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coefficient of collapsibility
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衡量土体在某一给定的压力作用下浸水后湿陷性强弱程度的指标。根据室内有侧限压缩试验,按下式确定
δS＝(hp-h′p)/h0δS为湿陷系数;h0为保持天然湿度和结构的土样厚度;hp为土样在加压至p时,下沉稳定后的土样厚度(mm);h′p为上述加压稳定后的土样,在浸水作用下下沉稳定后的土样厚度(mm)。压力p定为自基础底面起算(初步勘察自地面下1.5m起算)10m以内用200kPa,10m以下至非湿陷性土层顶面则用其上覆土的饱和自重压力(大于300kPa时仍用...(本文共239字)
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coefficient of self-weight collapsibility　黄土试样在土的饱和自重力作用下,浸水湿陷的下沉量与试样原高度的比值。(本文共76字)
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黄土场地的湿陷类型可按自重湿陷量的实测值或计算值判定[1],按自重湿陷量计算值判定场地湿陷类型简便、经济,被广泛采用,尤其是缺乏水源的地区。但自重湿陷性强烈的地区,自重湿陷量的计算值远小于实测值[2-5],致使场地分类型不准,甚至误判,给工程安全和正常使用埋下严重隐患。参考原始压缩曲线的概念,将黄土在原位浸水饱和下沉稳定后的变形量与黄土原始厚度的比值称为黄土原位自重湿陷系数,是黄土自重湿陷系数的真值。因存在取土扰动、卸载回弹以及原位浸水试验的应力和浸水历史不同等问题,室内测定的自重湿陷系数与原位自重湿陷系数间存在一定的偏差。该偏差是黄土自重湿陷性量计算值与实测值存在差异的重要原因之一。针对上述问题,黄雪峰、武小鹏、马闫和张道震等分别探索了影响自重湿陷量计算值的因素,提出改进建议和方法[6-9]。文献[10]通过深入分析自重湿陷量计算理论以及现场浸水条件下黄土浸水湿陷的实际受力和变形过程,指出自重湿陷量计算值与实测值的构成差异,探...
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1前言由于高速公路行车对路基路面稳定性、变形的严格要求,加之一些省区早期已建高速公路由于黄土地基湿陷造成路基变形、构造物沉陷,且不得不采取加固处理措施,因此各省近几年在黄土地区修建高速公路时,都重视了对黄土湿陷性的勘探,并加强了对黄土地基的处理,旨在消除或减轻黄土的湿陷性[1]。研究黄土的湿陷性能如何,直接涉及道路的可靠性、安全性和工程造价的高低。而湿陷系数正是评价黄土湿陷性的主要指标。为确定湿陷系数,一般需对场地范围内各黄土地层取样试验,工作量相当大,消耗大量的时间和人力[2,3]。许多学者努力探索建立湿陷系数与黄土结构特征及物理力学性质指标间的相关关系,推算湿陷系数,但由于其影响因素较多且各个因素不是完全独立的,难以克服自变量间的多重相关性[4,5]。本文从分析影响黄土湿陷性的主要因素着手,系统研究了湿陷性系数在取土深度、含水量、干密度、孔隙比、饱和度及压实(挤密系数)度变化时特性,应用数理统计方法,对西安地区黄土的湿陷系数...
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1引言在我国西北地区和黄河中游地区覆盖着大面积的黄土。黄土是一种第四纪沉积物,多分布在干旱、半干旱地区,由于特定的生成环境,使其具有一系列内部物质成分和外部形态特征,结构特性非常独特,具有以粉粒为主、欠压密、大孔隙、垂直节理发育、富含可溶盐等一系列特征,不同于同时期的其它沉积物[1～4]。由于其独特的工程性质和结构特性,黄土具有不同程度的湿陷性。因其直接关系到工程的造价和安危,所以一直是岩土工程界关注的重要课题。但是,过去仅限于把狭义的充分浸水饱和后的湿陷变形作为湿陷性黄土的核心问题来研究[1,5]。事实上,经常遇到的湿陷往往发生在沿土层达到不同增湿含水量的情况下,此时的湿陷量应是沿深度上不同增湿引起的湿陷变形总和,它远远小于一般意义上的湿陷量,即充分浸水条件下的湿陷量[6]。湿陷变形只是增湿变形的一种特殊的、极端的情况,而增湿变形包括了黄土在压力作用下由于增湿所产生的全部变形性状,它的定义域要比湿陷变形广泛得多[1,7,8],...
