湿陷性黄土路基处理

• 我国现行《湿陷性黄土地区建筑规范》将中国 湿陷性黄土工程地质分为七区（其中又细分为 十二个亚区），这七个区是：Ⅰ—陇西地区， Ⅱ—陇东-陕北-晋西地区，Ⅲ—关中地区， Ⅳ—山西-冀北地区，Ⅴ—河南地区，Ⅵ—冀 鲁地区，Ⅶ—边缘地区，规范并同时列出了各 区和亚区湿陷性黄土的物理性质指标和特征描 述（见所附的中国湿陷性黄土工程地质分区略 图及附表）。
中等） Ⅱ（中等）
六.失陷性黄土地基的勘察和工程措施 （一）失陷性黄土地基的勘察 1）查明黄土层的厚度和分布，测定各种物 理指标。 2）研究地形起伏与降水的积累和排泻情况。 3）划分不同的地貌单元，查明不良地质现 象。 4）调查访问，了解情况。 5）调查邻近已有建筑物的现状、开裂及损 坏情况。
（二）地基处理
湿陷性黄土分为自重湿陷性黄土 和非自重湿陷性黄土两种。前者是指在 上覆土自重压力下受水浸湿发生湿陷 的湿陷性黄土地基；后者是指只有在 大于上覆土自重压力下受水浸湿后才 会发生湿陷的湿陷性黄土地基。
五、湿陷性黄土地基的评价 湿陷性黄土地基的评价 多用室内浸水侧限压缩试验
1、湿陷系数： h0 湿陷系数反映了黄土对水的敏感程度。 δ s < 0 . 015 时,定为非湿陷性黄土。 δ s ≥ 0 . 015 时,定为湿陷性黄土。 《黄土规范》规定，计算时压力p从基础底面（初堪 时从地面下1.5米）算起。到其下10米内土层为 200KPa，10米以下至非失陷性土层顶面应用上覆 土的饱和自重压力（大于300用300）。
∆s = ∑βδsi hi
i =1
n
β---考虑黄土地基侧向挤出和浸水几率等因
素的修正系数。无浸水几率取0，有浸水几率， 基底下5米深度以内可取1.5,基底下5～10m深 基底下5 10m深 基底下 度内， 基底下10m 10m以下至非湿陷性黄 度内，取β＝1，基底下10m以下至非湿陷性黄 土层顶面， 。 土层顶面，自重湿陷性黄土场地按
3、湿陷类型和失陷等级 自重湿陷量的计算公式为：
∆ zs = β 0 ∑ δ zsi hi
i =1
n
∆ zs ≤ 7cm
当 时应定为非自重湿陷性黄土。 当 ∆ zs > 7cm 时应定为自重湿陷性黄土。
β 0 －－因地区土质而异的修正系数。
δ
－－表示第I层土层的饱和自重压力下 的湿陷系数，
δ
zs
二、黄土地层的划分 我国黄土的形成经历了地质时代中的整个第四纪时 期，按形成的年代可分为老黄土和新黄土 。
年代 黄土名称 新近堆 积 — 新 黄 黄 土 土 一般湿 — 陷 性 黄 马兰黄土 土 老 离石黄土 午城黄土 黄 非湿陷 性 土 黄 土 成因 备注
全新 世 Q4
近 期
次生黄 土
以水成 为 主
70＜ 70＜
总湿陷量△s（mm） mm）
△zs≤70
△zs≤3
50
△zs＞350
△s≤300
轻微） Ⅰ（轻微）
Ⅱ（中等） 中等）
—
300＜ 300＜△s≤700
中等） Ⅱ（中等）
*Ⅱ（中等） 中等） 严重） 或Ⅲ Ⅲ（严重） 严重） （严重） 很严重） Ⅲ（严重） Ⅳ（很严重） 严重）
△s＞700
β0
δ si 和hi －－第i层土的湿陷系数和厚度。
计算时土层厚度自基底（初勘时从地面下 1.5m）算起；对非自重湿陷性黄土地基， 累计算到其下5m，对自重湿陷性黄土地 基，根据地区经验确定。其中 δ s < 0.015 的土层不计。
例题
湿陷性黄土地基的湿陷等级
湿陷类型 计算自重湿 陷量△zs(mm) 非自重湿陷性 场地 自重湿陷性场地
Hale Waihona Puke zsihz − hz = h0
′
hz －－加压至土层的饱和自重压力下时，
下沉稳定后的试样高度。 ′ －－浸水饱和后土样下沉后的高度。 hz n－－计算厚度内湿陷土层的数目，从天然 地面算起（挖、填方较大时从设计地面算起）， 其中 的土层不计。
δ zs < 0.015
湿陷性黄土地基的湿陷等级，应根据基底 下各土层累计的总湿陷量和自重湿陷量的大小 来确定。 总湿陷量可按下式计算：
湿陷性黄土路基处理
第五大组
黄土概述
一、黄土 1.黄土是在第四纪形成的一种特殊的陆相疏松堆 积物颗粒成份以粉粒为主，颜色一般呈黄色 或褐黄色。 2.黄土按成因分为：原生黄土和次生黄土。
湿陷性黄土
湿陷性黄土：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黄土。 湿陷性土的分布：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。 (这里所说的黄土泛指黄土和黄土状土。湿陷 性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土， 也有的老黄土不具湿陷性)。
由于胶结物的凝聚和结晶作用、共用结合 水的联结作用以及毛细作用、负孔隙水压力作 用等，使黄土地基表现出较高的强度和抵抗压 缩变形的能力。当黄土受水浸湿或在一定外部 压力作用下受水浸湿时，结合水膜增厚并楔入 颗粒之间，于是结合水联系减弱，盐类溶于水 中，各种胶结物软化，结构强度降低或失效， 黄土的骨架强度降低，土体在上覆土层的自重 压力或在自重压力与附加压力共同作用下，其 结构迅速破坏，大孔隙塌陷，导致黄土地基附 加的湿陷变形。这就是黄土产生湿陷现象的内 在过程。
