湿陷性黄土地基处理

实

习

总

结

院系：城市与环境学院

专业： 10级土木工程1班姓名：任永强

学号：0802100107

湿陷性黄土地基处理

一、黄土的分布及特征

黄土分布广泛，在欧洲、北美、中亚等地均有分布面积达1300万km2，占地球面积2.5%以上。我国是黄土分布面积最大的国家，总面积约64万km2。西北、华北、山东、内蒙古及东北等地均有分布。黄河中游的陕、甘、宁及山西、河南等省黄土面积广、厚度大，属黄土高原。

黄土是以粉粒为主，含碳酸盐，具有大孔隙，质地均一，无明显层理而有显著垂直节理的黄色陆相沉积物。

典型黄土具备以下特征:

○1颜色为淡黄、褐黄和灰黄色。

○2以粉土颗粒（0.075～0.005 mm）为主，约占60%～70% 。

○3含各种可溶盐，主要富含碳酸钙，含量达10%～30%，对黄土颗粒有一定的胶结作用，常以钙质结核的形式存在，又称姜石。

○4结构疏松，孔隙多且大，孔隙度达33%～64%，有肉眼可见的大孔隙、虫孔、植物根孔等。

○5无层理，居柱状节理和垂直节理，天然条件下稳定边坡近直立。

○6具有湿陷性。

二、黄土的成因及分类

黄土按成因分为原生黄土和次生黄土，一般认为不具层理的风成黄土为原生黄土。原生黄土经过流水冲刷、搬运和重新沉积而形成的为次生黄土，具有层理，并含有较多的砂砾和细砾。

黄土一般分为湿陷性黄土、非湿陷性黄土。在一定压力下受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉的黄土称之为湿陷性黄土；在一定压力下受水浸湿，无显著附加下沉的黄土称之为非湿陷性黄土。湿陷性黄土又分为自重湿陷性黄土、非自重湿陷性黄土。由于各地区黄土形成时的自然条件差异较大，因此其湿陷性也有较大差别，有些湿陷性黄土受水浸湿后的土的自重压力下就产生湿陷，而另一些黄土受水浸湿后只有在土的自重压力和附加压力共同作用下产生湿陷，前者称为自重湿陷性黄土，后者称为非自重湿陷性黄土。一般将黄土开始湿陷时的相应压力称为湿陷起始压力，可看作黄土受水浸湿后的结构强度。当湿陷性黄土实际所受压力等于或大于土的湿陷起始压力时，土就开始产生湿陷。反之，如果小于这一压力，则黄土只产生压缩变形，而不发生湿陷变形。

三、湿陷性黄土的工程性质

湿陷性黄土是一种特殊性质的土，在一定的压力下，下沉稳定后，受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉，故在润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、湿陷性黄土的颗粒组成

我国湿陷性黄土的颗粒主要为粉土颗粒，占总重量约60%～70%，而粉土颗粒中又以0.005mm～O.01mm的粗粉土颗粒为多，占总重约40.60%，小于0．005mm 的粘土颗粒较少，占总重约14.28%，大于0．01m的细砂颗粒占总重在5%以内，基本上无大于0.25mm的中砂颗粒。我国湿润陷性黄土的颗粒从西北向东南有逐渐变细的规律。

黄土是干旱或半干旱气候条件下的沉积物，在生成初期，土中水分不断蒸发，土孔隙中的毛细作用，使水分逐渐集聚到较粗颗粒的接触点处。同时，细粉粒、粘粒和一些水溶盐类也不同程度的集聚到粗颗粒的接触点形成胶结。粗粉粒和砂粒在黄土结构中起骨架作用，由于在湿陷性黄土中砂粒含量很少，而且大部分砂粒不能直接接触，能直接接触的大多为粗粉粒。细粉粒通常依附在较大颗粒表面，特别是集聚在较大颗粒的接触点处与胶体物质一起作为填充材料。粘粒以及土体中所含的各种化学物质如铝、铁物质和一些无定型的盐类等，多集聚在较大颗粒的接触点起胶结和半胶结作用，作为黄土骨架的砂粒和粗粉粒，在天然状态下，由于上述胶结物的凝聚结晶作用被牢固的粘结着，故使湿陷性黄土具有较高的强度，而遇水时，水对各种胶结物的软化作用，土的强度突然下降便产生湿陷。

