4.4 黄土湿陷性评价


4.4.1 黄土的湿陷性,应按室内浸水(饱和)压缩试验,在一定压力下测定的湿陷系数δs进行判定,并应符合下列规定:
1 当湿陷系数δs值小于0.015时,应定为非湿陷性黄土;
2 当湿陷系数δs值等于或大于0.015时,应定为湿陷性黄土。
4.4.2 湿性黄土的湿陷程度,可根据湿陷系数δs值的大小分为下列三种:
1 当0.015≤δs≤0.03时,湿陷性轻微;
2 当0.03<δs≤0.07时,湿陷性中等;
3 当δs>0.07时,湿陷性强烈。
4.4.3 湿陷性黄土场地的湿陷类型,应按自重湿陷量的实测值△'zs或计算值△zs判定,并应符合下列规定:
1 当自重湿陷量的实测值△'zs或计算值△zs小于或等于70mm时,应定为非自重湿陷性黄土场地;
2 当自重湿陷量的实测值△'zs或计算值△zs大于70mm时,应定为自重湿陷性黄土场地;
3 当自重湿陷量的实测值和计算值出现矛盾时,应按自重湿陷量的实测值判定。
4.4.4 湿陷性黄土场地自重湿陷量的计算值△zs,应按下式计算:
1)陇西地区取1.50;
2)陇东一陕北一晋西地区取1.20;
3)关中地区取0.90;
4)其他地区取0.50。
自重湿陷量的计算值△zs,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,至其下非湿陷性黄土层的顶面止,其中自重湿陷系数δzs值小于0.015的土层不累计。
4.4.5 湿陷性黄土地基受水浸湿饱和,其湿陷量的计算值△s应符合下列规定:
1 湿陷量的计算值△s,应按下式计算:
1)基底下0~5m深度内,取β=1.50;
2)基底下5~10m深度内,取β=1;
3)基底下10m以下至非湿陷性黄土层顶面,在自重湿陷性黄土场地,可取工程所在地区的β0值。
2 湿陷量的计算值△s的计算深度,应自基础底面(如基底标高不确定时,自地面下1.50m)算起;在非自重湿陷性黄土场地,累计至基底下10m(或地基压缩层)深度止;在自重湿陷性黄土场地,累计至非湿陷黄土层的顶面止。其中湿陷系数δs(10m以下为δzs)小于0.015的土层不累计。
4.4.6 湿陷性黄土的湿陷起始压力psh值,可按下列方法确定:
1 当按现场静载荷试验结果确定时,应在p-ss(压力与浸水下沉量)曲线上,取其转折点所对应的压力作为湿陷起始压力值。当曲线上的转折点不明显时,可取浸水下沉量(ss)与承压板直径(d)或宽度(b)之比值等于0.017所对应的压力作为湿陷起始压力值。
2 当按室内压缩试验结果确定时,在p-δs。曲线上宜取δs=0.015所对应的压力作为湿陷起始压力值。
4.4.7 湿陷性黄土地基的湿陷等级,应根据湿陷量的计算值和自重湿陷量的计算值等因素,按表4.4.7判定。
表4.4.7 湿陷性黄土地基的湿陷等级
湿陷性黄土地基的湿陷等级
 