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京公网安备75号对深厚湿陷性黄土地基处理的探讨
摘要：湿陷性黄土是西北地区常见的一种工程地质问题。根据水利水电工程实践对几种常用地基处理方法的具体应用以及存在的问题进行了论述，对类似工程的设计具有指导意义。 关键词：湿陷性黄土 地基处理 灌注桩 预浸水 1　黄土分布及概述　　黄土作为一种常见的工程地基，在世界各地分布很广，面积达1 300万km2，约占地球陆地总面积的9．3％。中国黄土主要分布于北纬33°～47°之间，尤以34°～45°之间最为发育。总面积约为63．5万km2，占世界黄土分布的4．9％左右。黄土的堆积厚度为世界之最，其厚度中心在洛河和泾河流域的中下游地区，最大厚度达180～200 m。由此向东西两边逐渐减薄。其分布南始于甘肃南部的岷山、陕西的秦岭、河南的熊耳山、伏牛山，北以陕西白于山、河北燕山为界，西起祁连山，东至太行山。湿陷性黄土约占中国黄土分布面积的60％左右，主要分布于黄河中、下游地区，厚度最大达30 m左右。并具有自东向西、自南向北其湿陷性逐渐加剧的规律。　　黄土按其成因分为原生黄土和次生黄土。一般将不具层理的风成黄土称为原生黄土，原生黄土经过流水冲刷、搬迁重新沉积而成的为次生黄土，工程界统称它们为黄土。次生黄土一般具有层理，较原生黄土结构强度要低。黄土在一定压力（土自重或自重压力和外压力）作用下，受水浸湿后结构迅速破坏而发生的显著下沉现象，称之为湿陷。具有湿陷性的黄土称为湿陷性黄土。湿陷性黄土又分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。中国现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GBJ25－90对湿陷性黄土从工程角度作了明确划分，将湿陷系数δs≥0．015的黄土定义为湿陷性黄土，同时将实测或计算自重湿陷量大于7 cm的湿陷性黄土定义为自重湿陷性黄土，将实测或计算自重湿陷量小于或等于7 cm的湿陷性黄土定义为非自重湿陷性黄土，并将黄土的湿陷等级划分为轻微（Ⅰ级）、中等（Ⅱ级）、严重（Ⅲ级）、很严重（Ⅳ级）4个级别，这里不再详述。　　中国黄土按地质形成年代和工程特性基本划分为下列4个地层。　　（1）早更新世黄土。简称为Q1黄土，形成于距今70～120万年之间。粉粒和粘粒含量比后期黄土要高，质地均匀，致密坚硬，低压缩，无湿陷性；　　（2）中更新世黄土。简称Q2黄土，形成于距今10～70万年之间。同样具有粉粒和粘粒含量比后期黄土要高，质地均匀，致密坚硬，低压缩性的特点。但其最上部已表现出轻微湿陷性，是西北地区黄土地层的主体；　　（3）晚更新世黄土。简称Q3黄土，形成于距今0．5～10万年之间。质地均匀，但较疏松，肉眼可见大孔，具湿陷性或强烈湿陷性；　　（4）全新世黄土。简称Q4黄土，形成于距今5千年内。一般土质疏松，肉眼可见大孔，具湿陷性或强烈湿陷性。　　通常将早期和中期形成的Q1和Q2黄土统称为老黄土，将其后形成的Q3和Q4黄土称为新黄土，可以看出通常所说的湿陷性黄土指的就是新黄土。2　湿陷性黄土地基处理的工程实例　　中国工程界自解放以来随着对湿陷性黄土的不断认识，先后于1966年、1978年和1990年分别制定了《湿陷性黄土地区建筑规范》，简称为“66黄土规范”、“78黄土规范”以及现在使用的“90黄土规范”，对湿陷性黄土地区的工程设计起到了规范和指导作用。