湿陷性黄土地基湿陷机理评价及处理方法

贾 瑞 杰

(山西省化工设计院，山西 太原 030024)



湿陷性黄土地基湿陷机理评价及处理方法

贾 瑞 杰

(山西省化工设计院，山西 太原 030024)

基于湿陷性黄土地基的湿陷机理，介绍了黄土地基湿陷性与施工现场湿陷类型的评定方法，并阐述了几种常用的湿陷性黄土地基的处理技术，从而提高黄土地区地基的承载力。

黄土，地基，湿陷性，承载力

自二十世纪五六十年代初，我国就开始了对湿陷性黄土地区工程的研究，并且在随后的研究中制定以及实施了《湿陷性黄土地区建筑规范》，这一规范成果对我国的湿陷性黄土地区特征进行了综合分析，并且给黄土地区工程施工带来了许多借鉴经验。湿陷性黄土地基出现变化是造成湿陷性破坏性事故的根本原因，当前，我国对于湿陷性黄土地基的评价仍然采用的是文献参考法，以及结合黄土建筑工程项目的施工经验，在一些等级要求比较低的工程中运用这种方式并不会出现很大的问题，但是对于重要的工程建设来说，必须保障地基的稳定性，否则很容易出现湿陷性破坏性事故。对于湿陷性黄土地基首先需要做好湿陷性机理评价工作，了解黄土地基的湿陷机理标准，才能根据黄土地基的特点采用合适的地基处理方法，提高黄土地区地基工程施工质量。

1 湿陷性黄土地基的湿陷机理分析

当湿陷性黄土地基处于天然含水量的标准时，其一般具有很高的强度以及很小的压缩性，黄土地基被水浸泡湿润之后，虽然黄土地基会受到自重作用，但是也会出现剧烈变形的情况，当黄土出现变形情况之后，其强度就会逐渐降低，表现出湿陷性机理。同时，黄土地基的湿陷性机理和孔隙比例、压力大小以及含水量存在密切相关的联系。当黄土的孔隙比例越大，含水量越小时，就会导致湿陷性越强。当黄土地基的孔隙比例与含水量不发生变化时，其承受的压力不断增大，也会导致黄土地基的湿陷量增大，但是其承受的压力必须维持在特定的数值范围内，如果超过数值，就会使压力和湿陷量成反比。湿陷性黄土地基不仅具有黄土的基本特性，其黄土颗粒成分主要为粉土颗粒，其中粉土颗粒的比重达到50%，同时，在黄土中存在许多孔隙，这些孔隙呈现多孔结构以及松散的状态，其中孔隙所占的比例非常大，而且在黄土的天然剖面上会出现垂直机理，在黄土颗粒成分中，含有非常多的碳酸盐、硫酸盐等可溶盐物质。在凝结黄土的过程中存在大孔结构以及多孔性特征，所以黄土一直保持着欠压密状态，如果黄土受到水浸泡，就会导致水分子进入黄土颗粒中，和黄土中蕴含的可溶盐发生反应，对黄土的联结薄膜产生极大的破坏性，而且还会导致黄土水膜加厚，逐渐降低了黄土的强度，当黄土承受的压力增大时，就会破坏黄土的内部结构，黄土颗粒出现滑动现象，直接导致了黄土湿陷现象。由此可以发现，黄土的多孔特征和大孔特征是造成湿陷的基础条件，而水和外界压力是造成湿陷的间接条件，只有满足这两种条件，才能造成黄土地基湿陷。

湿陷性黄土地基湿陷机理主要分为这样两大类，一种是高可溶盐的湿陷性黄土，另一种是高孔隙率的湿陷性黄土，只有了解这两大类湿陷性黄土的湿陷机理特征，才能科学合理地对黄土湿陷性机理进行评价，在了解黄土的湿陷性机理特征之后，采用合适的地基处理方法来防止黄土的湿陷性危害。

2 黄土地基的湿陷性评价方法

2.1 黄土地基湿陷性的评定

目前，国内外对于黄土湿陷性的研究比较深入，其一般通过湿陷系数δ值来判定黄土的湿陷性，湿陷系数δ主要代表了单位厚度地层受到浸水压力的影响，结果导致了黄土湿陷量的产生，湿陷系数δ也能够对黄土层的湿陷程度进行定量表示，根据国际研究规定表示，当黄土受到压力的作用，湿陷系数δ的数值不小于0.015，则代表了该地区的黄土为湿陷性黄土。

