河北冶金建设集团勘察设计有限公司 河北省邯郸市 056000
摘要：在我国西北地区，湿陷性黄土是一种常见的工程地质问题，它对整个工程地质的影响也是比较深远的，对它的有效分析和评价不仅能够了解西北地区的地质概况，而且还能够为西北地区工程的施工管理提供必要的理论依据。文章重点就黄土的工程特性及湿陷性评价问题进行研究分析，以供参考和借鉴。
关键词：湿陷性黄土；工程特性；评价实例；研究
引言
黄土分布广泛，大约占陆地总面积的9.3％，我国的黄土分布面积约占世界黄土总面积的4.9％，黄土多分布于干旱和半干旱地区，这一地区气候干燥，年降水量在250～500mm之间。由于黄土形成的这一特殊环境，所以黄土成为一种特殊土质，在一定压力作用下具有浸水湿陷性。近年来，越来越多的项目在黄土地区开展，使得黄土的湿陷性评价逐渐成为一个对黄土区域工程至关重要的问题，因为对黄土地基湿陷性判断的准确程度，直接影响到整个工程在技术、经济上的合理性。
1黄土湿陷的特征及机理
1.1黄土湿陷的特征分析
黄土的湿陷变形是一种较特殊的塑性变形，它的特殊性不仅表现在它是力与水共同作用的结果，还表现在它密切依赖于几何应力状态、应力历史与湿度状态、增湿水平和增湿历史等。大量试验结果及工程实践经验表明：湿陷性黄上的湿陷变形具有突变性、非连续性和不可逆性三大特征。湿陷系数是目前用以判断黄土湿陷等级、评判黄土湿陷危害并预测湿陷量的常用指标，GB50025―2004《湿陷性黄土地区建筑规范》规定岩土工程勘察须作出湿陷性黄土层的厚度、湿陷系数、自重湿陷系数和湿陷起始压力随深度的变化等评价；通常的方法就是现场探井取样，做室内湿陷试验。GB50021―2001《岩土工程勘察规范》指出：当不能取试样做室内湿陷试验时，应采用现场载荷试验确定湿陷性。众所周知，与常规室内试验相比，载荷试验更费时、费力。人们想通过湿陷系数与黄土的物理性质的相关性得到地区经验公式，以便能更方便而准确地获取工程建设场地所含黄土的湿陷系数。
1.2黄土湿陷的机理分析
对黄土湿陷的原因和机理的认识存在多种不同的论点，总体上可归纳为内因和外因两个方面。内因指的是黄土本身的物质成分和其内部颗粒结构；外因则是水和外在的压力作用所影响。我国的湿陷性黄土形成于干旱或半干旱气候条件下，风成黄土在沉积过程中，表层受大气降水的影响较大。在干燥少雨的气候条件下，一般降水浸湿的土层厚度小于蒸发影响的土层厚度。黄土湿陷性产生的原因主要是由于结构上的欠压密状态；干旱或半干旱气候条件导致的含水量较低，且随着水分蒸发，导致盐类析出、溶解、凝结作用等。含水量和孔隙比对于湿陷性具有较大的影响，而黄土所含的各种盐类及矿物质的含量对黄土湿陷性也具有较大的影响，一般以干密度来对其进行考量。众所周知，湿陷性黄土具有湿陷起始压力，也就是说黄土的颗粒间的粘聚力与湿陷系数的大小具有较大的相关性，以压缩模量考查黄土的强度，所以黄土的湿陷系数与其含水量、干密度、孔隙比和压缩模量具有较好的相关性。
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2黄土湿陷性评价中应注意的问题
首先，我们在评价湿陷性黄土地基的时候要兼顾湿陷性和湿陷敏感性，在分析在湿陷性黄土场地事故时发现，某些湿陷等级较低的场地对建筑物的危害反而大于某些湿陷等级较高的场地；某些场地总的湿陷量并不是特别大，但是对建筑物的危害却大于某些湿陷量很大的场地，这是因为我们在评价湿陷性黄土地基时，忽视了黄土的湿陷敏感性。所谓湿陷敏感性，是指黄土浸水后湿陷发展的难易程度和湿陷发展速度。判定自重湿陷敏感性的时候，比较可靠的方法是进行不同浸水面积和时间的现场试坑浸水试验，并可根据黄土的地理位置和湿度历史、自重湿陷性土层埋深、颗粒组成、初始湿度、塑性高低、室内计算自重湿陷量，以及土中易溶盐含量等因素进行间接判定；其次，黄土地层从虽然从宏观上看是比较均一的，但是实际上可能会出现自重湿陷与非自重湿陷土层交替的现象，由于我们取样的间隔较大，可能会导致厚度很小的一部分土层代表了整个土层的湿陷性，导致我们的判断出现偏差；最后，自重湿陷系数的规律性较差，并不是随饱和自重压力成比例关系，所以对白重湿陷黄土场地的评价应以现场试验结果较为可靠。