笔者从事水利水电工程10多年来，先后参与了湿陷性黄土地区的供水工程、灌溉工程、泵站及电站工程以及游泳池等工程的设计，多数工程已正常运行多年，期间也出现过一些问题，在这里摘录点滴供大家交流和探讨。2．1　大直径空心混凝土灌注桩在处理湿陷性黄土地基中的应用　　　　陕西省东雷抽黄续建工程曾是陕西的重点工程，工程总投资15．0亿元，其下寨抽水站是提黄灌溉工程的三级站，笔者有幸参加了该站的设计工作，该项目的设计获得陕西省优秀工程设计一等奖。该站主要建筑物之一出水塔的基础就是深达17．0 m的自重湿陷性黄土，湿陷等级为Ⅱ级，塔体重量为4 500 t。其上游连接的是直径达2．0 m的4根厂房出水管道，下游衔接的是渡槽，所以对塔体的基础处理是极为重要的，一旦塔体沉陷，将直接影响上下游建筑物的安全。　　地基处理先后对可能采用的灰土挤密桩、碎石震冲桩、静压桩、混凝土灌注桩以及沉井等方案进行了逐一比较，灰土挤密桩和碎石震冲桩存在的问题是处理深度不够和造价较高，采用混凝土灌注桩则造价更高。为了降低造价，项目组邀请了陕西省水电工程局，陕西省水利工程建设管理局等施工单位的专家进行共同探讨，就工程施工方案的可行性进行分析，最后通过了项目组推荐的混凝土灌注桩方案。为了降低造价提高单桩承载力，设计拟采用空心混凝土灌注桩外加端部扩头来提高单桩的承载力，经过对不同桩径的反复试算，最后采用了8根桩径为2．0 m，壁厚0．3 m，桩端扩头直径3．6 m的空心混凝土灌注桩，桩深30 m，桩距6．0 m。负摩阻力系数取1．55 t／m2，正摩阻力系数取3．5 t／m2，桩端标准承载力21 t／m2，修正后为79．8 t／m2，单桩承载力812．4 t。当时查到的国内最大桩径为1．6 m，该桩的桩径已达到国内同类工程的最大桩径。工程实施已近10 a，一直运行正常。2．2　宁夏扬黄扩灌工程十一泵站厂房湿陷性黄土基础的处理　　　　宁夏扬黄扩灌工程十一泵站主副厂房总长度77．5 m，主厂房宽13 m，副厂房宽14．5 m。其基础为自重湿陷性黄土，厚度达36．5 m，自重湿陷等级为Ⅲ～Ⅳ级，湿陷评价为严重～很严重。由于基础湿陷等级太高，而且厚度很大，面又广，经过多方比较，基础处理方案定为采用预浸水处理消除基础黄土的湿陷性。设计在建筑物周边外放5～10 m范围内（80 m×40 m）布置了6个20 m×20 m的浸水畦块，浸水坑深80 cm，然后在坑内用洛阳铲挖浸水孔，孔径8 cm，孔深23 m，孔距5．0 m，孔内填入碎石或砂砾石。浸水时，水深保持在淹没浸水孔0．5 m以上。经过224 d的持续观测（其中浸水观测162 d，停水观测62 d）。坑内停水前沉降量为127．5～188．6 cm，平均167．7 cm，停水后沉降量为16．2～85．3 cm，平均167．7 cm。浸水前后累计平均沉降量为215．1 cm。单位面积耗水量33．6 t／m3。　　浸水停止4个月后，在现场布置探坑3个，探坑深度13 m，在探坑深度范围内每米取样1件，进行室内常规土工试验。探坑开挖后发现，13 m以下的土层仍呈饱和状态，不能取样。根据土工试验结果，在饱和自重压力下的自重湿陷性系数（δzs）均小于0．015，计算自重湿陷量△zs＝1．9 cm，小于7 cm。200 kPa压力下的最大湿陷系数（δ）也小于0．015，计算总湿陷量△＝6．0 cm。