6-1 土方工程.doc

6 土方与基坑工程
6-1 土方工程
6-1-1 土的基本性质
土的基本性质与工程施工有关，在施工之前应详细了解，避免造成工程事故。
6-1-1-1 土的基本物理性质指标
土的基本物理性质指标见表6-1。
土的基本物理性质指标 表6-1
指标名称
符号
单位
物理意义
表达式
附注
密度
ρ
t/m3
单位体积土的质量，又称质量密度

由试验方法（一般用环刀法）直接测定
重度
γ
kN/m3
单位体积土所受的重力，又称重力密度

由试验方法测定后计算求得
相对密度
ds

土粒单位体积的质量与4℃时蒸馏水的密度之比

由试验方法（用比重瓶法）测定
干密度
ρd
t/m3
土的单位体积内颗粒的重量

由试验方法测定后计算求得
干重度
γd
kN/m3
土的单位体积内颗粒的重力

由试验方法直接测定
含水量
w
%
土中水的质量与颗粒质量之比

由试验方法（烘干法）测定
饱和密度
ρsat
t/m3
土中孔隙完全被水充满时土的密度

由计算求得
饱和重度
γsat
kN/m3
土中孔隙完全被水充满时土的重度

由计算求得
有效重度
γ'
kN/m3
在地下水位以下，土体受到水的浮力作用时土的重度，又称浮重度

由计算求得
孔隙比
e

土中孔隙体积与土粒体积之比

由计算求得
孔隙率
n
%
土中孔隙体积与土的体积之比

由计算求得
饱和度
Sr
%
土中水的体积与孔隙体积之比

由计算求得
注：表中：W——土的总重力（量）；Ws——土的固体颗粒的重力（量）；ρw——蒸馏水的密度，一般取ρw=1t/m3；γw——水的重度，近似取γw=10kN/m3；g——重力加速度，取g=10m/s2，其余符号意义见表6-1。
6-1-1-2 粘性土、砂土的性质指标
粘性土、砂土的性质指标见表6-2、表6-3。
粘性土的可塑性指标 表6-2
指标名称
符号
单位
物理意义
表达式
附注
塑限
wP
%
土由固态变到塑性状态时的分界含水量

