浅析湿陷性黄土

浅析湿陷性黄土

陈志勇

中铁第五勘察设计院集团有限公司东北分院哈尔滨150006

摘要：湿陷性黄土是指在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土，属于特殊土。有些杂填土也具有湿陷性。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。

关键词：黄土、自重湿陷性、非自重湿陷性、地基处理

湿陷性黄土是一种特殊性质的土，其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿，土结构会迅速破坏，产生较大附加下沉，强度迅速降低。故在湿陷性黄土场地上进行建设，应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度，采取以地基处理为主的综合措施，防止地基湿陷对建筑产生危害。

1黄土的定义

黄土是一种第四纪地质历史时期干旱气候条件下的沉积物。地质专家曾指出，“以风力搬运堆积未经次生扰动的、无层理的、黄色粉质富含碳酸盐并具有大孔隙的土状沉积物称之为黄土”。具体说就是以分布在山西、陕西和甘肃等地构成黄土高原的黄土做代表。风力搬运堆积外的其他成因的黄色的，又常常有层里和砂、砾石层的粉质沉积物称之为黄土状岩石。”黄土状岩石解释一般所称的次生黄土，其成因与黄土有一定联系，多数为黄土经流水等营力再搬运，在干旱和半干旱地区内再沉积而成。

2黄土的湿陷性

2.1湿陷性分类

湿陷性黄土分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土，自重湿陷性黄土是由于黄土浸湿后在上覆饱和自重压力下就会产生湿陷，而非自重黄土则只有在超过自重应力一定值时才会发生湿陷。反映黄土湿陷性的主要指标有湿陷系数、自重湿陷系数和湿陷起始压力。湿陷系数是衡量一黄土层在某一定值压力下是否具有湿陷性以及其湿陷性强弱的指标，它反映黄土对浸水湿陷的敏感度，湿陷系数越大，土体受水浸湿后的湿陷量越大。自重湿陷系数是表示黄土湿陷性试验中土样压力若采用上覆土的饱和自重压力时的湿陷系数。湿陷起始压力从本质上讲，相当于土受水浸湿后的残余结构强度，浸水后，当外界压力在土粒间引起的剪应力小于残余结构强度时，在土中只发生压密变形，当外界压力超过残余变形时，土的结构单元将发生错动以致破坏，开始湿陷。

2.2湿陷性影响因素?

影响影响黄土湿陷性的因素很多，内部因素主要是由于土本身的物质成分（颗粒组成、化学成分、矿物成分）、结构及含水量，外部条件包括水和压力的作用。一般情况下，黄土中黏粒含量越多，湿陷性越弱，但有时还与小于0.001mm的颗粒的含量及其赋存状态有关，黏粒含量中小于0.001mm的颗粒含量对湿陷性影响较大，就赋存状态来看，若黏粒基本分布于骨架颗粒之间，则能起到很好的“胶结”作用；对黄土湿陷性有影响的化学成分主要是碳酸钙、石膏与其他易溶性盐的含量及其赋存状态，就赋存状态而言，若它是以薄膜状分布或与黏粒混在一起构成集合体时，它就是胶结物的一个重要部分，从而影响黄土的湿陷性；在某一定值压力作用下，黄土的孔隙比越大，湿陷系数也越大；天然含水量越高，黄土的湿陷性越低，它们之间呈反相关，这主要是作为胶结物的粘粒天然含水量增加，连结力减弱，相同压力下压缩性提高，而土体的变形空间是一定的，压缩量与湿陷量之和趋于定值，因此压缩量与湿陷量在某种程度上互为消长，压缩量增加，则湿陷量减弱。?

3常见地基处理措施

3.1垫层法

垫层法是先将基础下的湿陷性黄土一部分或全部挖除，然后用素土或灰土分层夯实做成垫层，以便消除地基的部分或全部湿陷量，并可减小地基的压缩变形，提高地基承载力，可将其分为局部垫层和整片垫层。当仅要求消除基底下1~3m湿陷性黄土的湿陷量时，宜采用局部或整片土垫层进行处理；当同时要求提高垫层土的承载力或增强水稳性时，宜采用局部或整片灰土垫层进行处理。

3.2强夯法

强夯法是将一定重量的重锤以一定落距给予地基以冲击和振动，从而达到增大压实度，改善土的振动液化条件，消除湿陷性黄土的湿陷性等目的。强夯加固过程是瞬时对地基土体施加一个巨大的冲击能量，使土体发生一系列的物理变化，如土体结构的破坏或排水固结、压密以及触变恢复等过程。其作用结果是使一定范围内的地基强度提高、孔隙挤密。???