一般有湿陷性， 一般有湿陷性，常具 有高压缩性
早 期 晚更新世Q 晚更新世Q3 中更新世Q 中更新世Q2 早更新世Q 早更新世Q1
一般具有湿陷性
原生黄 风成为 主 土 一般无湿陷性
三、湿陷性黄土组成及结构构造
1．颗粒组成及矿物成分
湿陷性黄土的颗粒组成以粉土颗粒为 主，一般占总质量的60%以上。而粉土中 又以0.01～0.05mm的粗粉粒为多，小于 0.005mm的粘粒含量较少，大于0.1mm的 细砂颗粒含量在5%以内，大于0.25mm的 中砂以上的颗粒则很少见到。此外黄土 中还含有大量的碳酸盐、硫酸盐和氯化 物等可溶盐类。
δs =
hp − hp ′
如基底压力大于300时，仍用实际压力 判别黄土的失陷性。 2、湿陷起始压力和失陷起始含水量
双线法测定湿陷起始压力
黄土的湿陷量与所受压力有关，存在 一个压力界限，压力低于这个数值，黄 土浸水也不会湿陷，这个压力为湿陷其 始压力。
p − δ
s
δ s = 0.015
曲线上取所对应的压力作为湿陷其始 压力。 黄土的湿陷其始含水量在外荷载或自 重作用下，受水浸湿开始出现湿陷现象 时的最低含水量。
湿陷性黄土地基常用的处理方法
• 黄土地区采用桩基础也相当普遍，包括钢筋混 凝土预制桩（打入、静压等）或灌注桩（钻孔、 挖孔、挤土成孔等） 。
（三） 防水措施 • 湿陷性黄土产生湿陷必须具备的外部条件是地 基土浸水，因此做好建筑物建设期间的防排水 工作并考虑其在使用期间的防水措施无疑也可 减少或避免地基的浸水湿陷事故。
（四） 结构措施 如果没有采用地基处理从根本上解决地基 的浸水湿陷问题时，在设计中应当采取相应的 结构措施，以利于抑制地基不均匀沉降，减轻 或避免上部结构的损坏。常见的结构措施有： 选择适宜的结构体系；采用有利于抗衡不均匀 沉降的基础型式（如片筏基础、交叉梁基础 等）；设置圈梁等以增强建筑物的整体刚度； 预留适应沉降的净空等。
2．黄土的结构与构造 形成初期，季节性的少量雨水把松散的 粉粒粘聚起来，而长期的干旱使水分不 断蒸发，于是少量的水分以及溶于水中 的盐类都集中到较粗颗粒的表面和接触 点处，可溶盐逐渐浓缩沉淀而成为胶结 物，形成以粗粉粒为主体骨架的蜂窝状 大孔隙结构
黄土结构示意图
由于黄土是在干旱半干旱的气候条件 下形成的，随着干旱季节的来临， 下形成的，随着干旱季节的来临，黄土 因失去大量水分而体积收缩， 因失去大量水分而体积收缩，在土体中 形成许多竖向裂隙， 形成许多竖向裂隙，使黄土具有了柱状 构造。 构造。 雨季来临，大气降水将黄土中的水溶 雨季来临， 性盐类物质溶解并沿着土中的孔隙下渗， 性盐类物质溶解并沿着土中的孔隙下渗， 干旱季节来临时土中的水分蒸发逃逸， 干旱季节来临时土中的水分蒸发逃逸， 溶解的盐类物质在水分蒸发的同时于下 渗线附近重新结晶并残存下来。 渗线附近重新结晶并残存下来。
针对湿陷性问题的主要措施有地基处理、 防水与结构措施三类。地基处理的目的是消除 黄土的湿陷性，它又可分为全部消除和部分消 除两种。防水措施是为了防止雨水和其它来源 的水渗入地基中。结构措施的作用是使建筑物 有一定的适应变性的能力，在建筑物因地基浸 水出现附加的不均匀沉降时 能减轻对结构的 损害。
• 进行地基处理，以部分或全部消除建筑 物地基的湿陷性，并达到减小地基沉降 和提高地基承载力的目的。 • 选择地基处理方法，应根据建筑物的类 别和湿陷性黄土的特性，并考虑施工设 备、施工进度、材料来源和当地环境等 因素，经技术经济综合分析比较后确定。
四、黄土的湿陷原因和影响因素
黄土发生湿陷的内在原因是黄土的结构特征和其 物质成分，外在的条件为水的浸湿。 随着含水量的减少土粒彼此靠近，颗粒间的分子 引力以及结合水和毛细水的联结力逐渐加大。这些因 素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体在 自重压密，从而形成以粗颗粒为主体骨架的多孔隙结 构。
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黄土中粗颗粒的主要矿物成分是石英和长 石， 粘土颗粒的主要成分是中等亲水性的伊里石，以 及一些水溶性盐类物质，这些盐类物质 呈固态或半固态分布在各种颗粒的表面。
粒径 地区 陇西 陕北 关中 山西 豫西 总体 砂粒 >0.05 20～ 20～29 16～ 16～27 11～ 11～25 17～ 17～25 11～ 11～18 11～ 11～29 粉粒 0.05~0.005 58～ 58～72 59～ 59～74 52～ 52～64 55～ 55～65 53～ 53～66 52～ 52～74 粘粒 <0.005 8～14 12～ 12～22 19～ 19～24 18～ 18～20 19～ 19～26 8～26