由试验直接测定（通常用“搓条法”进行测定）
液限
wL
%
土由塑性状态变到流动状态时的分界含水量

由试验直接测定（通常由锥式液限仪来测定）
塑性指数
IP

液限与塑限之差
IP＝wL-wP
由计算求得。是进行粘土分类的重要指标
液性指标
IL

土的天然含水量与塑限之差对塑性指数之比

由计算求得。是判别粘性土软硬程度的指标
含水比
a

土的天然含水量与液限的比值
a＝w/wL
由计算求得
注：塑限现场简易测定方法：在土中逐渐加水，至能用手在毛玻璃上搓成土条，当土条搓到直径3mm时，恰好断裂，此时土条的含水量，即为塑限。
砂土的密实度指标 表6-3
指标名称
符号
单位
物理意义
试验方法
取土要求
最大干密度
ρdmax
t/m3
土在最紧密状态下的干质量
击实法
扰动土
最小干密度
ρdmin
t/m3
土在最松散状态下的干质量
注入法、量筒法
扰动土
6-1-1-3 土的力学性质指标
1．压缩系数
土的压缩性通常用压缩系数（或压缩模量）来表示，其值由原状土的压缩试验确定。
压缩系数按下式计算：
（6-1）
式中 1000——单位换算系数；
a——土的压缩系数（MPa-1）；
p1、p2——固结压力（kPa）：
e1、e2——相对应于p1、p2时的孔隙比。
评价地基压缩性时，按p1为100kPa，p2为200kPa，相应的压缩系数值以a1-2划分为低、中、高压缩性，并应按以下规定进行评价：
（1）当a1-2＜0.1MPa-1时，为低压缩性土；
（2）当0.1≤a1-2＜0.5MPa-1时，为中压缩性土；
（3）当a1-2≥0.5MPa-1时，为高压缩性土。
2．压缩模量
工程上也常用室内试验求压缩模量Es作为土的压缩性指标。压缩模量按下式计算：
（6-2）
式中 Es——土的压缩模量（MPa）；
e0——土的天然（自重压力下）孔隙比；
a——从土的自重应力至土的自重加附加应力段的压缩系数（MPa-1）。
用压缩模量划分压缩性等级和评价土的压缩性可按表6-4规定。
地基土按Es值划分压缩性等级的规定 表6-4
室内压缩模量Es（MPa）
压缩等级
＜2
特高压缩性
2~4
高压缩性
4.1~7.5
中高压缩性
7.6~11
中压缩性
11.1~15
中低压缩性
＞15
低压缩性
3．抗剪强度
土在外力作用下抵抗剪切滑动的极限强度，一般用室内直剪、原位直剪、三轴剪切试验、十字板剪切试验、野外标准贯入、动力触探、静力触探等试验方法进行测定。它是评价地基承载力、边坡稳定性、计算土压力的重要指标。
（1）抗剪强度计算
土的抗剪强度一般按下式计算：
τf＝σ·tgφ＋c （6-3）
式中 τf——土的抗剪强度（kPa ）；
σ——作用于剪切面上的法向应力（kPa）；
φ——土的内摩擦角（°），剪切试验法向应力与剪应力曲线的切线倾斜角；
c——土的粘聚力（kPa），剪切试验中土的法向应力为零时的抗剪强度，砂类土c＝0。
（2）土的内摩擦角φ和粘聚力c的求法
同一土样切取不少于4个环刀进行不同垂直压力作用下的剪力试验后，用相同的比例尺在坐标纸上绘制抗剪强度τ与法向应力σ的相关直线，直线交τ值的截距却为土的粘聚力c，砂土的c=0，直线的倾斜角即为土的内摩擦角切，见图6-1。

图6-1 抗剪强度与法向应力的关系曲线
（a）粘性土；（b）砂土
4．土的力学性质指标的经验参考数据（表6-5、表6-6）
粘性土力学性质指标的经验数据 表6-5
土类
孔隙比
e
液性指数
IL
含水量
w
（%）
液限
wL
（%）
塑性指数
IP
承载力
f
（MPa）
压缩模量
Es
（MPa）
粘聚力
c
（kPa）
内摩擦角
φ
（°）
一般粘性土
0.55~1.0
0~1.0
15~30
25~45
5~20
100~450
4~15
10~50
15~22
新近代粘性土
0.7~1.2
0.25~1.2
24~36
30~45
6~18
80~140
2~7.5
10~20
7~15
淤泥或淤泥质土
沿海
1~2.0
＞1.0
36~70
30~65
10~25
4~10
10~50
5~15
4~10
内陆
5~11
20~50
山区
3~8
10~60
红粘土
1.0~1.9
0~0.4
30~50
50~90
＞17
10~32
50~160
30~80
5~10
土的力学指标经验数据范围参考值 表6-6
土类
孔隙比
e
天然含水量
w
（%）
塑限含水量
wP
（%）
重度
γ
（kN/m3）
粘聚力
c
（kPa）
内摩擦角
φ
（°）
变形模量
E0
（MPa）
砂土
粗砂
0.4~0.5
15~18

