濕陷性黃土研究與工程

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濕陷性黃土是一種特殊性質(zhì)的土，其土質(zhì)較均勻、結(jié)構(gòu)疏松、孔隙發(fā)育。在未受水浸濕時(shí)，一般強(qiáng)度較高，壓縮性較小。當(dāng)在一定壓力下受水浸濕，土結(jié)構(gòu)會(huì)迅速破壞，產(chǎn)生較大附加下沉，強(qiáng)度迅速降低。故在濕陷性黃土場(chǎng)地上進(jìn)行建設(shè)，應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性、地基受水浸濕可能性的大小和在使用期間對(duì)不均勻沉降限制的嚴(yán)格程度，采取以地基處理為主的綜合措施，防止地基濕陷對(duì)建筑產(chǎn)生危害。

濕陷性黃土顆粒組成

我國(guó)濕陷性黃土的顆粒主要為粉土顆粒，占總重量約50～70%，而粉土顆粒中又以0．05～0．01mm的粗粉土顆粒為多，占總重約40.60%，小于0．005mm的粘土顆粒較少，占總重約14.28%，大于0．1mm的細(xì)砂顆粒占總重在5%以內(nèi)，基本上無(wú)大于0．25mm的中砂顆粒。從以下表1可見(jiàn)，濕潤(rùn)陷性黃土的顆粒從西北向東南有逐漸變細(xì)的規(guī)律。

表l 濕陷性黃土的顆粒組成

單位：mm

上述顆粒的礦物成分，粗顆粒中主要是石英和長(zhǎng)石，粘粒中主要是中等親水性的伊利石(見(jiàn)表2)。此外，在濕陷性黃土中又含有較多的水溶鹽，呈固態(tài)或半固態(tài)分布在各種顆粒的表面。

表2 濕陷性黃土的礦物成分和水溶鹽含量

黃土是干旱或半干旱氣候條件下的沉積物，在生成初期，土中水分不斷蒸發(fā)，土孔隙中的毛細(xì)作用，使水分逐漸集聚到較粗顆粒的接觸點(diǎn)處。同時(shí)，細(xì)粉粒、粘粒和一些水溶鹽類也不同程度的集聚到粗顆粒的接觸點(diǎn)形成膠結(jié)。

試驗(yàn)研究表明，粗粉粒和砂粒在黃土結(jié)構(gòu)中起骨架作用，由于在濕陷性黃土中砂粒含量很少，而且大部分砂粒不能直接接觸，能直接接觸的大多為粗粉粒。細(xì)粉粒通常依附在較大顆粒表面，特別是集聚在較大顆粒的接觸點(diǎn)處與膠體物質(zhì)一起作為填充材料。

粘粒以及土體中所含的各種化學(xué)物質(zhì)如鋁、鐵物質(zhì)和一些無(wú)定型的鹽類等，多集聚在較大顆粒的接觸點(diǎn)起膠結(jié)和半膠結(jié)作用，作為黃土骨架的砂粒和粗粉粒，在天然狀態(tài)下，由于上述膠結(jié)物的凝聚結(jié)晶作用被牢固的粘結(jié)著，故使?jié)裣菪渣S土具有較高的強(qiáng)度，而遇水時(shí)，水對(duì)各種膠結(jié)物的軟化作用，土的強(qiáng)度突然下降便產(chǎn)生濕陷。

濕陷性黃土濕度和密度

濕陷性黃土之所以在一定壓力下受水時(shí)產(chǎn)生顯著附加下沉，除上述在遇水時(shí)顆粒接觸點(diǎn)處膠結(jié)物的軟化作用外，還在于土的欠壓密狀態(tài)，干旱氣候條件下，無(wú)論是風(fēng)積或是坡積和洪積的黃土層，其蒸發(fā)影響深度大于大氣降水的影響深度，在其形成過(guò)程中，充分的壓力和適宜的濕度往往不能同時(shí)具備，導(dǎo)致土層的壓密欠佳。接近地表2--3米的土層，受大氣降水的影響，一般具有適宜壓密的濕度，但此時(shí)上覆土重很小，土層得不到充分的壓密，便形成了低濕度、高孔隙率的濕陷性黃土。

濕陷性黃土在天然狀態(tài)下保持低濕和高孔隙率是其產(chǎn)生濕陷的充分條件。我國(guó)濕陷性黃土分布地區(qū)大部分年平均降雨量約在250～500mm，而蒸發(fā)量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)降雨量，因而濕陷性黃土的天然濕度一般在塑限含水量左右，或更低一些。

表3 我國(guó)濕陷性黃土的天然含．it~mm,液限值

表4 我國(guó)濕陷性黃土的孔隙

在豎向剖面上，我國(guó)濕潤(rùn)陷性黃土的孔隙比一般隨深度增加而減小，其含水量則隨深度增加而增加，有的地區(qū)這種現(xiàn)象比較明顯，為此較薄的濕陷性土層往往不具自重濕陷或自重濕陷不明顯。

濕陷性黃土地基處理

濕陷性黃土地基處理的目的主要是通過(guò)消除黃土的濕陷性，提高地基的承載力。

常用的地基處理方法有：土或灰土墊層、土樁或灰土樁、強(qiáng)夯法、重錘夯實(shí)法、樁基礎(chǔ)、預(yù)浸水法等。

各類地基的處理方法都應(yīng)因地制宜，通過(guò)技術(shù)比較后合理選用。

對(duì)于Ⅱ級(jí)以上濕陷性黃土地基處理如采用土或灰土墊層、土樁或灰土樁、樁基礎(chǔ)預(yù)浸水法，不同程度存在工作量大、花費(fèi)勞力多、施工現(xiàn)場(chǎng)占地大、工期長(zhǎng)、造價(jià)高等缺點(diǎn)。強(qiáng)夯法以其處理地基施工簡(jiǎn)便、速度快、效果好、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，在全國(guó)濕陷性黃土地區(qū)得到廣泛應(yīng)用和推廣。2100433B

濕陷性黃土是指在上覆土層自重應(yīng)力作用下，或者在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作用下，因浸水后土的結(jié)構(gòu)破壞而發(fā)生顯著附加變形的土，屬于特殊土。有些雜填土也具有濕陷性。

濕陷性黃土分布范圍

廣泛分布于我國(guó)東北、西北、華中和華東部分地區(qū)的黃土多具濕陷性。

濕陷性黃土分類

這里所說(shuō)的黃土泛指黃土和黃土狀土。濕陷性黃土又分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土，也有的老黃土不具濕陷性。