浅谈陕西地区湿陷性黄土地基评价及处理方法

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张艳1 杨建锋2崔佳1张文军1李义辉1

（1西安公路材料再生工程技术研究中心陕西西安710065

2西安国通路桥工程有限公司陕西西安710068）

摘要：本文简要阐明延安地区黄土湿陷机理和危害，通过对室内土工试验指标的应用，根据现行国家规范标准，针对岩土工程勘察过程中常遇到的问题，详述了湿陷性黄土地基湿陷的评价方法，并对其常用地基处理方法作了简要说明。

关键词：湿陷性黄土；湿陷性评价；湿陷等级；处理方法

1.前言

黄土是一种特殊的第四纪大陆疏散堆积物。黄土按成因分为原生黄土（黄土）和次生黄土（黄土状土）、新近堆积黄土。我国黄土堆积时代包括整个第四纪，面积达64万平方公里。目前，危害较大、研究较多的湿陷性黄土分布面积约为27万平方公里。

2 .黄土的湿陷机理及其危害

2.1黄土湿陷机理

黄土是一种颜色呈褐黄—黄褐色；土质不甚均匀；粉粒含量较高；结构疏松，具大孔隙；垂直节理发育；富含钙质粉末；一般具有湿陷性和高压缩性等。黄土是在干旱和半干旱条件下形成的，在干燥少雨的条件下，由于蒸发量大，水分不断减少，盐类析出，胶体凝结，产生了加固粘聚力，在土湿度不很大的情况下，上覆土层不足以克服土中形成的加固粘聚力，因而形成欠压密状态，一旦受水浸湿，加固粘聚力消失，便产生湿陷。

2.2 黄土湿陷危害

黄土的湿陷性指黄土浸水后在外荷载或自重作用下发生下沉的现象。通常在自重压力和附加压力共同作用下产生湿陷的黄土称非自重湿陷性黄土，而仅在自重压力下就产生湿陷的黄土称自重湿陷性黄土。黄土的湿陷变形是由于地基被水浸湿所引起的一种附

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加变形，这种变形往往是随机的，任何时间任何地段都可能发生，而且变形的速率很大，并且不均匀，易造成地面塌陷，从而导致建筑物倾斜甚至产生裂缝等工程事故，因此，岩土工程勘察过程中，应对黄土的湿陷性及地基湿陷等级作出正确评价，并建议合理的地基处理方案和施工中应注意的问题，以减少工程隐患。

3 .黄土湿陷试验

3.1 试验指标

根据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GBJ25—90）和《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999），为了判定黄土的湿陷性，并通过计算湿陷量和自重湿陷量最终确定地基湿陷等级，目前常用的试验指标主要有：湿陷系数、自重湿陷系数、湿陷起始压力等。

湿陷系数（δs）指单位厚度土体在一定压力作用下变形稳定后饱和浸水所产生的附加湿陷下沉量。

自重湿陷系数（δzs ）指对应于土的饱和自重压力作用下的湿陷系数。

湿陷起始压力（P sh）指黄土浸水发生湿陷所需要的最小压力。

3.2 试验方法

黄土湿陷性指标的确定，主要采用单线法和双线法两种。单线法比双线法更适用于黄土变形的实际情况。双线法简便，工作量小，但与变形的实际情况不完全符合，故以单线法为标准方法。

单线法指切取5个环刀土样，分别对每个土样在天然湿度下分级加至不同的规定压力，等压缩稳定后测试土样高度，然后再加水浸湿，测下沉稳定后的高度，再利用公式计算各级压力下的湿陷系数，并绘制湿陷系数与压力关系曲线（如图1）。

双线法指切取2个环刀土样，一个土样在天然湿度下分级加压至压缩稳定，并绘制压缩曲线。另一个土样在天然湿度下施加第一级压力后浸水，直至第一级压力下湿陷稳定后，再分级加压至试样在各级压力下浸水变形稳定为止，并绘制出压缩曲线，然后根据两线的差值求出湿陷系数与压力关系曲线（如图2）。

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图1 单线法湿陷系数与压力关系曲线

图2 双线法湿陷系数与压力关系曲线

4 .地基湿陷性评价

4.1 定性评价

根据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GBJ25—90），当湿陷系数δs＜0.015时，应定为非湿陷性黄土，当湿陷系数δs＞0.015时，应定为湿陷性黄土。

4.2 湿陷类型划分

湿陷性分为自重湿陷性和非自重湿陷性,当湿陷系数δs＞0.015时，应定为湿陷性黄土,当自重湿陷系数δzs＞0.015时，可以说黄土具自重湿陷性,但并不能说是自重湿陷性黄土场地,其划分应根据计算的自重湿陷量Δzs大小确定,当计算的自重湿陷量Δzs＞7cm时,判定为自重湿陷性黄土场地, 当计算的自重湿陷量Δzs＜7cm时,仍判定为非自重湿陷性黄土场地。

自重湿陷量Δzs按下式计算:

Δzs=β0∑δzsi h i

式中:δzsi—第i层土的自重湿陷系数

h i—第i层土的厚度（cm）

β0—因土质地区而异的修正系数自重湿陷量Δzs的累计可自天然地面（当挖、填方的厚度和面积较大时，自设计地面）算起，至其下部全部湿陷性黄土层的底面为止，其中自重湿陷系数δzs＜0.015的土层不应累计。一般以探井数据为准，且取样间距宜为1.00m。

4.3 湿陷等级确定

根据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GBJ25—90），湿陷性黄土地基湿陷等级有四级，分级标准不仅考虑了黄土的自重湿陷量Δzs，而且利用了黄土的总湿陷量Δs，根据计算出的自重湿陷量Δzs和总湿陷量Δs，按下

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表1确定地基湿陷等级。

地基湿陷等级分类表1

注：1、当总湿陷量30cm<Δs≤50cm，计算自重湿陷量7cm<Δzs≤30cm时，可判为Ⅱ级。

2、当总湿陷量Δs≥50cm，计算自重湿陷量Δzs≥30cm，可判为Ⅲ级。

总湿陷量Δs按下式计算：

Δs=∑βδsi h i

式中：δsi—第i层土的湿陷系数

h i—第i层土的厚度（cm）

β—考虑地基土的侧向挤出和浸水机

率等因素的修正系数。基底下5m（或压缩层）深度内可取1.5；5m以下,在非自重湿陷性黄土场地可不计算，在自重湿陷性黄土场地可参照β0取值。

总湿陷量应自基础底面算起。在非自重湿陷性黄土场地，累计至基底下5m（或压缩层）深度止，在自重湿陷性黄土场地，对甲、乙类建筑，应按穿透湿陷性土层的取土勘探点，累计至非湿陷性土层顶面止，对丙、丁类建筑，当基底下湿陷性土层厚度大于10m 时，其累计深度根据工程所在地区确定，其中湿陷系数δs小于0.015的土层不应累计。一般以探井数据为准，且取样间距宜为1.00m。

4.4 湿陷起始压力的应用

湿陷起始压力对判定黄土是否具自重湿陷性有重要参考作用。一般情况下，在自重湿陷性黄土场地，其湿陷起始压力总是低于该土的饱和自重压力，在非自重湿陷性黄土场地，湿陷起始压力通常不小于该土的饱和