20.5
0
42
46
0.5~0.6
19~22

19.5
0
40
40
0.6~0.7
23~25

19.0
0
38
33
中砂
0.4~0.5
15~18

20.5
0
40
46
0.5~0.6
19~22

19.5
0
38
40
0.6~0.7
23~25

19.0
0
35
33
细砂
0.4~0.5
15~18

20.5
0
38
37
0.5~0.6
19~22

19.5
0
36
28
0.6~0.7
23~25

19.0
0
32
24
粉砂
0.4~0.5
15~18

20.5
5
36
14
0.5~0.6
19~22

19.5
3
34
12
0.6~0.7
23~25

19.0
2
28
10
粘性土
粉土
0.4~0.5
15~18
＜9.4
21.0
6
30
18
0.5~0.6
19~22
20.0
5
28
14
0.6~0.7
23~25
19.5
2
27
11
0.4~0.5
15~18
9.5~12.4
21.0
7
25
23
0.5~0.6
19~22
20.0
5
24
16
0.6~0.7
23~25
19.5
3
23
13
粘质粘土
0.4~0.5
15~18
12.5~15.4
21.0
25
24
45
0.5~0.6
19~22
20.0
15
23
21
0.7~0.8
26~29
19.0
5
21
12
0.5~0.6
19~22
15.5~18.4
20.0
35
22
39
0.7~0.8
26~29
19.0
10
20
15
0.9~1.0
35~40
18.0
5
18
8
0.6~0.7
23~25
18.5~22.4
19.5
40
20
33
0.7~0.8
26~29
19.0
25
19
19
0.9~1.0
35~40
18.0
10
17
9
粘土
0.7~0.8
26~29
22.5~26.4
19.0
60
18
28
0.9~1.1
35~40
17.5
25
16
11
0.8~0.9
30~34
26.5~30.4
18.5
65
16
24
0.9~1.1
35~40
17.5
35
16
14
6-1-2 土的基本分类
6-1-2-1 岩石
岩石按坚硬程度分类见表6-7；按岩体完整程度划分见表6-8。
岩石坚硬程度的定性划分 表6-7
类别
饱和单轴抗压强
度标准值frk（MPa）
定性鉴定
代表性岩石
硬质岩
坚硬岩
frk＞60
锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎；
基本无吸水反应
未风化~微风化的花岗岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英岩、硅质砾岩、石英砂岩、硅质石灰岩等
较硬岩
60≥frk＞30
锤击声较清脆，有轻微回弹，稍震手，较难击碎；有轻微吸水反应
1．微风化的坚硬岩；
2．未风化~微风化的大理岩、板岩、石灰岩、钙质砂岩等
软质岩
较软岩
30≥frk＞15
锤击声不清脆，无回弹，较易击碎；
指甲可刻出印痕
1．中风化的坚硬岩和较硬岩；
2．未风化~微风化的凝灰岩、千枚岩、砂质泥岩、泥灰岩等
软岩
15≥frk＞5
锤击声哑，无回弹，有凹痕，易击碎；
浸水后，可捏成团
1．强风化的坚硬岩和较硬岩；
2．中风化的较软岩；
3．未风化~微风化的泥质砂岩、泥岩等
极软岩
frk≤<5
锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，手可捏碎；
浸水后，可捏成团
1．风化的软岩；
2．全风化的各种岩石；
3．各种半成岩
岩体完整程度的划分 表6-8
类别
完整性指数
结构面组数
控制性结构面平均间距（m）
代表性结构类型
完整
＞0.75
1~2
＞1.0
整状结构
较完整
0.75~0.55
2~3
0.4~1.0
块状结构
较破碎
0.55~0.35
＞3
0.2~0.4
镶嵌状结构
破碎
0.35~0.15
＞3
＜0.2
碎裂状结构
极破碎
＜0.15
无序
-
散体状结构
注：完整性指数为岩体纵波波速与岩块纵波波速之比的二次方。选定岩体、岩块测定波速时应有代表性。
6-1-2-2 碎石土
碎石土的分类见表6-9；碎石土的密实度分为松散、稍密、中密、密实，见表6-10。
碎石土分类 表6-9
土的名称
颗粒形状
颗粒级配
漂石
圆形及亚圆形为主
粒径大于20mm的颗粒超过全重50%
块石
棱角形为主
卵石
圆形及亚圆形为主
粒径大于20mm的颗粒超过全重50%
碎石
棱角形为主
圆砾
圆形及亚圆形为主
粒径大于2mm的颗粒超过全重50%
角砾
