论湿陷性黄土对工程的危害及防护措施

《工程地质与地基基础》课程论文浅析湿陷性黄土的工程特性及地基处理

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完成时间：2014年12月22日

资源环境科学与工程学院

浅析湿陷性黄土的工程特性及地基处理

摘要:随着我国社会经济的发展，建筑行业也取得了长足的进步。湿陷性黄土主要分布在我国的西北部，由于地理环境影响，工程上有着自己的特性，在实际工作中产生不利的影响。所以，在此，我简单的阐述一下是湿陷性黄土的工程特性及其防护措施。

关键词：湿陷性黄土概念形成分布工程特性危害防止措施地基处理

一．概念

黄土：黄土是一种黄色粉状土质，其形成时期大约在第四纪时期。在黄土中含有大量的碳酸盐类物质，一般由眼可以分辨其存在的空隙。

湿陷性黄土：湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密土，其中存在大量空隙，在正常的湿度下，其具较高的强度，不容易发生变形。但是，如果遇到水的浸湿，则其强度会大大的降低，会在压力作用下产生较大的变形，引起建筑的倾斜，甚至倒塌。二．形成

黄土的形成主要是通过风力搬运堆积，但是却没有对深层次的土质发生扰动，因此一般主要由风的作用而形成。

三．分布

(一)西北内陆盆地区该区在靑海湖和乌鞘岭以西，包括甘肃西部（河西走

廊）、青海西北部及新疆全区。这些地区的黄土呈片状，覆盖在山前的低山和丘陵上，甚至零星散布在海拔相当髙的山坡上。

(二）东部山前丘陵及平原区该区在大兴安岭及太行山以东，包括东北松辽平原、辽西冀北山地、华北平原和山东低山丘陵地。

(三）中部资河中游黄土离坂区这里北起长城、南界秦岭、西从青海湖、东到太行山。

我国黄土总面积44.06万km2(刘东生等，1965),黄土高原黄土实际覆盖面积近30万km2,约占我国黄土分布面积的68.18%。

四．特性

湿陷性黄土的主要特征为：（1）基本色调是黄色，通常为黄褐，褐黄，灰黄，棕黄等颜色；

（2）含盐量较大，特别是碳酸盐含量尤为突出，另外硫酸盐、氯化物等含量也都比较高；

（3）矿物组成主要为石英、岩土矿物以伊利石为主。

（4）粉土颗粒含量较多，湿陷性黄土粉土颗粒（0.05~0.005 mm）一般占半数以上55%~60%者居多；

（5）一般具有大孔性，大孔隙常常肉眼可见，空隙比1.0 左右，呈松散结构状态；

（6）在天然剖面上，具有垂直节理；

（7）具有湿陷性。

五．危害

在湿陷性黄土广泛分布的地区, 工程建设经常会出现不同程度的问题，进而导致工程建设困难和建设成本增加，主要表现在以下几个方面:

(1) 工程建设前期,必须对该地区进行勘察, 这样就需要增加室内土工湿陷性试验的量, 以便得出最新的湿陷性系数、湿陷等级等详细的资料，为工作人员施工设计提供依据。在具体的设计中，也要对湿陷性黄土的地基等问题进行细致的设计，这都增加了工作量, 降低了工作效率, 工程造价提高。

（2）在建筑工程完工后，如果之前对黄土的湿陷性考虑不周, 建筑工程就会面对地下水位的变化、污水的排放集中导致渗漏等问题, 就会在一定程度上导致土体的结构发生破坏。在这样的情况下，就会使建筑出现安全隐患，严重的就会导致建筑物拆除重建，造成巨大的损失。

六．防止措施

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。

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.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。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。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。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。

七．基础处理方法

在我国广大的西北、华北地区的工程建设，时常会遇到地基的处理问题，其中主要是消除湿陷变形给工程带来的危害，将地基的承载能力提高。工程师们经过长期的研究和实践，在处理湿陷性黄土工程地基问题上，总结了一些具体有效的方法。

