摘要：建设工程越来越多地遇到不良地基。因湿陷性黄土在我国分布很广,所以尤其以湿陷性黄土不良地基最为广泛。本文根据黄土特性分析了黄土湿陷性原因,结合工程实际阐述了湿陷性黄土地基的处理方法、存在问题及对策。
关键词：湿陷性黄土 地基处理方法
1.黄土的分布、分类
1.1黄土的分布
世界各大洲均有黄土分布，各大洲黄土覆盖面积占其总面积的比例分别为：欧洲7％、北美5％、南美10％、亚洲3％。
中国黄土主要分布在黄河流域，比较集中的是黄河中游，如山西西部，陕西及甘肃大部分地区内。黄土分布地区气侯干燥，降水量少，蒸发量大，属于干旱和半干旱地区。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。黄土是典型的大陆性更新世沉积物，黄土厚度最大可达300米。
1.2黄土的分类及其特征
1.2.1黄土的分类
从有无湿陷性来分:湿陷性黄土（自重湿陷湿陷性黄土、非自重湿陷湿陷性黄土）、非湿陷性黄土。
1.2.2特征
湿陷湿性黄土遇水湿陷，非湿陷性黄土遇水不湿陷；自重湿陷性黄土在自重作用下遇水湿陷，非自重湿陷性黄土在无荷载作用下遇水不湿陷。
2.湿陷湿黄土地基
2.1黄土湿陷的原因与主要影响因素
内因：黄土内有肉眼可见的大孔隙；黄土颗粒表面含有可溶盐。
外因：水浸入可溶盐溶解。
影响因素：天然空隙比与天然含水量。天然空隙比大，湿陷性强；天然含水量高，湿陷性低。
2.2 黄土湿陷性的判定
黄土的湿陷性判定多用室内侧限压缩试验所得的湿陷系数来判定，试验方法基本同一般土，所不同的是在规定压力作用下并压缩稳定后开始浸水，计算土样在浸水前后并压缩稳定后的高度或孔隙比，求出湿陷系数 ，用来判定黄土是否具有湿陷性，黄土的湿陷系数按下式计算:
或
其中： 、 －－分别是保持天然含水量和结构的土样，在侧限条件下加压到规定压力P（KPa）时，压缩稳定后的高度（cm）和孔隙比；
分别是上述加压稳定后的土样，在浸水作用下压缩稳定后的高度(cm)和孔隙比；
分别是土样的原始高度(cm)和原始孔隙比；
当 时，定为非湿陷性黄土；
当 时，定为湿陷性黄土。
实验温室湿陷系数的垂直压力，自基础底面（初步勘察时，自地面下1.5米）算起，10米以内的土层压力用200Kpa;10米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，仍用300KPa）。
2.3湿陷性黄土场地的自重湿陷性
场地的湿陷类型按自重湿陷量或计算自重湿陷量 来判定
自重湿陷量 7cm时，应定为非自重湿陷性黄土场地；
自重湿陷量 7cm时，应定为自重湿陷湿黄土场地。
自重湿陷量： ＝
式中： 第i层土在上覆土的饱合自重压力下的自重湿陷系数
其中： 保持天然湿度和结构的第i个土样，加压至土的饱合自重压力时，下沉稳定后的高度。
－－上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度。
－－第i个土样的原始高度。
第i层土的厚度（cm）；
－－因地区而异的土质修正系数。查规范。
2.4湿陷性黄土地基的湿陷等级
2.4.1黄土地基总湿陷量
黄土地基总湿陷量
式中： 第i层土的湿陷系数；
第i层土的厚度；
考虑地基土的侧向挤出的浸水机会等因素的修正系数（见规范）。
2.4.2湿陷黄土的计算厚度