3.3挤密桩法???

挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土地基，施工时，先按设计方案在基础平面位置布置桩孔并成孔，然后将备好的素土（粉质粘土或粉土）或灰土在最优含水量下分层填入桩孔内，并分层夯（捣）实至设计标高止。通过成孔或桩体夯实过程中的横向挤压作用，使桩间土得以挤密，从而形成复合地基。值得注意的是，不得用粗颗粒的砂、石或其它透水性材料填入桩孔内。????

3.4桩基础???

桩基础既不是天然地基，也不是人工地基，属于基础范畴，是将上部荷载传递给桩侧和桩底端以下的土（或岩）层，采用挖、钻孔等非挤土方法而成的桩，在成孔过程中将土排出孔外，桩孔周围土的性质并无改善。但设置在湿陷性黄土场地上的桩基础，桩周土受水浸湿后，桩侧阻力大幅度减小，甚至消失，当桩周土产生自重湿陷时，桩侧的正摩阻力迅速转化为负摩阻力。因此，在湿陷性黄土场地上，不允许采用摩擦型桩，设计桩基础除桩身强度必须满足要求外，还应根据场地工程地质条件，采用穿透湿陷性黄土层的端承型桩（包括端承桩和摩擦端承桩），其桩底端以下的受力层:在非自重湿陷性黄土场地，必须是压缩性较低的非湿陷性土（岩）层;在自重湿陷性黄土场地，必须是可靠的持力层。这样，当桩周的土受水浸湿，桩侧的正摩阻力一旦转化为负摩阻力时，便可由端承型桩的下部非湿陷性土（岩）层所承受，并可满足设计要求，以保证建筑物的安全与正常使用。????

3.5化学加固法???

在我国湿陷性黄土地区地基处理应用很多，并取得实践经验的化学加固法包括硅化加固法和碱液加固法，其加固机理如下：????

硅化加固湿陷性黄土的物理化学过程，一方面基于浓度不大的、粘滞度很小的硅酸钠溶液顺利地渗入黄土孔隙中，另一方面溶液与土的相互凝结，土起着凝结剂的作用。????

碱液加固：利用氢氧化钠溶液加固湿陷性黄土地基在我国始于20世纪60年代，其加固原则为：氢氧化钠溶液注入黄土后，首先与土中可溶性和交换性碱土金属阳离子发生置换反映，反映结果使土颗粒表面生成碱土金属氢氧化物。???3.6预浸水法???

预浸水法是在修建建筑物前预先对湿陷性黄土场地大面积浸水，使土体在饱和自重应力作用下，发生湿陷产生压密，以消除全部黄土层的自重湿陷性和深部土层的外荷湿陷性。预浸水法一般适用于湿陷性黄土厚度大、湿陷性强烈的自重湿陷性黄土场地。由于浸水时场地周围地表下沉开裂，并容易造成“跑水”穿洞，影响建筑物的安全，所以空旷的新建地区较为适用。

4总结

本文简单介绍了黄土的定义及湿陷性特点。并在其基础上说明了几种常用的湿陷性黄土地基的处理方法，这些方法近年来被广泛使用，都取得了良好的效果。在具体选用何种地基处理方法时，应根据场地的湿陷类型、湿陷等级和工程要求，考虑因地制宜和就近取材的原则以及施工条件的可能性等，通过技术经济综合比较后予以选用，必要时也可以几种方法同时采用。

参考文献：

【1】湿陷性黄土地区建筑规范[S].?GBJ25—90.?北京:中国建筑工业出版社.?

【2】建筑地基处理技术规范[S].JGJ79—2002,J22O一2002.北京:中国建筑工业出版社.?

【3】李生兰.论湿陷性黄土地基处理[J].建筑施工.2009.1005.(22).?

【4】叶书麟,叶观宝.地基处理[M].北京:中国建筑工业出版社.2004.???????????