棱角形为主
注：分类时应根据粒组含量由大到小以最先符合者确定。
碎石土的密实度 表6-10
重型圆锥动力触探锤击数N63.5
密实度
N63.5≤5
松散
5＜N63.5≤10
稍密
10＜N63.5≤20
中密
N63.5＞20
密实
注：1．本表适用于平均粒径小于等于50mm且最大粒径不超过100mm的卵石、碎石、圆砾、角砾。对于平均粒径大于50mm或最大粒径大于100mm的碎石土，可按表6-19鉴别其密实度。
2．表内N63.5为经综合修正后的平均值。
6-1-2-3 砂土
砂土的分类见表6-11；砂土的密实度分为松散、稍密、中密、密实见表6-12。
砂土分类表 表6-11
土的名称
颗粒级配
砾砂
粒径大于2mm的颗粒占全重25%~50%
粗砂
粒径大于0.5mm的颗粒超过全重50%
中砂
粒径大于0.25mm的颗粒超过全重50%
细砂
粒径大于0.074mm的颗粒超过全重85%
粉砂
粒径大于0.074mm的颗粒不超过全重50%
注：分类时应根据粒组含量由大到小以最先符合者确定。
砂土的密实度 表6-12
松散
稍密
中密
密实
N≤10
10＜N≤15
10＜N≤30
N＞30
注：N为标准贯入试验锤击数。
6-1-2-4 粘性土
粘性土按塑性指数分类见表6-13；按液性指数分类见表6-1。
粘性土按塑性指数IP分类 表6-13
粘性土的分类名称
粘土
粉质粘土
塑性指数IP
IP＞17
10＜IP≤17
注：1．塑性指数由相应76g圆锥体沉入土样中深度为10mm时测定的液限计算而得；
2．IP＜10的土，称粉土（少粘性土）；粉土又分粘质粉土（粉粒＞0.05mm不到50%，IP＜10）、砂质粉土（粉粒＞0.5mm占50%以上，IP＜10）。
粘性土的状态按液性指数IL分类 表6-14
塑注状态
坚硬
硬塑
可塑
软塑
流塑
液性指数IL
IL≤0
0＜IL≤0.25
0.25＜IL≤10.75
0.75＜IL≤1
IL＞1
6-1-3 土的工程分类与性质
6-1-3-1 土的工程分类
土的工程分类见表6-15。
土的工程分类 表6-15
土的分类
土的级别
土的名称
坚实系数f
密度（t/m3）
开挖方法及工具
一类土
（松软土）
I
砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植土、淤泥（泥炭）
0.5~0.6
0.6~1.5
用锹、锄头挖掘，少许用脚蹬
二类土
（普通土）
II
粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；粉土混卵（碎）石；种植土、填土
0.6~0.8
1.1~1.6
用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松
三类土
（坚土）
III
软及中等密实粘土；重粉质粘土、砾石土；干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉质粘土；压实的填土
0.8~1.0
1.75~1.9
主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍
四类土
（砂砾坚土）
IV
坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石卵石的中等密实的粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软泥灰岩
1.0~1.5
1.9
整个先用镐、撬棍，后用锹挖掘，部分用楔子及大锤
五类土
（软石）
V~VI
硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白奎土；胶结不紧的砾岩；软石灰及贝壳石灰石
1.5~4.0
1.1~2.7
用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法
六类土
（次坚石）
VII~IX
泥岩、砂岩、砾岩；坚实的页岩、泥灰岩，密实的石灰岩；风化花岗岩、片麻岩及正长岩
4.0~10.0
2.2~2.9
用爆破方法开挖，部分用风镐
七类土
（坚石）
X~XIII
大理石；辉绿岩；粉岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；微风化安山岩；玄武岩
10.0~18.0
2.5~3.1
用爆破方法开挖
八类土
（特坚石）
XIV~XVI
安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、粉岩、角闪岩
18.0~25.0以上