总湿陷量自基础底面以下算起，在非自重湿陷性黄土场地，累计至基底下5米（或压缩层）深度为止；在自重湿陷性黄土场地，对一、二类建筑应穿过湿陷性土层，累计至非湿陷性土层顶面；对三、四类建筑当基底下的湿陷性土层厚度大于10米时，累计深度按当地经验确定。
2.5黄土的湿陷起始压力
湿陷性黄土受压浸水后，开始出现湿陷现象时的压力称湿陷起始压力Psh（KPa）。也就是说，如果用在湿陷性黄土地基上的压力小于这个湿陷起始压力，地基即使浸水，也不会发生湿陷。
2.5.1黄土湿陷起始压力的测定方法
湿陷起始压力采用载荷浸水试验中P－S的第一拐点。
2.5.2影响湿陷起始压力的因素
1）粘粒含量的影响：粘粒含量多，湿陷起始压力大。
2）孔隙比的影响:孔隙比大，湿陷起始压力小。
3）天然含水量大的影响：天然含水量高，湿陷起始压力大。
4）埋深大，湿陷起始压力大。
2.6地下水位上升对湿陷性黄土地基的影响。
2.6.1地下水位上升的原因
1）年降水量的影响；
2）蓄水池的涌水作用和渗漏；
3）地表径流的改变和用水量的增加；
4）灌溉渠道的渗漏。
2.6.2地下水位上升所引起的地基湿陷变形
2.6.3地下水位上升造成建筑物的开裂
2.6.4地下水位上升的防治
1)防止水进入地基；
2)采用桩基；
3)采用灰土垫层，改变土的水理性质；
4)建筑单元不宜过长；
5)建筑体型应力求简单；
6)不同高度的建筑物应分开成独立单元
3.湿陷性黄土地基上建筑分类及设计措施
3.1湿陷性黄土地基上场址选择
场址选择宜符合下列要求：
1.具有排水畅通或利于组织场地排水的地形条件；
2.避开洪水威胁的地段；
3.避开不良地质现象发育和地下坑穴集中的地段；
4.避开新建水库等可能引起地下水位上升的地段；
5.避免将重要建设项目，布置在佷严重的湿陷性场地或厚度大的新近堆积黄土，高压缩性的饱和黄土地段；
6.避开由于建设可能引起工程地质条件恶化的地段。
3.2湿陷性黄土地基上建筑设计措施
3.2.1建筑设计应符合下列要求
1）建筑物的体型与纵墙的布置，应有利于加强其空间刚度，并具有适应或抵抗湿陷变形的能力。多层砌体民用建筑，体型应简单，长高比不应大于3。
2）妥善处理建筑物的雨水排水系统，多层民用建筑的室内地坪，宜高出室外地坪45cm;
3）用水设施宜集中设置，缩短地下管线和远距离主要承重基础，其管道宜明装。
3.2.2排水与散水要求
单层和多层民用建筑的屋面，宜采用外排水。当采用有组织排水时，宜选用然耐用的水落管，其未端距离散水面不应大于30cm，并不应设置在沉降缝处。集水面积大的外水落管，应接入专设的雨水明沟或管道。
建筑物的周围必须做散水，其坡度不得小于0.05，散水外缘应略高于平整后的场地。散水应采用现浇混凝土。其垫层应设置15cm厚的灰土或30cm厚的素土，垫层外缘应超出散水的和建筑物外墙基底外缘50cm。散水宜每隔6～10米设置一条伸缩缝。散水与外墙交接处和散水的伸缩缝，应用柔性防水材料填封。沿散水外缘不宜设置雨水明沟。
3.2.3其他
经常受水浸湿或可能积水的地面，应严密不渗漏，并按防水地面设计。对采用严格防水措施的建筑，其防水地面应设行之有效的防水层。地面坡向集水点的坡度不得小于0.01。地面与墙、柱、设备基础等交接处应做翻边。地面下应做30～50cm厚的灰土垫层。
排水沟的材料和做法，应根据湿陷类型、湿陷等级和使用要求等选定，并应设置灰土垫层，防护范围内的排水沟，宜采用钢筋混凝土，但在非自重湿陷性黄土场地，室内小型排水沟可采用混凝土，并应做防水面层。对采用严格防水措施的建筑，其排水沟应增设卷材防水层或其它有效的防水层。
