5％～6％，以防止施工过程中场地内积水。
在场地局部高差大于50cm时将场地处理成阶梯状，每阶高度为20cm ～35cm，用其它场地的黑垆土作为填料，采用蛙式打夯机或人力夯分层夯实，分层夯实的压实系数大于93％。在分层夯实过程中，连续作业一次完成填实，以防止夯实过程中出现起皮。
步骤2：对地基放线处理；
步骤3：挖除全新世新黄土；
全新世新黄土是最新沉积的黄土具有高压缩性，孔隙比大，承载力低等物理特性。其厚度较浅，为50cm～130cm，因此在挖除时通过人工挖除。开挖至接近黑垆土层时注意不要破坏黑垆土层表层的原始性状，直至黑垆土层表面露出为止。
步骤4：清理基槽；
对基槽清理时，注意施工机械不能进入基槽，对于基槽内的施工应全部使用人工进行，以保持黑垆土层表面的完整性。
步骤5：夯实下部的黑垆土层；具体实施如下：
黑垆土具有孔隙度和渗透率比上下土层都小的特性，用来防止地表水下渗的隔水层，且其承载力满足一般农村地区建筑要求，从表1中看出，黑垆土层的各项物理特性指标都优于其上方的全新世新黄土和下方的马兰黄土；通过渗透试验得到黑垆土层的渗透系数约为其上下土层的0.1～0.03倍，特别适用于作为隔水层来防止地表水下渗，能够保护下部具有湿陷性的马兰黄土，从而使地基不会发生湿陷而破坏。
采用蛙式打夯机或人力夯将黑垆土层夯实。当采用蛙式打夯机时，若场地黑垆土层含水率大于黑垆土层最优含水率时，则停止施工晾晒至其含水率降到最优含水率再继续施工；若含水率小于黑垆土层的最优含水率时，对黑 垆土层洒水增加含水率，但注意黑垆土层表面不出现大面积水，每两小时洒水一次直到达到黑垆土层的最优含水率，黑垆土的最优含水率通过击实试验得到，然后放置一天时间再进行夯实工作。在实施过程中，控制压实系数在75％～90％之间，以防止在夯实过程中黑垆土的原始结构被破坏。
在甘肃某一地区现场试验，该场地黑垆土层在92cm左右，平均含水率在8.34％，通过击实试验得到黑垆土的最优含水率15.68％，经过洒水并放置一天时间，然后通过蛙式打夯机夯实试验，在每夯实2次取一份原始土样通过击实试验测定其干密度，在夯实8次以后，该黑垆土层的压实系数达到87％。
步骤6：在夯实的黑垆土层上铺设灰土垫层，用于加强地基的承载力和减少目前传统地基处理方式中基础不均匀沉降等问题；具体实施如下：
每次铺设一层厚度大于10cm的灰土并采用蛙式打夯机夯实，每铺一层即对其夯实3～4次，最终形成厚度为20cm～35cm的灰土垫层。该过程中保证夯实后灰土垫层表面平整，不出现鼓包或裂缝等现象；灰土垫层的台阶高宽比1：1.35～1：1.50；该灰土垫层配合比：石灰：黄土＝3：7。
步骤7：在灰土垫层上铺设砖基础；具体实施如下：
在灰土垫层的表面加一层15～30cm的水泥砂浆结合层，其中水泥和砂浆的质量比为1：3；然后在水泥砂浆结合层上铺设砖基础，砖基础采用等高式大放脚。具体采用六皮三收的形式和使用普通砖，每砌两皮砖收进一次，每次每边各收进1/4砖长；同时，在砖基础两侧填埋厚度为20cm的浮土来保护砖基础和其下方地基的表层不受破坏。水泥砂浆结合层的作用是使其上的砖基础与其下方的灰土垫层结合性更好。
最终得到处理后的地基，参见图2，该地基的基础结构包括由上向下依次设置的砖基础1、水泥砂浆结合层2、灰土垫层3、黑垆土层4、马兰黄土层5；所述砖基础的横截面为梯形。上述地基施工完成后，可以用传统方式将土坯墙6的房屋建在该基础之上。
实施例1：
下面结合实施例和对比试验对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明的具体实施，需要说明的是，本发明所要保护的范围不仅限于下列实施例。
一种黄土地区农村土坯房地基处理的一种新方法，具体包括：
(1)平整场地的施工，具体步骤为：
(1a)清理场地内及周边的积水和清除场地内的人工垃圾。
(1b)采用人工铲除的方式将高于施工场地的区域进行人工铲除，对于工程量较大方量可以采用小型挖掘机进行挖除。对于场地南侧高差96cm的区域采用将其挖成台阶状，台阶高度为30cm，上下两层台阶的台面宽度不超过20cm。
(1c)将其它处的黑垆土作为填料，每层厚度25cm，利用蛙式打夯机进行夯实，每层夯3～4次，在每层夯实完后在其表层进行洒水，以土层表面没有积水为标准，对于此次施工中应注意尽量连续施工，若施工过程中出现停止施工等其它情况应注意保护填土层。
(1d)在平整场地时，将场地平整成中间高两侧低的排水缓坡，防止施工过程中场地中积水。
(2)对地基放线处理
利用设计的房屋图纸或其它基准点确立好基槽的位置，基槽宽度720mm，设置好灰线后注意保障其不要被破坏。
