更新时间：2022-04-27 20:18
湿陷性黄土地基的湿陷特性，会对结构物带来不同程度的危害，使结构物大幅度沉降、开裂、倾斜，甚至严重影响其安全和使用。因此，在黄土地区修筑桥涵等结构物时，应对湿陷性黄土地基有可靠的判定方法和全面的认识，并采取正确的工程措施，防止或消除它的湿陷性，这个过程称为湿陷性黄土地基处理。
湿陷性黄土是黄土的一种，凡天然黄土在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著的湿陷变形，强度也随之降低的，称为湿陷性黄土。湿陷性黄土分为自重湿陷性和非自重湿陷性两种。自重湿陷性黄土在上覆土层自重应力下受水浸湿后，即发生湿陷；在自重应力下受水浸湿后不发生湿陷，需要在自重应力和由外荷引起的附加应力共同作用下，受水浸湿才发生湿陷的称为非自重湿陷性黄土。
黄土由于颗粒矿物成分、生成年代、环境以及成岩作用的原因和程度的不同，有湿陷性和非湿陷性之别。湿陷性黄土地基中，自重湿陷性黄土地基与非自重湿陷性黄土地基在湿陷量大小、承载能力等方面也有较大差别。不同地区的自重或非自重湿陷性黄土也因上述原因，湿陷性、湿陷敏感程度等都有明显不同。因此，对黄土是否属湿陷性应有统一的判定方法和标准，地基湿陷类型、湿陷程度也应评定正确、恰当。
湿陷性黄土除了具备黄土的一般特征如呈黄色或黄褐色，粒度成分以粉土颗粒为主，约占50%以上，具有肉眼可见的孔隙等外，它还呈松散多孔结构状态，孔隙比常在 1.0 以上，天然剖面上具有垂直节理，含水溶性盐（碳酸盐、硫酸盐类等）较多。垂直大孔性、松散多孔结构和遇水即降低或消失的土颗粒间的加固凝聚力（主要由水溶性盐在土颗粒间沉淀凝结而产生），是黄土发生湿陷的两个内部因素，而压力和水是外部条件。
黄土湿陷性的判定，国内外都采用湿陷系数δs 值来判定，δs 可通过室内浸水压缩试验测定。把保持天然含水量和结构的黄土土样，逐步加压，达到规定试验压力，土样压缩稳定后，进行浸水，使含水量接近饱和，此时土样迅速下沉，再次达到稳定，得到浸水后的土样高度h‘p，如右图1，由下式可求得土的湿陷系数δs
式中h0———土样的原始高度（cm）；
hp———保持天然湿度和天然结构的土样，加压至规定压力时，下沉稳定后的高度（cm）；
h'p———上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度（cm）。
测定湿陷系数δs 的压力，对于基础底面压力小于和等于300kPa的桥涵，自基底算起，10m以内的土层采用 200kPa，新近堆积黄土采用150kPa，10m以下至非湿陷性土层顶面，采用其上覆土的饱和自重土压力（当上覆土的饱和自重土压力大于300kPa时，仍采用300kPa）；对于基础底面压力大于300kPa的桥涵，应采用实际压力。当湿陷系数δs 等于或大于0.15时，为湿陷性黄土，否则为非湿陷性黄土。
黄土地区建筑场地的湿陷性类型按自重湿陷量Δzs判定。当自重湿陷量Δzs小于或等于7cm时，定为非自重湿陷性黄土场地，当Δzs大于7cm时，定为自重湿陷性黄土场地。
湿陷性黄土的自重湿陷量Δzs可按下式计算：
式中 Δzs———自重湿陷量（cm）；
δzsi———第i层土在上覆土的饱和（Sr≥0.85）自重压力下的自重湿陷系数；
hi———第i层土的厚度（cm）；
β0———因地区土质而异的修正系数，陇西地区取1.5，陇东和陕北地区取1.2，关中地区取0.7，其他地区取0.5。
自重湿陷量Δzs的累计自天然地面算起（当挖、填方的厚度和面积较大时，自设计地面算起），至其下全部湿陷性黄土层的底面为止，其中自重湿陷系数δzs小于0.015的土层可不计。
湿陷性黄土地基的湿陷等级，即地基土受水浸湿发生湿陷的程度，可以用地基内各土层湿陷下沉稳定后所发生湿陷量的总和（总湿陷量）来衡量，总湿陷量越大，对桥涵等结构物的危害性越大，其设计、施工和处理措施要求也应越高。基底以下地基的湿陷量Δs（cm）按下式计算：
式中δsi———自基底算起第i层土的湿陷系数；
hi———基底以下第i层土的厚度（cm）；
β———考虑地基土侧向挤出条件、浸水几率等因素的修正系数，基底下5m（或压缩层）深度内取1.5；5m（或压缩层）以下，非自重湿陷性黄土取β=0，自重湿陷性黄土地基可按β0取值。
基底以下地基的湿陷量Δs应自基础底面算起，对于非自重湿陷性黄土，累计至基底以下5m深度为止。对于自重湿陷性黄土处的大桥和特大桥，累计至非湿陷性土层顶面为止；对于其他桥涵，当基底以下自重湿陷性黄土厚度大于10m时，陇西、陇东、陕北、晋南、豫西地区的累计深度应不小于15m，其他地区应不小于10m，其中湿陷系数δs小于0.015的土层可不累计。湿陷性黄土地基的湿陷等级，应根据自重湿陷量Δzs和基底以下地基湿陷量Δs的大小按下表判定。