说明基础黄土的湿陷性已基本消除。　　实际施工中存在的问题是浸水处理后的泵站场地上层土层，仍呈中～高压缩性，以中压缩性为主，其承载力标准值为130～150 kPa。另外，预浸水后基础土层含水量过高，接近于饱和状态致使后续工作无法正常进行，这也正是预浸水处理的弊端。根据以往工程的经验，预浸水处理耗时较长，一般停水后要1 a左右的时间才能使土层的含水量降低到最初状态，因此在采用预浸水处理时一定要充分考虑工期问题。另外预浸水处理只能消除地表6 m以下土层的湿陷性，对于表层6 m范围内的土层还具高压缩性，应结合使用换填等其他办法消除其高压缩的外荷湿陷性。在该工程中施工单位最后对表层8 m范围内的土层采用了水泥粉喷桩处理。3　湿陷性黄土地基处理的方法探讨　　中国在解放后对于湿陷性黄土地基处理的实践已有几十年了，具体方法也很多，但归纳起来其基本思路不外乎以下几种：　　（1）基本消除基础已有土层的湿陷性；其常用方法有强夯、换土、挤密桩等。这是对于土层较薄（10m以内）时采用的办法。当土层深厚时，常用办法就是预浸水处理。这类办法是通过工程措施，针对湿陷土层本身进行处理，改善其土壤结构和基本特性，以达到消除其湿陷性的目的。这种方法的缺点是对于深厚湿陷性黄土来说，耗时太长，往往影响工期。优点是施工方便，费用较低；　　（2）使建筑物基础穿透湿陷性黄土层，传力于湿陷土层以下的持力土层上，达到躲过湿陷性黄土层的目的。常用方法就是桩基，尤以灌注桩为主。这种方法避过了湿陷性土层，使基础传力于湿陷土层以下的持力土层上，相对来说比较安全可靠，所以被广泛应用于比较重要的独立建筑物的基础处理。缺点是投资费用较大；　　（3）充分作好建筑物基础的隔水层，使基础湿陷性黄土地基无法浸水，以达到避免地基湿陷的目的。常用的隔水材料有灰土、油毡以及各种PVC和PE膜。这种方法常常用于对基础承载力要求不高的设施，如游泳池、供水管床、渠道等。　　另外，值得探讨的是，对于大厚度湿陷性黄土是否一定要消除其湿陷性？笔者在工程实际中遇到过类似的问题。　　在宁夏扬黄扩灌工程设计中，通过调查发现当地很多建筑物其基础虽然较深，但并没有对基础作特殊处理，运行多年也未发现湿陷问题。过后通过调查分析发现，原因在于该地区常年降雨量很小，在 180～400 mm之间，而蒸发量却达到1 800～2 200mm，蒸发量相当于降雨量的5～10倍，即便是发生大暴雨，雨水也无法浸透深厚的湿陷土层。据宁夏自治区水电设计院地质勘测队对原固海老灌区地下水变化的大量调查发现，老灌区十多年来的灌溉运行并没有影响到地下水位的变化，且大量的灌溉水量仅仅只能引起地表10 m范围内的土壤含水量发生变化，10 m以下土层含水量保持在稳定状态。另据原建工部建筑科学研究院和西安市自来水公司等单位曾在西安韩森寨一带进行的管道漏水影响范围的试验，连续漏水23～153 d，漏水量600～1 400 t，试验结果，最大浸湿范围为5．0～7．3 m。同时用350mm的混凝土管做试验，漏水32 d后，浸湿范围基本稳定，最大影响半径为5．0 m。这也就引起了思考，对于大厚度湿陷性黄土是否一定要彻底消除其湿陷性？笔者认为这个问题很值得研究，尤其在西北地区，因为该地区湿陷土层较厚，经常在20 m以上，甚至象前面提到的36．5 m深。完全消除这些土层的湿陷性或彻底穿透湿陷土层往往要花很大代价，所以对这一问题的深入研究具有直接的经济效益，能够大量节约工程投资，缩短工程工期。