湿陷性黄土地基处理技术

这种量大、速率快而又不均匀的变形往往使建筑物发生严重变形甚至破坏。而湿陷的出现完全取决于受水浸湿的机率，有的建筑物在施工期间即产生湿陷事故，而有的则在几年甚至几十年后才出现湿陷事故。

湿陷性黄土湿陷变形的主要指标：湿陷系数，湿陷的起始压力和湿陷的起始含水量，其中以湿陷系数最为重要。湿陷系数是单位厚度土样在土自重压力或自重压力与附加压力共同作用下浸水所产生的湿陷量。它的大小反映了黄土对水的敏感程度，湿陷系数越大，表示土受水浸湿后的湿陷量越大，因而对建筑物的危害越大，反之，则小。

湿陷性黄土湿陷系数一般通过室内压缩仪进行测试，并按下式计算湿陷系数的?s：

??heph?ppe?p???s h0e0 （26.2.1）

式中：hp为土样在压力p作用时下沉稳定后的高度；h?p为上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度；h0为土样的原始高度；ep为土样在压力p作用下下沉稳定后的孔隙比；

e?为上述加压稳定后土样在浸水作用下下沉稳定后的孔隙比；e0p为土样的原始孔隙比。

湿陷系数在工程中主要用于：1）判别黄土的湿陷性；2）鉴别湿陷性黄土湿陷性的强弱；3）预估湿陷性黄土地基的湿陷量。

对黄土湿陷性的判别，按现行黄土规范，以0.015作为界限值，

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大于或等于0.015，则定为湿陷性黄土，小于0.015则定为非湿陷性黄土。利用湿陷系数，可大致判断湿陷性黄土湿陷性的强弱，一般认为，?s≤0.03为弱湿陷性，0.03＜?s≤0.07为中等湿陷性；

?＞0.07为强湿陷性。

s湿陷性黄土在局部荷载的作用下，在湿陷过程中湿陷性黄土地基不但产生竖向变形，还将产生水平位移。主要是土在浸水状态下土的结构遭受破坏，抗剪强度急剧降低，侧向限制就大为减弱。在双重因素的影响下，使地基土湿陷时产生了大量的侧向挤出，导致湿陷量扩大。对于自重湿陷性黄土，在自重压力作用下受水浸湿后由于其湿陷变形区各水平面上不存在压力差，没有侧向挤出现象，但在外荷载作用下，在附加应力范围内产生侧向挤出。一般最大水平位移发生在基础四个周边的竖向剖面上，而且集中1.0β–1.5β（β为基础宽度）的深度范围内，基底压力或基底面积大，则侧向挤出的水平范围和影响深度也大。

2.2 湿陷性黄土地基的各种地基处理方法的加固机理及影响因素

湿陷性黄土地区地基处理，尽管在地基处理技术的应用上同其他地区相比在施工工艺等方面差别不大，但其加固机理及方法又进一步体现了湿陷性黄土的地区特征，往往在提高承载力的同时，对黄土的湿陷性进行消除。

1、重锤表面夯实及强夯

重锤表面夯实适用于处理饱和度不大于60%的湿陷性黄土地基。一般采用2.5-3.0t的重锤,落距4.0-4.5m,可以消除基底以下

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1.2-1.8m黄土层湿陷性。在夯实层的范围内，土的物理、力学性质获得显著改善，平均干重度明显增大，压缩性降低，湿陷性消除，透水性减弱，承载力提高。非自重湿陷性黄土地基，其湿陷起始压力较大，当用重锤处理部分湿陷性黄土层后，可减少甚至消除黄土地基的湿陷变形。因此在非自重湿陷性黄土场地采用重锤夯实的优越性较明显。

强夯法处理湿陷性黄土地基，是在上述重锤夯实的基础上发展起来的一种地基处理方法，其优点为施工简单、效率高、工期短、对湿陷性黄土湿陷性消除的深度较大，缺点是振动和噪音较大，我国目前在湿陷性黄土地区应用强夯进行地基处理，取得较成功的经验，夯击能量已超过8000KN.m，其对地基的影响深度按梅纳公式进行计算：

H??Qh/g

（26.2.2）

式中：H为影响深度，m；Q为重锤，KN；h未落距，m；γ为修正系数，据不同条件（地质、物理力学性能、孔隙率等）可取 0.3～0.7;g为重力加速度。

在湿陷性黄土场地各夯击点的夯击数可按最后一击夯沉量等于3-6cm来确定，一般达6-9击，稍湿的湿陷性黄土没有或有很少自由水，在强夯过程中不存在孔隙水压力消散的问题。无需像夯击饱和土那样要采用间歇多变的夯击方式，可以在一个夯位上连续夯到所需击数，而后在移到下一个夯位上，依次一遍夯实，强夯对湿陷性黄土土湿陷性的消除效果明显，一般可达8-10m。

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2、土（灰土）垫层

在湿陷性黄土地基上设臵土垫层，在我国是一种传统的地基处理方法，已有近两千年的历史，目前被广泛推广采用。将处理范围内的湿陷黄土挖去，用素土（多用原开挖黄土）或灰土（灰土比一般为3：7或2：8）在最优含水量状态下分层回填（压）实。采用土垫层或灰土垫层处理湿陷性黄土地基，可用于消除基础底面1-3m土层的湿陷性，（目前也有6m以上换填，主要做法是下部用素土换填，分层碾压，上部采用灰土垫层），减少地基的压缩性，提高地基的承载力，降低土的渗透性（或起隔水作用），往往以消除湿陷作为地基处理的目的。另外在灰土挤密桩或深层孔内夯扩法处理湿陷性黄土地基时，往往在上部采用灰土垫层。

就其处理范围来说，土垫层分为建筑物基础（独立基础和条形基础）底面下的土（或灰土）垫层和建筑物范围内的整片土（或灰土）垫层两种。在下列情况下宜采用整片灰土垫层：1）地基受水浸湿的可能性较大的建筑；2）湿陷性黄土层厚度较大的自重湿陷性黄土场地，需要全部消除地基的湿陷性采用其他方法较困难时，可与其他方法结合使用（主要起隔水作用），在其他情况下，经技术经济对比认为合理时也可使用。工程实践证明，采用土（灰土）垫层处理湿陷性黄土地基，只要施工质量符合工程要求，一般都能收到良好的效果，在非自重湿陷性黄土地基上尤为突出。但需指出的是，当灰土（或土）垫层质量不符合工程质量要求时，所发生的湿陷事故与未进行地基处理的湿陷性黄土同样严重。

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