条文说明
4.4 黄土湿陷性评价
黄土湿陷性评价,包括全新世Q4(Q41及Q42)黄土、晚更新世Q3黄土、部分中更新世Q2黄土的土层、场地和地基三个方面,湿陷性黄土包括非自重湿陷性黄土和自重湿陷性黄土。
4.4.1 本条规定了判定非湿陷性黄土和湿陷性黄土的界限值。
黄土的湿陷性通常是在现场采取不扰动土样,将其送至试验室用有侧限的固结仪测定,也可用三轴压缩仪测定。前者,试验操作较简便,我国自20世纪50年代至今,生产单位一直广泛使用;后者试样制备及操作较复杂,多为教学和科研使用。鉴于此,本条仍按“CBJ 25—90规范”规定及各生产单位习惯采用的固结仪进行压缩试验,根据试验结果,以湿陷系数δs<0.015定为非湿陷性黄土,湿陷系数δs≥0.015,定为湿陷性黄土。
4.4.2 本条是新增内容。多年来的试验研究资料和工程实践表明,湿陷系数δs≤0.03的湿陷性黄土,湿陷起始压力值较大,地基受水浸湿时,湿陷性轻微,对建筑物危害性较小;0.03<δs≤0.07的湿陷性黄土,湿陷性中等或较强烈,湿陷起始压力值小的具有自重湿陷性,地基受水浸湿时,下沉速度较快,附加下沉量较大,对建筑物有一定危害性;δs>0.07的湿陷性黄土,湿陷起始压力值小的具有自重湿陷性,地基受水浸湿时,湿陷性强烈,下沉速度快,附加下沉量大,对建筑物危害性大。勘察、设计,尤其地基处理,应根据上述湿陷系数的湿陷特点区别对待。
4.4.3 本条将判定场地湿陷类型的实测自重湿陷量和计算自重湿陷量分别改为自重湿陷量的实测值和计算值。
自重湿陷量的实测值是在现场采用试坑浸水试验测定,自重湿陷量的计算值是在现场采取不同深度的不扰动土样,通过室内浸水压缩试验在上覆土的饱和自重压力下测定。
4.4.4 自重湿陷量的计算值与起算地面有关。起算地面标高不同,场地湿陷类型往往不一致,以往在建设中整平场地,由于挖、填方的厚度和面积较大,致使场地湿陷类型发生变化。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值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,后经补充勘察查明,上述事故是由于场地整平,填方厚度过大产生自重湿陷所致。由此可见,当场地的挖方或填方的厚度和面积较大时,测定自重湿陷系数的试验压力和自重湿陷量的计算值,均应自整平后的(或设计)地面算起,否则,计算和判定结果不符合现场实际情况。
此外,根据室内浸水压缩试验资料和现场试坑浸水试验资料分析,发现在同一场地,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。例如:陇西地区和陇东一陕北一晋西地区,自重湿陷量的实测值大于计算值,实测值与计算值之比值均大于1;陕西关中地区自重湿陷量的实测值与计算值有的接近或相同,有的互有大小,但总体上相差较小,实测值与计算值之比值接近1;山西、河南、河北等地区,自重湿陷量的实测值通常小于计算值,实测值与计算值之比值均小于1。
为使同一场地自重湿陷量的实测值与计算值接近或相同,对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:陇西地区为1.5;陇东一陕北一晋西地区为1.2;关中地区为0.9;其他地区为0.5。
同一场地,自重湿陷量的实测值与计算值的比较见表4.4.4。
表4.4.4 同一场地自重湿陷量的实测值与计算值的比较 
   同一场地自重湿陷量的实测值与计算值的比较
续表4.4.4
同一场地自重湿陷量的实测值与计算值的比较
4.4.5 本条规定说明如下:
1 按本条规定求得的湿陷量是在最不利情况下的湿陷量,且是最大湿陷量,考虑采用不同含水量下的湿陷量,试验较复杂,不容易为生产单位接受,故本规范仍采用地基土受水浸湿达饱和时的湿陷量作为评定湿陷等级采取设计措施的依据。这样试验较简便,并容易推广使用,但本条规定,并不是指湿陷性黄土只在饱和含水量状态下才产生湿陷。
2 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,侧向挤出量大,宽度大的基础,侧向挤出量小或无侧向挤出。鉴于基底下0~5m深度内,地基土受水浸湿及侧向挤出的可能性大,为此本条规定,取β=1.5;基底下5~10m深度内,取β=1;基底下10m以下至非湿陷性黄土层顶面,在非自重湿陷性黄土场地可不计算,在自重湿陷性黄土场地,可取工程所在地区的β0值。
3 湿陷性黄土地基的湿陷变形量大,下沉速度快,且影响因素复杂,按室内试验计算结果与现场试验结果往往有一定差异,故在湿陷量的计算公式中增加一项修正系数β,以调整其差异,使湿陷量的计算值接近实测值。
4 原规范规定,在非自重湿陷性黄土场地,湿陷量的计算深度累计至基底下5m深度止,考虑近年来,7~8层的建筑不断增多,基底压力和地基压缩层深度相应增大,为此,本条将其改为累计至基底下10m(或压缩层)深度止。
5 一般建筑基底下10m内的附加压力与土的自重压力之和接近200kPa,10m以下附加压力很小,忽略不计,主要是上覆土层的自重压力。当以湿陷系数δs判定黄土湿陷性时,其试验压力应自基础底面(如基底标高不确定时,自地面下1.5m)算起,10m内的土层用200kPa,10m以下至非湿陷性黄土层顶面,直接用其上覆土的饱和自重压力(当大于300kPa时,仍用300kPa),这样湿陷性黄土层深度的下限不致随土自重压力增加而增大,且勘察试验工作量也有所减少。
基底下10m以下至非湿陷性黄土层顶面,用其上覆土的饱和自重压力测定的自重湿陷系数值,既可用于自重湿陷量的计算,也可取代湿陷系数δs用于湿陷量的计算,从而解决了基底下10m以下,用300kPa测定湿陷系数与用上覆土的饱和自重压力的测定结果互不一致的矛盾。
4.4.6 湿陷起始压力是反映非自重湿陷性黄土特性的重要指标,并具有实用价值。本条规定了按现场静载荷试验结果和室内压缩试验结果确定湿陷起始压力的方法。前者根据20组静载荷试验资料,按湿陷系数δs=0.015所对应的压力,相当于在p-ss曲线上的ss/b(或ss/d)=0.017。为此规定,如p-s曲线上的转折点不明显,可取浸水下沉量(ss)与承压板直径(d)或宽度(b)之比值等于0.017所对应的压力作为湿陷起始压力值。
4.4.7 非自重湿陷性黄土场地湿陷量的计算深度,由基底下5m改为累计至基底下10m深度后,自重湿陷性黄土场地和非自重湿陷性黄土场地湿陷量的计算值均有所增大,为此将Ⅱ~Ⅲ级和Ⅲ~Ⅳ级的地基湿陷等级界限值作了相应调整。

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