此时应对建筑物使用条件和所处的周边环境作适当调查，具体问题具体分析，只要建筑物的基础承载力满足要求，外界来水又无法浸湿湿陷性地基时，完全可以考虑将建筑物基础坐落于湿陷土层上。事实上，很多游泳池、输水渠（管）道也就建在湿陷性土层上。对于基础承载力要求较高的较大型的建筑物，当基础埋深较大如箱基等，其地基承载力常常是可以满足要求的，此时就可以考虑不消除其地基土层的湿陷性，只要作好隔水处理即可。这样处理可以节约大量资金和工期，对于中小型深基坑厂房很值得借鉴。4　结语　　湿陷性黄土在西北地区分布较广，积累的工程经验也比较丰富，以上仅是个人的一点体会和看法，提出来和大家探讨。参考文献［1］钱鸿缙，王继唐．湿陷性黄土地基［M］．北京：中国建筑工业出版社，1985．［2］GBJG25－90．湿陷性黄土地区建筑规范［S］．西北水电
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湿陷性黄土的性质特点及其危害
湿陷性黄土的性质特点及其危害
6.1.1 当地基的湿陷变形、压缩变形或承载力不能满足设计要求时,应针对不同土质条件和建筑物的类别,在地基压缩层内或湿陷性黄土层内采取处理措施,各类建筑的地基处理应符合下列要求：1 甲类建筑应消除地基的全部湿陷量或采用桩基础穿透全部湿陷性黄土层,或将基础设置在非湿性黄土层上；2 乙、丙类建筑应消除地基的部分湿陷量. 6.1.2 湿陷性黄土地基的平面处理范围,应符合下列规定：1 当为局部处理时,其处理范围应大于基础底面的面积.在非自重湿陷性黄土场地,每边应超出基础底面宽度的1/4,并不应小于0.50m；在自重湿陷性黄土场地,每边应超出基础底面宽度的3/4,并不应小于1m.2 当为整片处理时,其处理范围应大于建筑物底层平面的面积,超出建筑物外墙基础外缘的宽度,海边不宜小于处理土层厚度的1/2,并不应小于2m.6.1.3 甲类建筑消除地基全部湿陷量的处理厚度,应符合下列要求：1 在非自重湿陷性黄土场地,应将基础底面以下附加压力与上覆土的饱和自重压力之和大于湿陷起始压力的所有土层进行处理,或处理至地基压缩层的深度止.2 在自重湿陷性黄土场地,应处理基础底面以下的全部湿陷性黄土层.6.1.4 乙类建筑消除地基部分湿陷量的最小处理厚度,应符合下列要求：1 在非自重湿陷性黄土场地,不应小于地基压缩层深度的2/3,且下部未处理湿陷性黄土层的湿陷起始压力值不应小于1OOkPa.2 在自重湿陷性黄土场地,不应小于湿陷性土层深度的2/3,且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量不应大于150mm.3 如基础宽度大或湿陷性黄土层厚度大,处理地基压缩层深度的2/3或全部湿陷性黄土层深度的2/3确有困难时,在建筑物范围内应采用整片处理.其处理厚度：在非自重湿陷性黄土场地不应小于4m,且下部未处理湿陷性黄土层的湿陷起始压力值不宜小于1OOkPa；在自重湿陷性黄土场地不应小于6m,且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量不宜大于150mm.6.1.5 丙类建筑消除地基部分湿陷量的最小处理厚度,应符合下列要求：1 当地基湿陷等级为Ⅰ级时：对单层建筑可不处理地基；对多层建筑,地基处理厚度不应小于1m,且下部未处理湿陷性黄土层的湿陷起始压力值不宜小于1OOkPa.2 