对基础梁底下预留日空隙，应采取有效措施防止地面水浸入地基。对地下室的采光井，应做好防、排水设施。
3.3湿陷性黄土地基设计措施的选择
3.3.1原则
1）消除内因：消除大孔隙；
2）消除外因：采取必要的防水措施和控制基底压力
在湿陷性黄土地基设计时，应按照建筑物的重要性和地基对沉降的敏感程度、地基被水浸湿的可能性、地基土的湿陷类型和湿陷等级、土的变形和强度、地下 水可能的变化情况、当地建筑经验和施工条件等因素综合考虑分析，区别对待，合理采用地基处理、防水措施和结构措施等任何一种或多种措施，以保证建筑安全。
3.3.2建筑物的设计措施
1．地基处理措施：
1)消除地基的全部湿陷量，或采用桩基、深基等穿透全部湿陷性黄土层；
2)消除地基的部分湿陷量。
2．防水措施：
1)基本防水措施：在建筑物布置、场地排水、屋面排水、地面防水、散水、排水沟等方面防止雨水或生产、生活用水的渗漏，并提高管道材料和接口的标准。
2)检漏防水措施：在基本防水措施的基础上，对防护范围内的地下管道增设检渗漏管沟和检漏井。
3)严格防水措施：在检漏防止措施的基础上，对防水地面、排水沟、检漏管沟和检漏井等设施提高设计标准。
3．结构措施：减少建筑物的不均匀沉降，或使结构适应地基的变形。
3.3.3对各类建筑物采取设计时，还要求按下列情况确定
1）当地基土的总湿陷量不大于5cm时对各类建筑物均可按非湿陷性黄土地基进行设计。
2）当基底下各土层的湿陷系数小于0.03时，对二类建筑地基可不做处理，但应采取结构和检漏防水措施。
3）在湿陷性黄土层很厚的场地上，当一类建筑物采取措施消除地基的全部湿陷量或穿透全部湿陷性土层有困难时，应采取专门措施。
4）当场地内的湿陷性黄土层较薄、湿陷系数较大或湿陷性性土层分布很不均，而且下伏基岩埋深不大，起伏较大时，如经济合理，对二级建筑物和三、四级湿陷性黄土地基上的三类建筑，可采取措施消除地基的全部湿陷量或穿透全部湿陷性土层。
5）对承受较大荷载的重要设备基础，应与建筑物采取相同的的地基处理措施和防水措施。
6）在非自重湿陷性黄土场地上，当地基内各土层的湿陷起始压力（不考虑基础埋深和宽度修正）均大于其附加压力与上覆土的饱和自重压力之和时，各类建筑物可按非湿陷性黄土进行地基设计。
7）在非自重湿陷性黄土场地上，建筑物使用期间，当地下水有可能上升到地基压缩层以内时，宜采取下列措施：
a）建筑体型力求简单，平面避免转折，或分成若干简单的单元；
b）多层砌体结构应有较大刚度，其长高比不大于3.0；
c）同一单元内，各基础的荷载、形式、尺寸和埋深应尽量接近；门厅与主体之间应有效措施，减少差异沉降；
4.湿陷性黄土地基问题处理方法
湿陷性黄土地基都会在建造房屋之前进行处理，但由于各种原因也会造成已经建造好的房屋不均匀沉降、产生裂缝、地陷等，这是就需要对其进行保护处理措施，进行补救，常用的有以下几种处理方法。
4.1垫层法
垫层法是先将基础下的湿陷性黄土一部分或全部挖除，然后用素土或灰土分层夯实做成垫层，以便消除地基的部分或全部湿陷量，并可减小地基的压缩变形，提高地基承载力，可将其分为局部垫层和整片垫层。当仅要求消除基底下1~3m湿陷性黄土的湿陷量时，宜采用局部或整片土垫层进行处理；当同时要求提高垫层土的承载力或增强水稳性时，宜采用局部或整片灰土垫层进行处理。
垫层的设计主要包括垫层的厚度、宽度、夯实后的压实系数和承载力设计值的确定等方面。垫层设计的原则是既要满足建筑物对地基变形及稳定的要求，又要符合经济合理的要求。