3黄土湿陷性的危害及处理措施
对于黄土的湿陷危害来说，其主要体现在城市基础设施、农田以及工程建筑的突然毁坏，并且造成交通线路的破坏，导致人员的伤亡等。而其中黄土的湿陷对工程建筑而言，通常是变形的不均匀，同时其地基的变形也是属于一种失稳型的，大约在2d之内就可以导致30cm左右的变形量。在建筑工程施工中，这种数量大、速度快，并且又不均匀的地变形，也正是它所不能接受的。一般情况下，还会导致烟囱、水塔等高耸建筑物的倾斜，或者是房屋本身的破坏以及梁、柱等承重物的裂缝。从这个角度来看，黄土湿陷性的危害及处理措施主要体现在以下几个方面：
3.1建筑物基础穿透湿陷性黄土层
这种措施主要是让建筑物基础穿透湿陷性黄土层，并使湿陷土层以下的持力土层也受到一定的作用力，从而实现躲过湿陷性黄土的效果。在此过程中，比较常见的方式就是加深桩基，并且最好是以灌注桩为主。对于这种方式而言，它能够有效避免湿陷性的土层，这样就能使湿陷土层以下的持力土层受到一定的作用力。相比而言，这种方式还是比较安全、稳定以及可靠的，也正是由于它的这种优点，因此被广泛地应用于比较重要的独立建筑物的基础处理中。但是要注意的是，当建筑物的基础穿透湿陷性黄土层时，也要适当采取一些措施，比如人工或者孔钢筋砼灌注桩、机械打桩等单桩或者裙桩受力措施，从而穿透土层，增加湿陷土层的作用力，有效消除黄土湿陷。但是不可否认，它也存在着一定的不足，比如成本花费比较高，对工程的经济效益会带来很大的影响。
3.2保证建筑物基础隔水层的功效
当建筑物的基础隔水层的功效得到有效的保证之后，其基础湿陷性的黄土地基也没那么容易侵水，这样就可以防止地基湿陷的现象产生。通常情况下，比较常用的隔水材料有油毡、灰土以及PE、PAC膜等。当然这种方式主要适用于对基础承载力没有很多要求的建筑物，比如渠道、供水管线以及游泳池等等。另外，在此过程中还应该做好建筑物周围土质环境的调查工作，做到具体问题具体分析。当建筑物的基础承载力能够满足实际情况时，外界水源就无法侵入到湿陷性的地基，那么这时就可以把建筑物的基础设计在显现土层的上方。从具体的实践来看，很多渠道、供水管线以及游泳池等建筑物也确实是在湿陷土层的上方。当然对于那些基础承载力要求比较高，且基础承载力也能满足实际情况时，可以做一些适当的隔水处理，这样不仅可以节约资金，而且还可以保证工程的工期。对于那些形体比较复杂，且长度比较大的建筑架构而言，则最好是采用一定的结构措施。
结束语
综上所述，我国湿陷性黄土的分布是比较广泛的，当然这其中的工程施工经验也是非常丰富的，要想消除湿陷性黄土所带来的危害，就应该具体问题具体分析，并采取有针对性的措施加以解决，这样才会达到比较好的效果，否则就会造成严重的后果。
参考文献：
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[2]樊珂奇.某铁路沿线黄土工程特性与黄土边坡稳定性研究[D].西安科技大学，2011.
[3]王小军.黄土地区高速铁路建设中的重大工程地质问题研究[D].兰州大学，2008.
论文作者:张彩虹
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/23
标签：黄土论文; 土层论文; 建筑物论文; 自重论文; 工程论文; 基础论文; 系数论文; 《基层建设》2018年第7期论文;