湿陷性黄土处理对策

湿陷性黄土地区公路工程设计措施及处理对策

1、湿陷性黄土分布及工程地质分区

我国湿陷性黄土主要分布在山西、陕西、甘肃的大部分，河南西部和宁夏、青海和河北部分地区。除此，新疆、内蒙、山东、辽宁和黑龙江也有湿陷性黄土分布，工程地质分区及代号为；○Ⅰ、○Ⅱ、○Ⅲ、○Ⅳ、○Ⅴ、○Ⅵ、○Ⅶ﹝见《湿陷性黄土地区建筑规范》附录A《中国湿陷性黄土工程地质分区略图》﹞。

河南省湿陷性黄土主要分布在三门峡盆地、伊洛河盆地。孟津、偃师、巩义、上街、荥阳、郑州、新郑、禹州及太行山前部分地区﹝见《公路工程地质》14卷《论河南地区黄土及其公路病害》文章中《河南地区黄土地理环境分布图》﹞。依《中国湿陷性黄土工程地质分区略图》，三门峡盆地黄土属○Ⅲ区关中地区黄土东端部，其湿陷厚度大，多为自重湿陷性Ⅱ-Ⅲ级场地。其它地区黄土属○Ⅴ区河南地区黄土，其湿陷厚度小，多为非自重Ⅰ级场地。

2、黄土地层划分

黄土地层划分表

3、湿陷性黄土工程性质

湿陷性黄土是一种浅黄色、褐黄色，以粉粒为主结构较松散的非饱和欠压密粉土，具有大孔隙和垂直节理，在天然湿度下，其压缩性较低，强度较高，但遇水侵湿时，土的强度显著降低，在附加压力或附加压力与土的自重压力下引起的湿陷变形，是一种下沉量大，下沉速度快的失稳性附加变形﹝当单位厚度的土样在该试样深度处上覆土层饱和自重压力作用下产生湿陷变形为自重湿陷﹞，诱发路基和构造物病害，特别是自重湿陷性黄土。

在地形起伏多变，地表径流容易汇集的地方，其土质松散，垂直节理发育的黄土中易形成漏斗状、竖井状、串珠状潜蚀陷穴和暗穴不良地质现象，是潜在的路基病害。

4、湿陷性评价

4.1湿陷性的判定

当湿陷系数δs＜0.015时定为非湿陷性黄土；当湿陷系数δs≥0.015时定为湿陷性黄土。当湿陷系数δs≥0.015时，应做自重湿陷性试验﹙δzs为自重湿陷系数），δzs≥0.015定为自重湿陷性黄土。

4.2湿陷程度

湿陷性黄土的湿陷程度，可根据湿陷系数值δs的大小分为以下三种：

当0.015≤δs≤0.03时，湿陷性轻微；

当0.03＜δs≤0.07时，湿陷性中等；

当δs＞0.07时，湿陷性强烈。

4.3湿陷性黄土地基的湿陷等级

湿陷性黄土地基的湿陷等级，应根据湿陷量的计算值和自重湿陷量的计算值因素按《湿陷性黄土地区建筑规范》﹝GB50025-2004﹞表4.4.7判定。

表4.4.7 湿陷性黄土地基的湿陷等级判定

﹡注：当湿陷量的计算△s ＞600mm ，自重湿陷量的计算值△zs ＞300mm 时，可判为Ⅲ级，其它情况可判为Ⅱ级。

5、公路工程设计措施及处理对策

依《湿陷性黄土地区建筑规范》﹝GB50025-2004﹞、《公路路基设计规范》﹝JTGD30-2004﹞、《公路桥涵地基与基础设计规范》﹝JTGD63-2007﹞及《公路隧道设计规范》﹝JTGD70-2004﹞，并结合多年工程设计回访情况，提出对湿陷性黄土地区公路工程设计措施及处理对策如下： 5.1桥涵工程﹝含立交及通道﹞ 5.1.1桩基础

①在湿陷性黄土厚度等于或大于10米的场地，往往采用桩基础。对自重湿陷性黄土场地，除不计自重湿陷性黄土层内的桩长按饱和状态下的正阻力外，尚应扣除桩侧的负摩擦力﹝钻、挖孔桩取负10-15kPa ﹞；对非自重湿陷黄土场地，当自重湿陷湿陷量的计算量的计算值小于70mm 时，单桩竖向承载力的计算应计入湿陷性黄土层内的桩长按饱和状态下的正阻力。依据规范查表取桩端承载力及桩侧摩阻力时，其液性指数均应按土的饱和状态下的液性指数，可按下式计算：

r P r

L L P

S e

W D I W W -=

-

式中：Sr —土的饱和度，可取85％；

E —土的孔隙比； Dr —土粒相对密度；

W L 、W P —分别为土的液限和塑限含水量，以小数计。

②在非自重湿陷性黄土场地，桩端应支承在压缩性较低的非湿陷黄土层中；在自重湿陷性黄土场地，桩端应支承可靠的岩﹝或土﹞层中。 5.1.2 扩大基础

①工程类型

当墩、台采用扩大基础﹝浅基础﹞时，应根据其工程重要性、结构特点、受水浸湿后的危害程度和修复的难易程度，分为A 、B 、C 、D 四类。

A 类：20米及以上的高墩台和外超静定桥梁；

B 类：一般桥梁基础，拱涵；

C类：一般涵洞及倒虹吸；

D类：桥涵附属工程。

②工程设计措施及处理对策

工程设计措施及处理对策应根据湿陷性黄土地基的湿陷等级、结构物工程类型和水流特征，按《公路桥涵地基与基础设计规范》﹝JTGD63-2007﹞表4.6.6，采取相应的工程设计措施及处理对策，以满足沉降控制的要求。

表4.6.6 湿陷性黄土地区地基处理的措施

注：表中①、②、③、④处理措施编号，各编号所代表的处理措施如下：①墩台基础采用明挖挖除湿陷性黄土、沉井或桩基，置于非湿陷性黄土层中；②采用强夯法或挤密桩法，并采取防水和结构措施；③采取重锤夯实和换填灰土垫层，并采取防水和结构措施；④地基表层夯实。

5.2 隧道工程

5.2.1基于湿陷性黄土地质年代为第四纪全新世﹝Q4﹞和上更新世﹝Q3﹞，则公路隧道围岩分级应依据《公路隧道设计规范》﹝JTGD-2004﹞表 3.

6.5《公路隧道围岩分级》，按ⅴ级围岩的复合衬砌的设计参数设计与施工，见表8.4.2-1 和表8.4.2-2。应注意在因节理切割而形成的不稳定部位和覆盖层薄、地层稳定性差时，要加强支护或采取辅助工程措施。

5.2.2位于隧道附近地表的冲沟、陷穴、裂隙应回填、铺砌，并设置地表水的引排设施。

5.2.3洞门设计应考虑地表冲刷防护。对端、翼墙地基应采取灰土换填夯实措施。5.3 路基工程