第一、采用表层夯实法及强夯法处理地基问题。表层夯实法也叫做重锤表层夯实法，主要适用于饱和度小于或等于60%的湿陷性黄土的地基。在利用重锤夯实过后，黄土的性能得到改善，平均密度增大，压缩性降低，最终使得黄土的承载力大大提高。非自重湿陷性黄土在经过重锤的夯实后，黄土地基的湿陷变形大大减少。强夯法地基处理就是以一定重量的重锤在指定位置上给予地基一定的冲击和震动，达到增大压实度，改善黄土的条件，进而达到消减黄土的湿陷性。强夯的过程实际上是瞬时对地基施加一个巨大的冲击力量，使黄土体发生一系列的物理变化，主要作用结果是使一定范围内的地基强度提高、孔隙挤密。

第二、采用垫层法处理地基问题。垫层法是现在工程建设使用的主要方法，指的是将地基下的湿陷性黄土部分或是全部进行清理，在将素土或是灰土进行处理，做成垫层，用来减少地基的湿陷量，可以适当的减少地基的压缩变形，增强地基的承载力。垫层的设计是采取这一方法的关键，它既要满足建筑物对地基的要求，同时也要考虑到经济因素。所以在使用这一方法时我们要注意以下的几个问题。

（1）在选择使用垫层法处理地基问题时，注意实际的土地环境，地下水位不能上升的自重湿陷性黄土地，对那些防水要求高，容易受侵湿的建筑物，在为消除地基的全部湿陷量时，最好的选择进行整片的垫层处理。

（2）在采用局部垫层法时，考虑到防水、隔水的作用，有防渗要求的的建筑物和容易受到侵湿的建筑物，不能够采用局部黄土垫层处理地基。因为局部土垫层的处理宽度比地基的宽度小，在地基处理过后也容易产生漏水现象，引起未处理的湿陷性黄土湿陷化，致使建筑物存在安全隐患。

第三、采用桩基础处理地基问题。桩基础处理地基问题，是将部分承载力转移到桩的两侧或是桩的底端，通过挖掘、钻孔等方式形成桩，在这个过程里，将土排出孔外，在桩的周围的土质并未发生改变。这样的方法，对桩的设计要求很高，桩基础自身的强度要满足要求，同时要注意到工程建设的地质条件，采取合适的桩进行地基的处理。这样，当桩周的土受水浸湿，桩侧的正摩阻力在转化为负摩阻力后，便可由端承型桩的下部非湿陷性土层所承受，并可满足设计要求，以保证建筑物的安全与正常使用。

第四、采用挤密桩法处理地基问题。采用挤密桩法处理地基问题注意此方法的适用范围，挤密桩法适用于地下水位以上的湿陷性黄土地基问题。在具体的实践中，按照设计的方案精确的布置桩孔并成孔，通过将素土或灰土分层的填入桩孔内，并进一步的进行夯实，实现处理好地基问题的目的。通过成孔或桩体夯实过程中的横向挤压作用，使桩间土得

以挤密，从而形成复合地基。但是我们要注意一点，不能使用粗颗粒的砂、石或其它透水性材料填入桩孔内。

第五、采用预浸水法处理地基问题。预浸水法是在工程项目开展前，对湿陷性黄土地大面积进行浸水活动，保证黄土地在饱和自重力作用下，发生湿陷产生压密，来消除全部黄土层的自重湿陷性和深部土层的外荷湿陷性。预浸水法的使用一般适用于湿陷性黄土厚度大、湿陷性强烈的自重湿陷性黄土场地。同时为了不影响建筑物的安全，在空旷的新建区域更为适用。

八．结语

处理湿陷性黄土地基地基问题方法有很多，因为地区的不同，黄土湿陷程度不同，所使用的方法也有所区别，因此，在实际的工作中要根据地基土质和结构物的不同，选取正确的方法进行地基处理。湿陷性黄土工程性质特殊，按照工程建设需要和经济水平进行恰当的地基处理方法，有着重要的意义。

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