<编辑中，内容暂不可信> http://www.jianbiaoku.com/webarbs/book/246/54861.shtml 岩土工程勘察规范 [附条文说明] GB50021-2001（2009年版） 6.1.1  本节适用于干旱和半干旱地区除黄土以外的湿陷性碎石土、湿陷性砂土和其他湿陷性土的岩土工程勘察。对湿陷性黄土的勘察应按现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB 50025)执行 ====== 湿陷性土工程实战全攻略 (The Complete Guide to Collapsible Soils) ====== > **前言**：湿陷性土是岩土工程中的“隐形杀手”。它们在天然低湿度状态下具有较高的强度和较低的压缩性，但一旦浸水，土体结构会迅速破坏，产生显著的附加沉降。本教程旨在帮助工程师识别、评估并治理这一特殊土类。 ===== 第一章：定义与基本概念 (Definition & Concepts) ===== ==== 1.1 什么是湿陷性土？ ==== 湿陷性土是指在一定压力下（上覆土自重压力或自重+附加压力），受水浸湿后，土体结构迅速破坏，产生显著附加沉降的土。 * **核心特征**：遇水崩解、大孔隙结构、低密度。 * **判别标准**：湿陷系数 ''δs ≥ 0.015'' (部分国际标准) 或 ''δs ≥ 0.023'' (中国碎石土标准)。 ==== 1.2 为什么会发生湿陷？（微观机理） ==== 理解机理是治理的前提。湿陷性土通常具备以下“三位一体”的特征： - **大孔隙结构 (Macroporous Structure)**：土颗粒堆积疏松，孔隙比大（通常 ''e > 0.8''），存在肉眼可见的针状孔隙。 - **亚稳态胶结 (Metastable Bonding)**：颗粒间主要靠易溶盐（石膏、碳酸钙）或毛细管张力（吸力）连接。 * //比喻//：就像用“糖水”粘起来的积木塔。 - **欠压密状态 (Under-consolidation)**：地质历史上未受过足够的压力压实，多为风成堆积或干旱环境下的洪积物。 ==== 1.3 常见类型 ==== - **湿陷性黄土 (Loess)**：分布最广（中国西北、中欧、北美），以粉粒为主，碳酸钙含量高。 - **其他湿陷性土**： * **湿陷性碎石/砂土**：干旱区洪积扇，颗粒粗，但含有易溶盐胶结物。 * **湿陷性填土**：人工回填未压实，遇水后密实。 * **干旱区冲积土**：含有大量可溶盐（盐渍土的一种特殊表现）。 ===== 第二章：勘察与识别 (Investigation & Identification) ===== ==== 2.1 现场宏观识别 (Field Observation) ==== 在取样测试前，通过肉眼观察可以初步判断： * **地貌**：位于干旱、半干旱地区，具有直立边坡（黄土特征）。 * **结构**：土块中有明显的垂直节理或大孔隙（虫孔、根孔）。 * **简易试验**： * **崩解试验**：将干土块投入水中，若迅速冒气泡并崩解成松散沉淀，极可能有湿陷性。 * **手感**：天然状态下坚硬难捏碎，稍加水后迅速变软成泥。 ==== 2.2 室内试验指标 (Laboratory Testing) ==== 这是定量的关键。主要通过**双线法压缩试验**（Double Odometer Test）或**单线法**测定。 === 核心指标 1：湿陷系数 (δs) === 定义：单位厚度土层在一定压力下，浸水后的湿陷变形量。 δs = (hp - hp') / h0 * ''hp''：保持天然湿度，加压至 ''p'' 时的稳定高度。 * ''hp'''：加压至 ''p'' 后，浸水饱和后的稳定高度。 * ''h0''：土样原始高度。 **判定界限（中国规范）**： * ''δs < 0.015''：非湿陷性。 * ''δs ≥ 0.015''：湿陷性黄土。 * ''δs ≥ 0.023''：其他湿陷性土（如碎石土）。 === 核心指标 2：自重湿陷系数 (δzs) === 定义：土层仅在自身重力作用下，浸水发生的湿陷。 * **用途**：判定场地是“自重湿陷性场地”还是“非自重湿陷性场地”。 * **危害**：自重湿陷性场地更危险，因为不需要盖房子，只要漏水，地基自己就会下沉。 ===== 第三章：工程评价与分级 (Evaluation & Classification) ===== 在确定有湿陷性后，必须回答两个问题：**塌得有多厉害？** 和 **怎么个塌法？** ==== 3.1 湿陷类型判定 ==== * **非自重湿陷性场地**：土层受水浸湿后，自重下不沉，只有加上建筑物荷载才沉。 * //策略//：主要处理受压层。 * **自重湿陷性场地**：土层受水浸湿后，仅靠自重就会发生显著下沉。 * //策略//：必须消除全部湿陷性或穿透湿陷层。 ==== 3.2 湿陷等级划分 ==== 根据总湿陷量 (''Δs'') 进行分级（I级轻微 ~ IV级极严重）。 * **I级 (轻微)**：''Δs ≤ 300mm'' * **II级 (中等)**：''300mm < Δs ≤ 600mm'' * **III级 (严重)**：''600mm < Δs ≤ 800mm'' (部分规范界限) * **IV级 (极严重)**：''Δs > 800mm'' > **注意**：等级越高，地基处理的要求越严苛，防水措施越复杂。 ===== 第四章：地基处理与治理 (Treatment & Mitigation) ===== 治理湿陷性土的核心原则是六个字：**“治土、防水、结构”**。 ==== 4.1 治土：地基处理方法 (Ground Improvement) ==== 目的是消除湿陷性或提高承载力。 ^ 方法 ^ 适用范围 ^ 原理 ^ 优缺点 ^ | **垫层法 (Cushion)** | 浅层 (1~3m) | 挖除湿陷土，换填灰土/素土分层压实。 | **优**：简单、造价低。\\ **缺**：深度有限，深层湿陷未消除。 | | **强夯法 (Dynamic Compaction)** | 中深层 (3~10m) | 重锤高落，强力破坏大孔隙结构，使土密实。 | **优**：效果好、速度快。\\ **缺**：振动大，市区受限。 | | **挤密桩法 (Compaction Piles)** | 深层 (5~15m) | 打孔挤密周围土体，孔内填灰土捣实。 | **优**：横向挤密消除湿陷，可原土利用。\\ **缺**：施工工艺相对复杂。 | | **预浸水法 (Pre-wetting)** | 大面积自重湿陷场地 | 提前灌水让地基“先塌完”再建设。 | **优**：成本极低。\\ **缺**：工期极长（需数月至一年），易影响周边建筑。 | | **桩基础 (Pile Foundation)** | 高层建筑/重型结构 | 桩端穿透湿陷层，支撑在下部稳定土层。 | **优**：最安全可靠。\\ **缺**：造价高。**需考虑负摩阻力！** | > **关键点：负摩阻力 (Negative Skin Friction)** > 在自重湿陷性场地使用桩基时，桩周土下沉速度大于桩，土会像一只手一样把桩往下拉。设计时必须扣除这部分承载力，甚至将其计为荷载。 ==== 4.2 防水：水源隔绝 (Water Control) ==== 既然水是诱因，防水就是第一道防线。 * **基本措施**：加宽散水（坡度>3%）、排水沟防渗、管道柔性接口。 * **检漏设施**：重要管道设置检漏管沟，防止长期隐蔽漏水。 ==== 4.3 结构：增强刚度 (Structural Measures) ==== 假设地基还是沉了，结构要能扛得住不裂。 * **沉降缝**：将长建筑切成独立单元。 * **圈梁与构造柱**：加强整体性，形成“铁笼子”。 * **基础刚度**：优先采用筏板基础或箱型基础，调整不均匀沉降。 ===== 第五章：常见误区与专家建议 (Expert Tips) ===== ==== 5.1 误区警示 ==== - **“看着硬就是好土”**：这是最大的陷阱。湿陷性土在干燥时强度极高，甚至堪比软岩，千万不能被表象迷惑。 - **“只处理受力层”**：在自重湿陷性场地，如果只处理了上部受力层，下部未处理土层一旦浸水，依然会带着上面的房子一起下沉。 - **忽略管道漏水**：70%的湿陷事故是由生活用水管道破裂引起的，而非自然降雨。 ==== 5.2 规范查阅指南 ==== * **中国**：《湿陷性黄土地区建筑标准》 (GB 50025-2018) —— //这是最权威的黄土规范//。 * **中国**：《岩土工程勘察规范》 (GB 50021) —— //包含其他湿陷性土的规定//。 * **国际**：ASTM D5333 (Standard Test Method for Measurement of Collapse Potential of Soils). ===== 第六章：案例分析 (Case Study) ===== **案例背景**：某西北化工厂，地基为自重湿陷性黄土，厚度15米。 **事故**：投产3年后，车间一角突然下沉20cm，墙体开裂。 **原因分析**： - 车间旁边的排水沟年久失修，长期渗水。 - 建设时仅采用了浅层换填（3米），下部12米湿陷土未处理。 - 水渗入下部土层，引发自重湿陷。 **教训**： * 自重湿陷场地必须处理深层土或穿透。 * 化工类用水多的项目，防水等级应为最高级。 ===== 附录：速查表 ===== ^ 指标 ^ 符号 ^ 临界值 ^ 含义 ^ | 湿陷系数 | ''δs'' | ''≥ 0.015'' | 开始具备湿陷性 | | 自重湿陷系数 | ''δzs'' | ''≥ 0.015'' | 具备自重湿陷性 | | 湿陷起始压力 | ''Psh'' | - | 只有压力超过此值，遇水才塌 |