湿陷性黄土场地填方对场地湿陷类型的影响

【摘要】：本文通过工程实例，探讨了填方整平场地湿陷类型的变化，以期引起广大工程技术人员注意，在类似场地进行工程勘察时应根据场地实际情况选择自重湿陷系数测定压力，避免出现误判。

【关键词】：自重湿陷系数 饱和自重压力 湿陷类型 填方

中图分类号：TU475+.3 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

在湿陷性黄土场地进行岩土工程勘察时，确定场地湿陷类型和地基湿陷等级成为勘察工作的重点。如何根据场地实际状况，准确判定场地湿陷类型成为首要关键任务。因此搞清楚场地室内外地坪标高状况，将有助于在勘察过程中合理选择自重湿陷系数测试压力，才能够对场地的湿陷类型这一关键问题作出合理而准确的评判，否则仅仅依靠常规工程勘察经验，不考虑场地将来实际状况，将有可能对场地湿陷性黄土作出错误的评价结论，进而危及工程安全。

二、湿陷性黄土地基变形特点

黄土是一种第四纪陆相沉积物，在我国西北地区广泛分布。通常情况下，湿陷性黄土具有孔隙大、含水量较低特点，在自然状态下往往具有很高强度，压缩性较低(新近堆积土除外)。但是一旦受水浸湿，其结构将迅速破坏，压缩性增大，强度迅速降低，使地基产生显著的附加下沉量，形成所谓“湿陷”中“陷”的后果。地基湿陷量越大，湿陷等级越高，地基浸水后建筑物和地面变形越严重，对建筑物危害也越大。如果场地属于自重湿陷性黄土场地，则危害会更大。在多层建筑物中往往会造成工程事故。

三、室内自重湿陷系数的测定与计算

自重湿陷系数系指单位厚度的环刀试样，在上覆土的饱和自重压力下，下沉稳定后，试样浸水饱和所产生的附加下沉。

按照《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025-2004规范的规定，对于保持天然湿度的土试样分级加荷，加至试样上覆土的饱和自重压力（土的饱和度可取85%），下沉稳定后，试样浸水饱和，附加下沉稳定，试验终止。自重湿陷系数按如下公式计算：

δzs＝(hz－hz´) ／h0

hz—保持天然湿度和结构的试样，加压至该试样上覆土的饱和自重压力时，下沉稳定后的高度（mm）；

hz´—上述加压稳定后的试样，在浸水（饱和）作用下，附加下沉稳定后的高度（mm）；

h0—试样的原始高度（mm）。

四、填方区不同试验压力自重湿陷系数测定值对比及影响实例

为了判定场地湿陷类型，测定自重湿陷系数是首要环节，而测定自重湿陷系数所涉及的上覆土的饱和自重压力在试验中起着很重要的作用。

西安西南郊某工程，建设3层公共民用建筑，场地处于少陵塬斜坡地带，西高东低，同一建筑物地面高差多达7米以上，场地上部分布土层为马兰黄土。根据设计地坪标高，建筑物室内地坪标高为533.00米，室外地坪标高为532.50米。场地东侧地势最低，需要填方3.0~4.5m。

在对本场地勘察过程中，选取场地东侧边沿的3个代表性人工探井，编号分表取1井、2井、3井，各井井口标高依次分别为529.22m、529.50m、528.00m。对比井口标高与设计地坪标高，各井处依次分别需要填方3.28m、3.0m、4.5m。为了对比填方前后场地湿陷类型的状况，室内试验过程中对同一深度土筒试样开取两组环刀，分别按照自然状态下和考虑填方厚度后二种荷载状况分别加取上覆土的饱和自重压力，进行自重湿陷系数测定，结果见下表1；根据不同试验结果计算自重湿陷量值见表2：

自重湿陷系数测试成果对比表表1

注：上表中δzs1为自然状况下自重湿陷系数; δzs2为考虑填方整平附加荷载下自重湿陷系数；

1井、2井、3井考虑的填方厚度依次分别为3.28m、3.0m、4.5m。

自重湿陷量计算成果对比表 表2

注：上表中zs1为自然状况下计算自重湿陷量；zs2为考虑填方整平附加荷载下计算自重湿陷量。

由上表可以看出，在以自然地坪标高为基准进行自重湿陷性试验时，场地的自重湿陷量位于14.4~41.4mm之间，此段场地可划为非自重湿陷性场地。但当考虑场地整平填方后室外地坪标高状况，在自然地坪上考虑3~4.5米填方厚度进行自重湿陷性试验后，自重湿陷系数增加14％~300％，单孔平均增幅44.9％~79.7％，3个孔平均增幅61.0％。计算自重湿陷量位于100.8~138.6mm，自重湿陷量增幅155％~656％，3个孔自重湿陷量平均增幅349％，据此场地应划为自重湿陷性场地。

五、试验结果归纳总结

由以上试验结果可以看出，当考虑场地填方整平影响后，场地的湿陷类型由非自重湿陷性场地转变为自重湿陷性场地，而且填方荷载对于上部土层影响大于深部土层的影响，究其原因在于深部土层在原有上部土层的自重荷载长期作用下，产生自重固结变形，致使其孔隙比小，压缩性低，土层结构相对上部土层而言较为致密，结构性好，因此额外增加荷载对其影响有限，即深部土层对荷载增加的敏感度低。而上部土层自然状况下，上部土层自重压力小，土层沉积时间稍短，自重固结程度较浅，因此孔隙比大，结构较为疏松，进而会产生较大的湿陷变形，对于外部增加的荷载敏感性强。

六、结语

通过以上工程实例，充分说明在湿陷性场地进行勘察时，必须考虑场地室内外整平结果，在室内测定自重湿陷系数试验过程中，上部土层饱和自重压力的选取应与实际情况相一致，只有这样才能对场地的湿陷类型和地基的湿陷等级作出准确的评价。否则就有可能造成误判，使地基处理程度和防水措施等达不到要求的程度，对工程的安全稳定构成潜在的危险。

总之，只要广大技术人员深入工程现场第一线，积极调查了解，按照规范要求，搜寻与建筑物有关的设计基本参数资料，认真对待每一项工程，那么就会避免工程实际中错漏事件的发生，对场地的岩土工程条件作出准确的评价，为设计提供详实可靠的基本资料，层层把关，一定会杜绝工程质量事故，为工程的长治久安奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）