2、湿陷性黄土的湿度和密度

湿陷性黄土之所以在一定压力下受水时产生显著附加下沉，除上述在遇水时颗粒接触点处胶结物的软化作用外，还在于土的欠压密状态，干旱气候条件下，无论是风积或是坡积和洪积的黄土层，其蒸发影响深度大于大气降水的影响深度，在其形成过程中，充分的压力和适宜的湿度往往不能同时具备，导致土层的压密欠佳。接近地表2--3米的土层，受大气降水的影响，一般具有适宜压密的湿度，但此时上覆土重很小，土层得不到充分的压密，便形成了低湿度、高孔隙率的湿陷性黄土。湿陷性黄土在天然状态下保持低湿和高孔隙率是其产生湿陷的充分条件。

3、湿陷性黄土的压缩性

压缩性反映地基土在外荷载作用下产生压缩变形的大小。对湿陷性黄土地基而言，压缩变形是指地基土在天然含水量条件下受外荷载作用时所产生的变形，它不包括地基土受水浸湿后的湿陷变形。

一般在中更新世末期和晚更新世早期形成的湿陷性黄土多为中等偏低，少量为低压缩性土；晚更新世末期和全新世黄土多为中等偏高，有的甚至为高压缩性土，新近堆积黄土的压缩性多数较高。

4、黄土的抗剪强度

黄土的抗剪强度主要取决于土的含水量和密实程度。当含水量越低，密实程度越高，则抗剪强度越大。当黄土的天然含水量低于塑限时，水分变化对强度影响最大，随含水量的增加，土的内摩擦角和黏聚力都降低较多，但当天然含水量大于塑限时，含水量对抗剪强度的影响减小，而超过饱和含水量时，抗剪强度变化不大。当土的含水量相同，则密实程度越大，即土的干重度越大，抗剪强度越大。在浸水过程中，黄土湿陷处于发展状态，此时，土的抗剪强度降低最多，但当黄土的湿陷压密过程已基本结束，此时土的含水量虽然很高，但抗剪强度却高于湿陷过程。因此，湿陷性黄土处于地下水位变动带时，其抗剪强度最低，而处于地下水位以下的黄土，抗剪强度反而高些。

四、湿陷性黄土地基的处理原则

《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB 50025-2004）对湿陷性黄土地区建筑物

的设计和施工按建筑物的类别及场地的湿陷类型、等级相应提出了不同的措施要求。其中设计措施分为地基处理措施、防水措施和结构措施。各类建筑物的设计应根据建筑物的分类和场地土的湿陷类型、湿陷等级采取以地基处理为主的综合措施。地基处理措施主要用于改善土的物理学性质,减少或消除地基的湿陷变形；防水措施和结构措施一般用于地基不处理或用于消除地基部分湿陷量的建筑，以弥补地基处理的不足。

对地基受水浸湿可能性大或对不均匀沉降有一定限制的一般工业与民用建

筑物，即乙类建筑物，设计措施的原则是当地基发生湿陷时,能保证主体结构安全,次要部位易于修复。在Ⅱ级,Ⅲ级自重湿陷性黄土地基上的乙类建筑及丙类建筑物，若以地基处理为主时,其处理厚度应控制剩余湿陷量分别小于20 cm和30 cm ,并且应采取适当的防水措施和结构措施；如以防水措施为主时,仍不能忽视

地基处理的重要性,尽量减少地基的剩余湿陷量,以保护防水措施免遭破坏。

五、湿陷性黄土地基处理的方法

湿陷性黄土地基处理的方法很多，在不同的地区，根据不同的地基土质和不同的结构物，地基处理应选用不同的处理方法。在勘察阶段，经过现场取样，以试验数据进行分析，判定属于自重湿陷性黄土还是非自重湿陷性黄土，以及湿陷性黄土层的厚度、湿陷等级、类别后，通过经济分析比较，综合考虑工艺环境、工期等多方面的因素。最后选择一个最合适的地基处理方法，经过优化设计后，确保满足处理后的地基具有足够的承载力和变形条件的要求。

湿陷性黄土地基的处理方法依据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）推荐有换填垫层法、重锤表面夯实法、强夯法、预浸水法、挤密法、桩基础法等。

1、换填垫层法

换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理，应根据建筑体型、结构特点、荷载性质、岩土工程条件、施工机械设备及填料性质和来源等进行综合分析，进行换填垫层的设计和选择施工方法。该法是将基础底面以下一定深度范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的填料分层填充，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，成为良好的人工地基。

垫层可以选用的填料有砂石（包括碎石、卵石、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑，应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质）、粉质粘土（用于湿陷性黄土的粉质粘土垫层，土料中不得夹有砖、瓦和石块）、灰土（土料宜用粉质粘土，