黄土湿陷性评价

正确评价黄土地基的湿陷性具有很重要的工程意义,它主要包括三个方面的内容:①查明黄土在一定压力下浸水后是否具有湿陷性;②判别场地的湿陷类型,属于自重湿陷性还是非自重湿陷性黄土;③判定湿陷黄土地基的湿陷等级,即强弱程度。

1.湿陷性判定

湿陷性的有无和强弱按某一给定压力作用下土体浸水后的湿陷系数δs值来衡量。湿陷系数由室内压缩试验确定。在压缩试验仪中将原状试样逐级加压到规定的压力P,待压缩稳定后测得试样高度hp;再加水浸湿,测得下沉稳定后的高度h′p,则湿陷性系数按下式计算:

式中 h0——土样的原始高度(mm);

　　hp——土样在无侧向膨胀条件下,在规定试验压力P的作用下压缩稳定后的高度(mm);

　　h′p——在压力作用下的土样进行浸水达到湿陷稳定后的土样高度(mm)。

湿陷系数δs为单位厚度土层浸水后在规定压力下产生的湿陷量,它定量地表示了土样所代表黄土层的湿陷程度,所以,规范规定,在一定压力作用下,δs≥0.015时定为湿陷性黄土,否则,定为非湿陷性黄土。

2.湿陷类型划分

自重湿陷性黄土场地在没有外荷载作用时,仅在上覆土的自重作用下,浸水后就会发生剧烈湿陷,导致建筑物开裂、沉陷等,甚至一些自重较轻的建筑也不可避免;而在非自重湿陷性黄土场地则极少发生这种情况;因此,要对不同建筑场地的湿陷类型进行明确划分。

划分建筑场地的湿陷类型按实测自重湿陷量或室内压缩试验计算的自重湿陷量判定。

实测自重湿陷量是根据现场试坑浸水试验确定。这个方法比较符合实际情况,但常受现场条件或工期限制而不易做到,宜在高层建筑及重要建筑中采用。

计算自重湿陷量计算公式如下:

式中 δzsi——第i层土的自重湿陷系数;

　　hi——第i层土的厚度(mm);

　　β0——因地区土质而异的修正系数,陇西地区可取1.5,陇东—陕北—晋西地区可取1.2,关中地区可取0.9,其他地区可取0.5。

当实测自重湿陷量或计算自重湿陷量小于或等于70mm时,为非自重湿陷性黄土场地;大于70mm时,为自重湿陷性黄土场地。

3.湿陷等级划分

湿陷性黄土地基受水浸湿饱和,总湿陷量Δs的计算值计算公式如下:

式中 δsi——第i层土的湿陷系数;

　　hi——第i层土的厚度(mm);

　　β——考虑地基的侧向挤出和浸水概率等因素的修正系数,基底下5m深度内,取1.5;基底下5～10m深度内,取1.0;基底下10m以下至非湿陷性黄土层顶面,在自重湿陷性黄土场地,可取工程所在地区的β0值。

总湿陷量的计算值仅表示湿陷性黄土地基在规定的压力作用下,经充分浸水后可能发生的湿陷量,它只能概略地反映出地基湿陷的严重程度,并非是建筑物地基的实际湿陷量。在地基勘察时,按总湿陷量的计算值和自重湿陷量的计算值来划分湿陷性黄土地基的湿陷等级,具体参见表11-1,供建筑物设计时根据湿陷等级考虑相应的措施,湿陷等级越高,设计措施要求也越高。

表11-1　湿陷性黄土地基的湿陷等级

续表

4.湿陷起始压力Psh

使黄土产生湿陷的临界压力称为湿陷起始压力Psh,不同的黄土其Psh不同。若土的Psh小于上覆土层的饱和自重时,则该土层在上覆土层自重压力的作用下湿水即发生湿陷,称为自重湿陷性黄土;若土的Psh大于上覆土层的饱和自重时,则该土层在上覆土层自重压力的作用下不发生湿陷,称为非自重湿陷性黄土。

在黄土地区修建结构物,应首先考虑选用非湿陷性黄土地基。如基础位于湿陷性黄土上,则应尽量利用非自重湿陷性黄土地基,因为这种地基的处理与自重湿陷性黄土地基相比,要求较低。