黄土地区地基处理的主要方法

1）我国湿陷性黄土分布

我国黄土分布非常广泛，面积约64万km2，其中湿陷性黄土约占3/4，主要有以下分布特点：

（1）黄土基本分布在我国北方各省及自治区，南部大致以昆仑山、祁连山、秦岭为界，向东延至泰山和鲁山以北地区。

（2）黄土分布地区气候干燥，降水量少，蒸发量大，属于干旱和半干旱地区，与世界上其他黄土地区的气候条件相似。黄土分布地区年降水量多为250～500mm，年降水量小于250mm的地区则黄土较少，而代之的是沙漠和戈壁；年降水量大于750mm的地区基本上没有黄土分布。

（3）黄土分布地区的北面与沙漠和戈壁相连，自北而南，戈壁沙漠黄土三者逐渐过渡，东西向呈条带状排列。近沙漠地区黄土颗粒成分较粗，向南逐渐变细。

（4）黄土分布呈东西走向的带状横贯我国北方，这是受我国北方山脉地理气候条件的控制而造成的。

2）我国湿陷性黄土特征

遍布在我国西北等部分地区的黄土是一种颗粒组成以粉粒为主的黄色或褐黄色粉状土。具有天然含水量的黄土，如未受水浸湿，一般强度较高，压缩性较小。在覆盖土层的自重引力或自重应力和建筑物附加应力的综合作用下受水浸湿，使土的结构迅速破坏而发生显著的附加下沉（其强度也随着迅速降低），称为湿陷性黄土。

我国的湿陷性黄土，一般呈黄色或褐黄色，粉土粒含量常占土重的60%以上，含有大量的碳酸盐、硫酸盐和氯化物等可溶盐类，天然孔隙比在1.0左右，一般具有肉眼可见的大孔隙，竖直节理发育，能保持直立的天然边坡。

我国《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB 50025—2004）（简称《黄土规范》），给出了我国湿陷性黄土工程地质分区略图。

正确评价黄土地基的湿陷性具有很重要的工程意义，它主要包括三方面的内容：首先，查明黄土在一定压力下浸水后是否具有湿陷性；其次，判别场地的湿陷类型，属于自重湿陷性黄土还是非自重湿陷性黄土；最后，判定湿陷性黄土地基的湿陷等级，即强弱程度。

关于黄土地基湿陷性的评价标准，各国不尽相同。这里介绍我国《黄土规范》规定的标准。

1）湿陷系数

黄土的湿陷量与所受的压力大小有关，可用湿陷系数δs来进行评定。湿陷系数δs是利用现场采集的不扰动土试样，按室内压缩试验在一定压力下测定，其计算式为

式中：hp——保持天然的湿度和结构的土样，加压至一定压力时，下沉稳定后的高度（mm）；

h0——土样的原始高度（mm）。

按上述公式计算的湿陷系数：

δs<0.015　　　　非湿陷性黄土

δs≥0.015　　湿陷性黄土

《湿陷性黄土地区建筑规范》规定：对自基础底面（初步勘查时，自地面下1.5m）算起，10m以内土层应用压力200kPa，10m以下至非湿陷性土层顶面应用其上覆土的饱和自重压力（当大于300kPa时，仍应用300kPa）。如基底压力大于300kPa时，宜用实际压力判别黄土的湿陷性。

2）湿陷类型的划分

工程实践表明，自重湿陷性黄土在没有外荷载的作用下，浸水后也会迅速发生剧烈的湿陷，甚至一些很轻的建筑物也难免遭受其害。而在非自重湿陷性黄土地区，这种情况就很少见。所以，对于这两种类型的湿陷性黄土地基所采取的设计和施工措施应有所区别。在黄土地区地基勘察中，应按实测自重湿陷量Δzs′或计算自重湿陷量Δzs判定建筑场地的湿陷类型。实测自重湿陷量应根据现场试坑浸水试验确定。该试验方法比较可靠，但费水费时，有时受各种条件限制，往往不易做到。因此，规范规定，除在新建区，对甲、乙类建筑物采用现场试坑浸水试验外，对一般建筑物可按计算自重湿陷量划分场地类型。

计算自重湿陷量按下式进行：

式中：δzsi——第i层土在上覆土的饱和自重应力作用下的湿陷系数，其测定和计算方法同δs，即，其中hp是加压至土的饱和自重应力时下沉稳定后的高度，是上述加压稳定后，在浸水作用下，下沉稳定后的高度；

hi——第z层土的厚度（mm）；

n——总计算土层内湿陷土层的数目，总计算厚度应从天然地面算起（当挖、填方厚度及面积较大时，自设计地面算起）至其下全部湿陷性黄土层的底面为止（δs<0.015的土层不计）；

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

Δzs应自天然地面（当挖、填方的厚度和面积较大时，应自设计地面）算起，至其下非湿陷性黄土层的顶面止，其中Δzs<0.015的土层不累计。

当实测自重湿陷量Δzs′或计算自重湿陷量Δzs小于7cm时，应定为非自重湿陷性黄土地区；大于7cm时，定为自重湿陷性黄土地区。

3）黄土地基的湿陷等级

湿陷性黄土地基的湿陷等级，应根据基底下各土层累计的总湿陷量和计算自重湿陷量的大小等因素按表10-1判定。

表10-1　湿陷性黄土地基的湿陷等级

其中总湿陷量

式中：δsi——第i层土的湿陷系数；

hi——第i层土的厚度；

β——考虑地基土侧向挤出和浸水几率等因素的修正系数，基底下5m（或压缩层）深度内可取1.5，5～10m取1.0，10m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。

4）湿陷性黄土地基的工程措施

湿陷性黄土地基的设计和施工，除了必须遵循一般地基的设计和施工原则外，还应针对黄土湿陷性这个特点和工程要求，因地制宜地采用以地基处理为主的综合措施。这些措施有：

（1）地基处理，其目的在于破坏湿陷性黄土的大孔结构，以便全部或部分消除地基的湿陷性，从根本上避免或削弱湿陷现象的发生。常用的地基处理方法有土（或灰土）垫层、重锤夯实、强夯、预浸水、化学加固（主要是硅化和碱液加固）、土（灰土）桩挤密等，也可采用将桩端进入非湿陷性土层的桩基。

（2）防水措施，不仅要放眼于整个建筑场地的排水、防水问题，而且要考虑到单体建筑物的防水措施，在建筑物长期使用过程中要防止地基被浸湿，同时也要做好施工阶段临时性排水、防水工作。

（3）结构措施，在建筑物设计中，应从地基、基础和上部结构相互作用的概念出发，采用适当的措施，增强建筑物适应或抵抗因湿陷引起的不均匀沉降的能力。这样，即使地基处理或防水措施不周密而发生湿陷时，建筑物也不致造成严重破坏，或减轻其破坏程度。

在上述措施中，地基处理是主要的工程措施。防水、结构措施的采用，应根据地基处理的程度不同而有所差别。对地基做了处理，消除了全部地基土的湿陷性，就不必再考虑其他措施。若地基处理只消除地基主要部分湿陷量，为了避免湿陷对建筑物危害，还应辅以防水和结构措施。