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摘要：湿陷性黄土因遇水软化强度骤降的特点对工程建设影响巨大，如何准确查明湿陷范围、湿陷深度、湿陷程度及湿陷等级是工程地质勘察的关键工作之一。本文结合工作实践，从野外勘探、取样、室内试验及计算分析等方面，有针对性的提出应该注意的一些问题。
关键词：黄土；湿陷性；评价
在黄土湿陷性评价方面，湿陷性黄土地区建筑规范对湿陷系数δs、自重湿陷系数δzs及湿陷起始压力Psh的测定，以及实测或计算自重湿陷量△ZS，总湿陷量△S的计算、建筑场地和地基的评价等方面均作了详细而严密的规定，但相应参数的取值及进行相关评价时，必须针对具体工况条件综合分析选用，必要时，宜通过实测资料对参数的取值给予修正，避免误判现象发生。笔者认为应注意如下几个问题。
一、测定湿陷系数所用原状土样
测定黄土湿陷性的试验，可分为室内压缩试验、现场静载荷试验和现场试坑浸水试验三种。当采用室内压缩试验测定黄土湿陷系数时，土样的质量等级应为Ⅰ级不扰动土样，在湿陷性黄土地区进行地质勘探，一般采用探井，在井壁刻取原状土样，如果在钻孔内采取土样，必须遵守黄土取样操作方法。
一般而言，探井与钻孔所取土样的试验结果有较大差距，在设计时采用探井的试验结果进行评价较为准确。工程实例数据表明，探井取样指标中 s一般较钻孔取样试验指标值大。即使在同一场地，探井与钻孔取样试验指标中 s值差别也较大。
二、测定湿陷系数采用的试验压力
Ⅰ室内压缩试验
在室内测定黄土的湿陷系数，选取的试验压力不同，所测定的湿陷系数结果是不同的，为满足试验过程的的统一性及试验结果的可比性，试验压力的选定是一个重要课题。
规范规定测定湿陷系数δs的压力应根据深度不同采取不同的试验压力，对于多数建筑物基本能满足要求，但对一些基底压力大于300kPa的建筑物多不适宜，应采用实际压力计算湿陷系数。
工程实例：某供销大楼建筑场地黄土厚度超过80m，勘察期间，除按300kPa测定湿陷性指标外，对重要建筑地段则按详细计算的基底实际压力分布情况测定大压力下的湿陷系数δs，具体压力按0～10m为300kPa，10～15m为400kPa，15～20m为500kPa，20～30m为600kPa，30～40m为800kPa取用。
试验结果表明，湿陷强烈程度均随深度增加而减少，300kPa压力下10m以下地层一般不具有湿陷性，但在实际压力下，10m以下的Q2黄土也存在湿陷性。而且，在实际压力下的湿陷系数明显大于300 kPa压力下湿陷系数。
另外，对于新近堆积黄土，在50-150kPa压力段变形敏感，采用200kPa的压力测定此类黄土的湿陷系数是不妥当的，因为分级加荷至200kPa压力之前，土样己被压密，200kPa压力下浸水测定的湿陷系数表明土样多已不具湿陷性，易造成误判。为此，对于基底下5m深度内的土样，采用100-150kPa压力范围内测定的湿陷系数是合适的。
三、湿陷起始压力的测定
Ⅰ室内压缩试验
单线法试验较双线法为复杂，但只要对试样及试验过程控制得当，两种方法得到的湿陷起始压力试验结果基本一致。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但在双线法试验中，天然湿度试样在最后一级压力下浸水饱和和附加下沉稳定高度与浸水饱和试样在最后一级压力下的下沉稳定高度通常不一致，因此在计算各级压力下的湿陷系数时，需要对试验结果进行修正。研究表明，单线法试样的物理意义更为明确，其结果更符合实际。
Ⅱ现场静载荷试验
现场静载荷试验主要用于测定非自重湿陷性黄土场地的湿陷起始压力，自重湿陷性黄土场地的湿陷起始压力值小，无使用意义，一般不在现场测定。试验方法也可采用单线法或双线法，一般认为，单线法的结果较符合实际。
湿陷起始压力是反映非自重湿陷性黄土特征的重要指标，并具有实用价值，这与地基处理方法的选用有很大关系。
四、计算自重湿陷量△ZS的起算标准
计算△ZS与起算地面标高有关，起算地面标高不同，计算△ZS的计算结果及场地湿陷类型往往不一致。规范规定自重湿陷量的计算值应自天然地面（当挖、填方的厚度和面积较大时，应自设计地面）算起。上述“应自设计地面算起”的补充规定，就是考虑了挖、填方的荷重改变了场地土层的自重压力，当挖、填方的厚度和面积较大时，自设计地面起算的规定更加符合场地实际情况。例如，山西某矿生活区，在勘察期间判定为非自重湿陷性黄土场地，后来整平场地，部分地段填方厚度达3～4m，下部土层的压力增大至50～80kPa，超过了该场地的湿陷起始压力而成为自重湿陷性黄土场地。建筑物在使用期间，管道漏水浸湿地基引起湿陷事故，室外地面亦出现裂缝。
五、修正系数β0的取值
大量工程实践表明，自重湿陷量的实测值和计算值相差较大，并与场地所在地区有关。为了使同一场地的实测值与计算值接近或相同，在计算自重湿陷量△zs的公式中，考虑了因地区土质而异的修正系数β0，根据不同地区，分别规定不同的修正值，但是，有些建设项目地理位置位于分区界限附近，当缺乏实测资料时，就给β0的准确取值带来困难，将直接影响到建筑场地湿陷类型的准确评价。
工程实例：位于关中西部的建筑物，属三区接壤地域，若按关中地区的土质修正系数0.90采用，很可能低估湿陷程度，从而导致地基不安全，为此，该工程进行了严格的大面积试坑浸水试验最终确定该场地修正系数β0按1.0的系数，该建筑物近年来运行安全，说明准确取值的必要性。
六、修正系数β的取值与计算深度的选取
β为考虑基底下地基土的受水浸湿可能性和侧向挤出等因素的修正系数，用于修正室内试验计算结果与现场实测结果之间的差异，使计算值接近实测值。根据试验研究资料，基底下地基土的侧向挤出量与基础宽度有关，宽度小的基础，侧向基础量大，宽度大的基础，侧向挤出量小或无侧向挤出。
根据试验研究资料及大量工程实测资料统计分析，基础底面宽度和压缩层深度之间有明显的规律性关系，此关系可简化为下式：
zn=b（2.5-0.41nb）
式中zn—地基压缩层深度（m）；b—基础宽度（m）。
对于基底宽度2.3的基础，“基底下5m深度”和“压缩层深度”的条件才能等同。因此，对于其它基底宽度，修正系数β的取值以及总湿陷量△s的计算结果将有差异，甚至导致地基湿陷等级评价结果的矛盾。对于基底宽度小于2.3m的基础，采用“基底下5m深度”的条件偏于安全，对于基底宽度大于2.3m的基础，则采用“压缩层深度”的条件偏于安全。
本文围绕如何准确评价黄土的湿陷性这一问题，分别探讨了测定湿陷系数所用的土样标准、测定湿陷系数的试验压力、湿陷量计算值的起算标准及计算深度、修正系数β0及β的取值对评价结果的影响。必须强调的是，这些影响因素一定要与实际情况结合起来，综合分析选用，才能准确评价场地湿陷性，为工程设计提供准确资料。
论文作者:仇道健1,罗兰英2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年15期
论文发表时间:2019/10/25
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