当地基湿陷等级为Ⅱ级时：在非自重湿陷性黄土场地,对单层建筑,地基处理厚度不应小于1m,且下部未处理湿陷性黄土层的湿陷起始压力值不宜小于80kPa；对多层建筑,地基处理厚度不宜小于2m,且下部未处理湿陷性黄土层的湿陷起始压力值不宜小于1OOkPa；在自重湿陷性黄土场地,地基处理厚度不应小于2.50m,且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量,不应大于200mm.3 当地基湿陷等级为Ⅲ级或Ⅳ级时,对多层建筑宜采用整片处理,地基处理厚度分别不应小于3m或4m,且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量,单层及多层建筑均不应大于200mm.6.1.6 地基压缩层的深度：对条形基础,可取其宽度的3倍；对独立基础,可取其宽度的2倍.如小于5m,可取5m,也可按下式估算：在z深度处以下,如有高压缩性土,可计算至pz＝0.10pcz深度处止.对筏形和宽度大于10m的基础,可取其基础宽度的0.80～1.20倍,基础宽度大者取小值,反之取大值.6.1.7 地基处理后的承载力,应在现场采用静载荷试验结果或结合当地建筑经验确定,其下卧层顶面的承载力特征值,应满足下式要求：6.1.8 经处理后的地基,下卧层顶面的附加压力pz,对条形基础和矩形基础,可分别按下式计算：6.1.9 当按处理后的地基承载力确定基础底面积及埋深时,应根据现场原位测试确定的承载力特征值进行修正,但基础宽度的地基承载力修正系数宜取零,基础埋深的地基承载力修正系数宜取1.6.1.10 选择地基处理方法,应根据建筑物的类别和湿陷性黄土的特性,并考虑施工设备、施工进度、材料来源和当地环境等因素,经技术经济综合分析比较后确定.湿陷性黄土地基常用的处理方法,可按表6.1.10选择其中一种或多种相结合的最佳处理方法. 6.1.11 在雨期、冬期选择垫层法、强夯法和挤密法等处理地基时,施工期间应采取防雨和防冻措施,防止填料（土或灰土）受雨水淋湿或冻洁,并应防止地面水流入已处理和未处理的基坑或基槽内.选择垫层法和挤密法处理湿陷性黄土地基,不得使用盐渍土、膨胀土、冻土、有机质等不良土料和粗颗粒的透水性（如砂、石）材料作填料.6.1.12 地基处理前,除应做好场地平整、道路畅通和接通水、电外,还应清除场地内影响地基处理施工的地上和地下管线及其他障碍物.6.1.13 在地基处理施工进程中,应对地基处理的施工质量进行监理,地基处理施工结束后,应按有关现行国家标准进行工程质量检验和验收.6.1.14 采用垫层、强夯和挤密等方法处理地基的承载力特征值,应按本规范附录J的静载荷试验要点,在现场通过试验测定结果确定.试验点的数量,应根据建筑物类别和地基处理面积确定.但单独建筑物或在同一土层参加统计的试验点,不宜少于3点.
特点：1、黄色是基本色调，同城为黄色、褐色、灰黄、棕黄等颜色；2、含盐量较大，特别是碳酸盐含量尤为突出，另外硫酸盐、氯化盐等的含量也都比较高；3、矿物成分主要为石英、粘土矿物等，粘土矿物以伊利石为主，化学成风中二氧化硅、三氧化二铝和碱土金属铝、镁含量都比较高；4、粉土颗粒含量较多，我过湿陷性黄土粉土颗粒一般占半数以上，55%—60%者居多；5、一般...
查《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 5 ，一翻便知。