[科普中国]-湿陷性黄土地基处理

湿陷性黄土的概念

湿陷性黄土是黄土的一种，凡天然黄土在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著的湿陷变形，强度也随之降低的，称为湿陷性黄土。湿陷性黄土分为自重湿陷性和非自重湿陷性两种。自重湿陷性黄土在上覆土层自重应力下受水浸湿后，即发生湿陷；在自重应力下受水浸湿后不发生湿陷，需要在自重应力和由外荷引起的附加应力共同作用下，受水浸湿才发生湿陷的称为非自重湿陷性黄土。

黄土湿陷性的判定和地基的评价黄土由于颗粒矿物成分、生成年代、环境以及成岩作用的原因和程度的不同，有湿陷性和非湿陷性之别。湿陷性黄土地基中，自重湿陷性黄土地基与非自重湿陷性黄土地基在湿陷量大小、承载能力等方面也有较大差别。不同地区的自重或非自重湿陷性黄土也因上述原因，湿陷性、湿陷敏感程度等都有明显不同。因此，对黄土是否属湿陷性应有统一的判定方法和标准，地基湿陷类型、湿陷程度也应评定正确、恰当。

黄土湿陷性的判定湿陷性黄土除了具备黄土的一般特征如呈黄色或黄褐色，粒度成分以粉土颗粒为主，约占50%以上，具有肉眼可见的孔隙等外，它还呈松散多孔结构状态，孔隙比常在 1.0 以上，天然剖面上具有垂直节理，含水溶性盐（碳酸盐、硫酸盐类等）较多。垂直大孔性、松散多孔结构和遇水即降低或消失的土颗粒间的加固凝聚力（主要由水溶性盐在土颗粒间沉淀凝结而产生），是黄土发生湿陷的两个内部因素，而压力和水是外部条件。

黄土湿陷性的判定，国内外都采用湿陷系数δs 值来判定，δs 可通过室内浸水压缩试验测定。把保持天然含水量和结构的黄土土样，逐步加压，达到规定试验压力，土样压缩稳定后，进行浸水，使含水量接近饱和，此时土样迅速下沉，再次达到稳定，得到浸水后的土样高度h‘p，如右图，由下式可求得土的湿陷系数δs

式中h0———土样的原始高度（cm）；

hp———保持天然湿度和天然结构的土样，加压至规定压力时，下沉稳定后的高度（cm）；

h'p———上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度（cm）。

测定湿陷系数δs 的压力，对于基础底面压力小于和等于300kPa的桥涵，自基底算起，10m以内的土层采用 200kPa，新近堆积黄土采用150kPa，10m以下至非湿陷性土层顶面，采用其上覆土的饱和自重土压力（当上覆土的饱和自重土压力大于300kPa时，仍采用300kPa）；对于基础底面压力大于300kPa的桥涵，应采用实际压力。当湿陷系数δs 等于或大于0.15时，为湿陷性黄土，否则为非湿陷性黄土。

湿陷性黄土地基湿陷类型的划分黄土地区建筑场地的湿陷性类型按自重湿陷量Δzs判定。当自重湿陷量Δzs小于或等于7cm时，定为非自重湿陷性黄土场地，当Δzs大于7cm时，定为自重湿陷性黄土场地。

湿陷性黄土的自重湿陷量Δzs可按下式计算：

式中 Δzs———自重湿陷量（cm）；

δzsi———第i层土在上覆土的饱和（Sr≥0.85）自重压力下的自重湿陷系数；

hi———第i层土的厚度（cm）；

β0———因地区土质而异的修正系数，陇西地区取1.5，陇东和陕北地区取1.2，关中地区取0.7，其他地区取0.5。

自重湿陷量Δzs的累计自天然地面算起（当挖、填方的厚度和面积较大时，自设计地面算起），至其下全部湿陷性黄土层的底面为止，其中自重湿陷系数δzs小于0.015的土层可不计。

湿陷性黄土地基湿陷等级的判定湿陷性黄土地基的湿陷等级，即地基土受水浸湿发生湿陷的程度，可以用地基内各土层湿陷下沉稳定后所发生湿陷量的总和（总湿陷量）来衡量，总湿陷量越大，对桥涵等结构物的危害性越大，其设计、施工和处理措施要求也应越高。基底以下地基的湿陷量Δs（cm）按下式计算：

式中δsi———自基底算起第i层土的湿陷系数；

hi———基底以下第i层土的厚度（cm）；

β———考虑地基土侧向挤出条件、浸水几率等因素的修正系数，基底下5m（或压缩层）深度内取1.5；5m（或压缩层）以下，非自重湿陷性黄土取β=0，自重湿陷性黄土地基可按β0取值。

基底以下地基的湿陷量Δs应自基础底面算起，对于非自重湿陷性黄土，累计至基底以下5m深度为止。对于自重湿陷性黄土处的大桥和特大桥，累计至非湿陷性土层顶面为止；对于其他桥涵，当基底以下自重湿陷性黄土厚度大于10m时，陇西、陇东、陕北、晋南、豫西地区的累计深度应不小于15m，其他地区应不小于10m，其中湿陷系数δs小于0.015的土层可不累计。湿陷性黄土地基的湿陷等级，应根据自重湿陷量Δzs和基底以下地基湿陷量Δs的大小按下表判定。

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注：①当30cm