目前，在评定湿陷性黄土中所采用的方法为室内压缩湿陷试验的方法，其通过利用高度为20 mm的黄土土样来进行浸水湿陷试验，通过把处于天然含水量的黄土土样置于测限压缩仪中，然后对压缩仪进行加压试验，当黄土土样承受的压力达到试验压力时，压缩土样稳定之后，就可以开始对黄土土样进行浸水，当黄土土样中饱含的水量达到饱和值时，就会快速下沉，黄土土样的相关数值稳定之后，就能够得到黄土土样的浸水高度。根据室内压缩湿陷试验得到的结果对湿陷系数δ进行计算，根据黄土土样在试验中产生的应变值来计算黄土土样的湿陷变形系数。这种计算方式中也存在较大的问题，那就是根据压缩模量计算地基沉降，可能会存在更加严重的问题，出现这种情况的主要原因是浸水饱和的黄土土样具备的受力特性和黄土地基土层浸水之后的受力性状存在较大的差距，所以通过试验得出的浸水黄土的湿陷系数不能准确代表黄土地基土层的湿陷性系数，需要进行实地考察和勘测研究。

2.2 施工现场的湿陷类型评定

根据国际相关规定显示，在评定不同深度的黄土地基湿陷性系数时，需要当黄土处于饱和自重压力的状态时进行浸水试验，在计算黄土地基的饱和自重压力时，需要以天然地面为标准来进行计算，因此这也反映了自重湿陷系数与自重湿陷量的数值计算中，必须根据人为改变地面标高的方式进行计算。所以可以得到进一步设想，在施工单位进行现场勘测时，黄土地基的性质不会出现任何变化，只有黄土地基在挖方以及填方之后，才会导致黄土地基的湿陷类型出现变化，这样不仅会增加工序，而且会浪费成本。因此，在勘测黄土地基的湿陷特性时，需要测取δ—p曲线，在计算黄土地基的湿陷性时，需要按照天然地面进行计算，以天然地面至湿陷性黄土层地面的距离来测取。

3 湿陷性黄土地基处理方法

近几年以来，我国工程施工项目不断增多，其中西部地区的湿陷性黄土地区工程规模逐渐扩大，为了提高工程的稳固性，必须消除黄土地基的湿陷性。当前，湿陷性黄土地基的处理方法多种多样，针对不同等级的湿陷性黄土，需要充分考察黄土地基的土质与结构物，这样才能选择合适的黄土地基处理方法。在湿陷性黄土地基施工之前，首先需要进行现场勘察取样试验，通过室内压缩湿陷试验的方式，能够对湿陷性黄土的特性进行综合分析，了解湿陷性黄土层的厚度、类别以及湿陷系数，这样才能对现场施工环境有一个充分的了解，在了解施工环境之后，选择合适的地基处理方式，确保湿陷性黄土地基的承载能力。当前在湿陷性黄土地基处理中一般采用垫层法、夯实法、孔内深层法、挤密法、深层搅拌桩法以及化学加固法等方法。

4 结语

随着科学技术的快速发展，湿陷性黄土地基评价和处理方法越来越先进，为了提高我国工程事业的发展，作为施工单位，必须不断探索，才能妥善解决湿陷性黄土地基的湿陷破坏性问题，提高黄土地区地基工程施工质量。

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The collapsibility mechanism evaluation and treatment method of collapsible loess foundation

Jia Ruijie

(ShanxiChemicalEngineeringDesignInstitute,Taiyuan030024,China)

Based on the collapsibility mechanism of collapsible loess foundation, this paper introduced the evaluation method of loess foundation collapsibility and collapsibility types in construction site, and described several commonly used treatment technology of collapsible loess foundation, so as to improve the bearing capacity in loess area.

loess, foundation, collapsibility, bearing capacity

1009-6825(2017)07-0068-02

2016-12-29

贾瑞杰(1982- )，男，工程师

TU475.3

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