4.2重锤表层夯实及强夯
重锤表层夯实适用于处理饱和度不大于60%的湿陷性黄土地基。一般采用2.5～3.0t的重锤，落距4.0～4.5m，可消除基底以下1.2～1.8m黄土层的湿陷性。在夯实层的范围内，土的物理、力学性质获得显著改善，平均干密度明显增大，压缩性降低，湿陷性消除，透水性减弱，承载力提高。非自重湿陷性黄土地基，其湿陷起始压力较大，当用重锤处理部分湿陷性黄土层后，可减少甚至消除黄土地基的湿陷变形。因此在非自重湿陷性黄土场地采用重锤夯实的优越性较明显。
强夯法加固地基机理一般认为，是将一定重量的重锤以一定落距给予地基以冲击和振动，从而达到增大压实度，改善土的振动液化条件，消除湿陷性黄土的湿陷性等目的。强夯加固过程是瞬时对地基土体施加一个巨大的冲击能量，使土体发生一系列的物理变化，如土体结构的破坏或排水固结、压密以及触变恢复等过程。其作用结果是使一定范围内的地基强度提高、孔隙挤密。
4.3挤密桩法
挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土地基，施工时，先按设计方案在基础平面位置布置桩孔并成孔，然后将备好的素土（粉质粘土或粉土）或灰土在最优含水量下分层填入桩孔内，并分层夯（捣）实至设计标高止。通过成孔或桩体夯实过程中的横向挤压作用，使桩间土得以挤密，从而形成复合地基。值得注意的是，不得用粗颗粒的砂、石或其它透水性材料填入桩孔内。
灰土挤密桩和土桩地基一般适用于地下水位以上含水量14%～22%的湿陷性黄土和人工黄土和人工填土，处理深度可达5～10米。灰土挤密桩是利用锤击打入或振动沉管的方法在土中形成桩孔，然后在桩孔中分层填入素土或灰土等填充料，在成孔和夯实填料的过程中，原来处于桩孔部位的土全部被挤入周围土体，通过这一挤密过程，从而彻底改变土层的湿陷性质并提高其承载力。
4.4桩基础
桩基础既不是天然地基，也不是人工地基，属于基础范畴，是将上部荷载传递给桩侧和桩底端以下的土（或岩）层，采用挖、钻孔等非挤土方法而成的桩，在成孔过程中将土排出孔外，桩孔周围土的性质并无改善。但设置在湿陷性黄土场地上的桩基础，桩周土受水浸湿后，桩侧阻力大幅度减小，甚至消失，当桩周土产生自重湿陷时，桩侧的正摩阻力迅速转化为负摩阻力。因此，在湿陷性黄土场地上，不允许采用摩擦型桩，设计桩基础除桩身强度必须满足要求外，还应根据场地工程地质条件，采用穿透湿陷性黄土层的端承型桩（包括端承桩和摩擦端承桩），其桩底端以下的受力层:在非自重湿陷性黄土场地，必须是压缩性较低的非湿陷性土（岩）层;在自重湿陷性黄土场地，必须是可靠的持力层。这样，当桩周的土受水浸湿，桩侧的正摩阻力一旦转化为负摩阻力时，便可由端承型桩的下部非湿陷性土（岩）层所承受，并可满足设计要求，以保证建筑物的安全与正常使用。
4.5化学加固法
在我国湿陷性黄土地区地基处理应用很多，并取得实践经验的化学加固法包括硅化加固法和碱液加固法，其加固机理如下：
硅化加固湿陷性黄土的物理化学过程，一方面基于浓度不大的、粘滞度很小的硅酸钠溶液顺利地渗入黄土孔隙中，另一方面溶液与土的相互凝结，土起着凝结剂的作用。
5．结束语
对于建筑，基础是其重中之重，在建造之前一定要做好深思熟虑，切不可偷工减料，尽量减少施工完成的各种问题的产生。对于湿陷性黄土地基应该提前处理好问题，还应该考虑建筑物的自重、伸缩缝设置等问题，避免建筑不正常建设引起的问题，而且要确保工程质量，按正确方法实施。