黄土湿陷性的危害及处理措施

冯沛涛

(山西省运城市水利勘察院)

1 黄土湿陷性危害性实例

2010年6月，北赵引黄工程试上水，总干渠5+730－6+250段渠线两侧出现多处裂缝，影响了工程的正常使用。根据工程地质勘察报告，该段渠线为自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为Ⅲ级(严重)，在使用过程中由于地表水的渗入使黄土层湿陷、变软，导致渠线由于不均匀沉降产生变形、开裂。

此类由于黄土湿陷性造成重大危害的案例，在我省范围内及广大黄土地区很多。

2008年4月15日19时30分左右，太原市阳曲县黄寨镇黄寨村刘家堡北侧发生一起黄土坍塌地质灾害，15间房屋被破坏，但没有造成人员伤亡。据太原市国土资源局介绍，灾害原因是由于地下水位抬升，引发黄土湿陷性坍塌。坍塌体长约70 m，宽约16 m，高约20 m。由于预警及时，现场处置合理，没有发生人员伤亡。

2008年9月7日晚，太原市杏花岭区杨家峪村由于雨水和地面污水共同作用，出现了大面积湿陷性黄土塌陷，造成部分道路和房屋塌陷、裂缝。灾害直接威胁着东北侧4户和西南侧10余m高土崖下的10户居民的窑洞和平房，以及56人的生命安全。间接威胁周边东山煤矿的3座6层家属楼，居住有150余户700口人左右，以及周边的其他零散住户，经济损失无法预计，后果不堪设想。后来经多方共同努力，及时处理，妥善安置，才成功避险了一起湿陷性黄土塌陷地质灾害。

2 黄土的分布及湿陷机理

黄土主要为黄色的特殊第四纪沉积物，是在干旱气候条件下形成的特种土，一般为浅黄、灰黄或黄褐色，色调有深浅差异，具有目视可见的大孔和垂直节理。颗粒级配均匀，颗粒成分中粉土粒组含量高达50% －60%以上，且以粗粉土粒组(0.05－0.01 mm)为主。含有大量的碳酸盐，含量一般在6%－8%以上。黄土还具有其他一些特征，例如无层理性，具大孔隙和空间，含有植物根茎的遗迹，具垂直劈理，以及遇水湿陷等。黄土覆盖着全球陆地表面的11%左右，集中分布于温带和沙漠带前缘的半干旱地区。中国黄土的分布面积达44万km2，特别是在黄河中游地区，100－200 m厚的黄土连续覆盖面积约为27.3万km2，形成世界罕见的黄土高原。主要分布在我国陕西、甘肃、山西大部分地区，宁夏、河北、内蒙古、东北三省及青海等地也有分布。

黄土，在覆盖土层的自重压力下或自重压力和建筑物的共同压力作用下，并受到水的浸扰后土的结构迅速破坏，伴随显著下沉，其强度和承载力也随之降低，这种现象叫做黄土湿陷。由于黄土这种遇水后土的结构迅速破坏，发生显著的附加下沉，故称之为湿陷性黄土。根据《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025－2004)的规定，湿陷系数≥0.015时，称为湿陷性黄土;当湿陷系数＜0.015时，称为非湿陷性黄土。湿陷性黄土分为自重湿陷性和非自重湿陷性两种，它主要为后于晚更新世(Q3)的马兰黄土(中国第四纪黄土分期名称之一)，标准剖面地点在北京市门头沟区斋堂川北山坡上，因附近清水河右岸有马兰阶地而命名。马兰黄土为淡灰黄色，疏松、无层理，底部见有基岩碎屑。其生成期较山西离石—午城黄土为晚，属上更新统沉积物。马兰黄土广泛分布于燕山南麓、太行山东麓及山东泰山、鲁山山麓和山东半岛北侧山麓与山间盆地中。还有一种属于全新世(Q4)的黄土状土(是由坡积、冲洪积等成因次生的一种黄土)，呈黄色、黄褐色，具有近代堆积的特点，广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区，也多具湿陷性。黄土湿陷的发生一般是贮水构筑物或输水管道漏水、生产和生活用水等渗入地下，或由于降水量较大而渗入和积聚以及地下水位上升等而引起的。

3 黄土湿陷的危害及其处理措施

黄土湿陷的危害主要表现在突然毁坏城镇设施、工程建筑、农田，干扰破坏交通线路，造成人员伤亡。所造成的建筑物地基的湿陷变形往往是不均匀的，属于失稳型的地基变形，一般在1－2 d内就可能产生20－30 cm的变形量。这种数量大、速度快、而又不均匀的地基变形正是建筑物所难以适应的，往往会造成水塔、烟囱等高耸构筑物严重倾斜，房屋墙身破坏，梁、柱等承重结构开裂，以及机器基础倾斜等恶果。预防黄土湿陷的主要措施如下。

3.1 基本消除基础已有土层的湿陷性

常用方法有强夯、换土、挤密桩等。这是对于土层较薄(10 m以内)时采用的办法。当土层深厚时，常用办法就是预浸水处理。这类办法是通过工程措施，针对湿陷土层本身进行处理，改善其土壤结构和基本特性，以达到消除其湿陷性的目的。这种方法的缺点是对于深厚湿陷性黄土来说耗时太长，往往影响工期。优点是施工方便，费用较低。

3.2 建筑物基础穿透湿陷性黄土层

使建筑物基础穿透湿陷性黄土层，传力于湿陷土层以下的持力土层上，达到躲过湿陷性黄土层的目的。常用方法就是加深桩基，尤以灌注桩为主。这种方法避过了湿陷性土层，使基础传力于湿陷土层以下的持力土层上，相对来说比较安全可靠，所以被广泛应用于比较重要的独立建筑物的基础处理。缺点是投资费用较大。

3.3 充分作好建筑物基础的隔水层

充分作好建筑物基础的隔水层，使基础湿陷性黄土地基无法浸水，以达到避免地基湿陷的目的。常用的隔水材料有灰土、油毡以及各种PVC和PE膜。这种方法常常用于对基础承载力要求不高的设施，如游泳池、供水管线、渠道等。

此外，应对建筑物的使用条件和所处的周边环境作适当调查，具体问题具体分析，只要建筑物的基础承载力满足要求，外界来水又无法浸湿湿陷性地基时，则可以考虑将建筑物基础坐落于湿陷土层上。事实上，很多游泳池、输水渠(管)道也就建在湿陷性土层上。对于基础承载力要求较高的较大型的建筑物如箱基等，当基础埋深较大时，其地基承载力常常是可以满足要求的，此时就可以考虑不消除其地基土层的湿陷性，只要作好隔水处理即可。这样处理可以节约大量资金和工期，对于中小型深基坑厂房及输水渠(管)道很值得借鉴。

另外，对长度较大、形体复杂的结构物尚应采取结构措施，如采用沉降缝将其分为若干独立单元，包括加大基础刚度使受力较均匀等措施。

4 结语

湿陷性黄土在我国分布较广，各地积累的工程经验也比较丰富，以上仅是个人的一点体会和看法，提出来和大家探讨，不妥之处，请批评指正。