注：①当30cm<Δs≤50cm，7cm<Δzs≤30cm时，定为Ⅱ级；②当50cm<Δs≤60cm，30cm<△zs≤35cm时，定为Ⅲ级。
湿陷性黄土地基处理的目的是改善土的性质和结构，减小土的渗水性、压缩性，控制其湿陷性的发生，部分或全部消除它的湿陷性。在明确地基湿陷性黄土层的厚度、湿陷性类型、等级等后，应结合结构物的工程性质、施工条件和材料来源等，采取必要的措施，对地基进行处理，满足结构物在安全、使用方面的要求。
在黄土地区修筑结构物，应首先考虑选用非湿陷性黄土地基，它较经济、可靠。如确定基础在湿陷性黄土地基上，应尽量利用非自重湿陷性黄土地基，因为这种地基的处理要求，比自重湿陷性黄土地基低。
桥梁工程中，对较高的墩、台和超静定结构，应采用刚性扩大基础、桩基础或沉井基础等形式，并将基础底面设置到非湿陷性土层中；对一般结构的大中桥梁、重要的道路人工构造物，如属Ⅱ级非自重湿陷性地基或各级自重湿陷性黄土地基，也应将基础置于非湿陷性黄土层或对全部湿陷性黄土层进行处理并加强结构措施；如属Ⅰ级非自重湿陷性黄土也应对全部湿陷性黄土层进行处理或加强结构措施。小桥涵及其附属工程和一般道路人工构造物视地基湿陷程度，可对全部湿陷性土层进行处理，也可消除地基的部分湿陷性或仅采取结构措施。结构措施是指结构形式尽可能采用简支梁等对不均匀沉降不敏感的结构；加大基础刚度，使受力较均匀；对长度较大，体形复杂的结构物采用沉降缝将其分为若干独立单元等。
所谓对全部湿陷性黄土层进行处理，在非自重湿陷性黄土地基，应自基底处理至非湿陷性土层顶面（或压缩层下限），或者以土层的湿陷起始压力来控制处理厚度，即对地基持力层内，附加应力σh与上层土自重γh 之和，大于该处土的湿陷起始压力Phs范围内土层进行处理，如右图2；对自重湿陷性黄土地基是指全部湿陷性黄土层的厚度。湿陷起始压力是指湿陷性黄土地基在某一压力下，浸水后开始出现湿陷（一般指湿陷系数为0.015）时的压力值，如作用压力小于湿陷起始压力Phs，地基即使受水浸湿也不湿陷。
消除地基的部分湿陷性主要是处理基础底面以下适当深度的土层，因为这部分土层的湿陷量一般占总湿陷量的较大一部分，这样处理后，虽发生少部分湿陷也不致影响结构物的安全和使用。处理厚度视结构物类别，土的湿陷等级、厚度，基底压力大小而定，一般对非自重湿陷性黄土地基为1~3m，自重湿陷性黄土地基为2~5m。
常用的处理湿陷性黄土地基的方法有、素土桩挤密法、浸水处理等。可根据地基湿陷类型、等级、结构物要求等条件选用。
将基底以下湿陷性土层全部挖除或挖到预计的深度，然后用灰土（三分石灰七分土）或素土（就地挖出的黏性土）分层夯实回填，垫层厚度及尺寸计算方法同砂砾垫层，压力扩散角φ对灰土采用30°，对素土采用22°。垫层厚度一般为1.0~3.0m。它消除了垫层范围内土的湿陷性，减轻或避免了地基因附加应力产生的湿陷，如将地基持力层内σh+γh≥Phs的部分挖除，采用垫层，可以使地基的非自重湿陷消除。它施工简易，效果显著，是一种常用的地基浅层湿陷性处理或部分处理的方法。施工时必须保证工程质量，对回填的灰土、素土层，应控制其含水量和最大干密度，否则达不到预期效果。
重锤夯实法能消除浅层的湿陷性，如用15~40kN的重锤，落高2.5~4.5m，在最优含水量情况下，可消除在1.0~1.5m深度内土层的湿陷性。强夯法根据国内使用记录，在锤重100~200kN，自由下落高度10~20m，锤击两遍，可消除4~6m范围内土层的湿陷性。
两种方法均应事先在现场进行夯击试验，以确定为达到预期处理效果（一定深度内湿陷性的消除情况）所必需的夯点、锤击数、夯沉量等，以指导施工，保证质量。
用打入桩、冲钻或爆扩等方法在土中成孔，然后用石灰土或将石灰与粉煤灰混合分层夯填桩孔（少数也有用素土），用挤密的方法破坏黄土地基的松散、大孔结构，达到消除或减轻地基的湿陷性。此方法适用于消除5~10m深度内地基土的湿陷性。挤密桩的效果取决于土被挤密的程度，所采用的桩径、桩距应在现场用试验确定，要求地基土在挤密范围边缘上干密度应达到16.0kN/m3以上。采用挤密桩处理湿陷性黄土地基时，应在地基表层采取防水措施（如表层夯实等）。
自重湿陷性黄土地基利用其自重湿陷的特性，可在结构物修筑前，先将地基充分浸水，使其在自重作用下发生湿陷，然后再修筑。实践证明这样可以消除地表下数米以外黄土的自重湿陷性，地表数米以内的土层往往因压力偏低而仍有湿陷性，须再作处理。此外也应考虑预浸水后，附近地表可能产生开裂、下沉而产生的影响。
除以上的地基处理方法外，对既有桥涵等结构物地基的湿陷也可考虑采用硅化法等加固地基。湿陷性黄土地区的基坑均应以不透水性土夯实回填，结构物基础附近地面也应夯实整平，以防止地表水的积聚、渗入。