(3)挖除全新世新黄土，具体步骤为：
(3a)首先要确认灰线是否完整或基准点是否被破坏。
(3b)人工将表层的基槽的全新世新黄土挖除，将挖除来的土方利用手推车或翻斗车一次性运送到场地外。
(3c)在挖除到全新世新黄土与黑垆土层的交界面时，要防止挖除时破坏下层的黑垆土层。
(4)清理基槽，具体步骤为：
在黑垆土层的表面施工时，禁止施工机械进入基槽，要采用平头铁锹人工进行最后清理表面的浮土。基槽开挖不宜在雨季施工，若遇到下雨天应该采取措施防止地表水进入基槽。
(5)夯实下部的黑垆土层，具体步骤为：
(5a)首先进行洒水增加黑垆土层的含水率，每两小时洒水一次直到达到黑垆土层的最优含水率，然后放置一天时间再进行夯实工作。
(5b)利用蛙式打夯机进行夯实黑垆土层，夯实次数8次。
(6)在夯实的黑垆土层上铺设灰土垫层，具体步骤为：
(6a)铺设灰士垫层前清除黑垆土层表面的松散土、污泥、杂质。
(6b)将筛选好的石灰和黄土以配合比3：7进行混合，混合时灰土要反复翻拌，不少于4遍。
(6c)向混合好的灰土中要要加入一定水量致使其达到最优含水率16～20％。一般简易的检验方法是用手将灰土紧握成团、松开手指后松散为 宜。
(6d)将混合好的灰土以每层20cm左右的厚度填埋在基槽内，然后利用蛙式打夯机进行夯实，每层灰土夯实4次，总共铺两层，形成23cm的灰土垫层。
(6e)在灰土垫层表面进行找平，利用靠尺进行找平，将较高处利用平头铁锹铲除，致使灰土垫层表面平整。
(6e)在灰土垫层的表面加一层水泥砂浆，铺设等高式大放脚砖基础，具体采用六皮三收的形式和使用普通实心砖。
(6f)最后利用黑垆土将基槽填埋。
实施例2：
一种黄土地区农村土坯房地基处理的一种新方法，具体包括：
(1)平整场地的施工，具体步骤为：
(1a)清理场地内及周边的积水和清除场地内的人工垃圾。
(1b)采用人工铲除的方式将高于施工场地的区域进行人工铲除，对于工程量较大方量可以采用小型挖掘机进行挖除。对于场地南侧高差96cm区域将其挖成台阶状，台阶高度为30cm，台面宽度上下两层不超过20cm。
(1c)将其它处的黑垆土作为填料，每层厚度25cm，利用蛙式打夯机进行夯实，每层夯3～4次，在每层夯实完后在其表层进行洒水，以土层表面没有积水为标准，对于此次施工中应注意尽量连续施工，若施工过程中出现停止施工等其它情况应注意保护填土层。
(1d)在平整场地时，将场地平整成中间高两侧低的排水缓坡，防止施工过程中场地中积水。
(2)对地基放线处理
利用设计的房屋图纸或其它基准点确立好基槽的位置，基槽宽度72cm，设置好灰线后注意保障其不要被破坏。
(3)挖除全新世新黄土和黑垆土层，具体步骤为：
(3a)首先要确认灰线是否完整或基准点是否被破坏。
(3b)利用人工将基槽的表层的全新世新黄土和黑垆土挖除，将挖除来的土方利用手推车或翻斗车一次性运送到场地外。
(3c)在挖除到马兰黄土与黑垆土层的交界面时，要防止挖除时破坏下层的马兰黄土土层。
(4)清理基槽，具体步骤为：
在马兰黄土土层的表面施工时，禁止施工机械进入基槽，要采用平头铁锹人工进行最后清理表面的浮土。基槽开挖不宜在雨季施工，若遇到下雨天应该采取措施防止地表水进入基槽。
(5)夯实下部的马兰黄土土层，具体步骤为：
利用蛙式打夯机进行夯实马兰黄土土层，夯实次数8次。
(6)铺设基础，具体步骤为：
(6a)铺设灰士垫层前清除马兰黄土土层表面的松散土、污泥、杂质。
(6b)将筛选好的石灰和黄土以配合比3：7进行混合，混合时灰土要反复翻拌，不少于4遍。
(6c)向混合好的灰土中要要加入一定水量致使其达到最优含水率。一般简易的检验方法是用手将灰土紧握成团、松开手指后松散为宜。
(6d)将混合好的灰土以每层20cm左右的厚度填埋在基槽内，然后利用 蛙式打夯机进行夯实，每层夯实3～4次,总共两层。
(6e)在灰土垫层表面进行找平，利用靠尺进行找平，将较高处利用平头铁锹铲除，致使灰土垫层表面平整。
(6e)在灰土垫层的表面加一层水泥砂浆，铺设等高式大放脚砖基础，具体采用六皮三收形式和使用普通实心砖。
(6f)最后利用黑垆土将基槽填埋。
以上两个现场试验作为对比来检验此发明的实际效果，通过每周洒水一次模拟地基湿陷，经过一年的试验对比得到实施例1(本发明的方法)和实施例2(传统黄土地区农村土坯房地基处理的方法)的基础沉降量见表2，可以看出，对于常规黄土地区农村土坯房地基处理的方法，在遇到外界影响因素，例如持续降雨等情况时会出现地基沉降量达到21cm，而经过本发明的方法的地基处理出现地基沉降在4cm，可见，本发明对于农村地区马兰黄土地基的湿陷性问题的解决给予了有效的解决方法。
表2 现场沉降试验沉降量