2.7~3.3
用爆破方法开挖
注：1．土的级别为相当于一般16级土石分类级别；
2．坚实系数f为相当于普氏岩石强度系数。
6-1-3-2 土的工程性质
1．土的可松性
土的可松性是土经挖掘以后，组织破坏，体积增加的性质，以后虽经回填压实，仍不能恢复成原来的体积。土的可松性程度一般以可松性系数表示（表6-16），它是挖填土方时，计算土方机械生产率、回填土方量、运输机具数量、进行场地平整规划竖向设计、土方平衡调配的重要参数。
各种土的可松性参考数值 表6-16
土的类别
体积增加百分比（%）
可松性系数
最初
最终
KP
K'P
一类（种植土除外）
8~17
1~2.5
1.08~1.17
1.01~1.03
一类（植物性土、泥炭）
20~30
3~4
1.20~1.30
1.03~1.04
二类
14~28
1.5~5
1.14~1.28
1.02~1.05
三类
24~30
4~7
1.24~1.30
1.04~1.07
四类（泥灰岩、蛋白石除外）
26~32
6~9
1.26~1.32
1.06~1.09
四类（泥灰岩、蛋白石）
33~37
11~15
1.33~1.37
1.11~1.15
五~七类
30~45
10~20
1.30~1.45
1.10~1.20
八类
45~50
20~30
1.45~1.50
1.20~1.30
注：最初体积增加百分比；最后体积增加百分比
KP——为最初可松性系数，KP＝V2/V1；
K'P——为最终可松性系数，K'P＝V3/V1；
V1——开挖前土的自然体积；
V2——开挖后土的松散体积；
V3——运至填方处压实后之体积。
2．土的压缩性
取土回填或移挖作填，松土经运输、填压以后，均会压缩，一般土的压缩性以土的压缩率表示，见表6-17。
土的压缩率P的参考值 表6-17
土的类别
土的名称
土的压缩率
每m3松散土压实后的体积（m3）
一~二类土
种植土
20%
0.80
一般土
10%
0.90
砂土
5%
0.95
三类土
天然湿度黄土
12%~17%
0.85
一般土
5%
0.95
干燥坚实黄士
5%~7%
0.94
一般可按填方截面增加10%~20%方数考虑。
3．土的休止角
土的休止角（安息角）是指在某一状态下的土体可以稳定的坡度，一般土的坡度值如表6-18所示。
土的休止角 表6-18
土的名称
干土
湿润土
潮湿土
角度（°）
高度与底宽比
角度（°）
高度与底宽比
角度（°）
高度与底宽比
砾石
40
1：1.25
40
1：1.25
35
1：1.50
卵石
35
1：1.50
45
1：1.00
25
1：2.75
粗砂
30
1：1.75
35
1：1.50
27
1：2.00
中砂
28
1：2.00
35
1：1.50
25
1：2.25
细砂
25
1：2.25
30
1：1.75
20
1：2.75
重粘土
45
1：1.00
35
1：1.50
15
1：3.75
粉质粘土、轻粘土
50
1：1.75
40
1：1.25
30
1：1.75
粉土
40
1：1.25
30
1：1.75
20
1：2.75
腐殖土
40
1：1.25
35
1：1.50
25
1：2.25
填方的土
35
1：1.50
45
1：1.00
27
1：2.00
6-1-4 土的现场鉴别方法
6-1-4-1 碎石土的现场鉴别
碎石土的现场鉴别见表6-19。
碎石土密实度现场鉴别方法 表6-19
密实度
骨架颗粒含量和排列
可挖性
可钻性
密实
骨架颗粒含量大于总重的70%，呈交错排列，连续接触
锹镐挖掘困难，用撬棍方能松动，井壁一般较稳定
钻进极困难，冲击钻探时，钻杆、吊锤跳动剧烈，孔壁较稳定
中密
骨架颗粒含量等于总重的60%~70%，呈交错排列，大部分接触
锹镐可挖掘，井壁有掉块现象，从井壁取出大颗粒处，能保持颗粒凹面形状
钻进较困难，冲击钻探时，钻杆、吊锤跳动不剧烈，孔壁有坍塌现象
稍密
骨架颗粒含量等于总重的55%~60%，排列混乱大部分不接触
锹可以挖掘，井壁易坍塌，从井壁取出大颗粒后砂土立即坍落
钻进较容易，冲击钻探时，钻杆稍有跳动，孔壁易坍塌
松散
骨架颗粒含量小于总重的55%，排列十分混乱绝大部分不接触
锹易挖掘，井壁极易坍塌
钻进很容易，冲击钻探时，钻杆无跳动，孔壁极易坍塌
注：1．骨架颗粒系指与表6-9相对应粒径的颗粒。
2．碎石土的密实度应按表列各项要求综合确定。
6-1-4-2 粘性土等的现场鉴别
粘性土的现场鉴别见表6-20。
粘性土的现场鉴别方法 表6-20
土的名称
湿润时用刀切
湿土用手捻摸时的感觉
土的状态
湿土搓条情况
干土
湿土
粘土
切面光滑，有粘刀阻力
有滑腻感，感觉不到有砂粒，水分较大，很粘手
土块坚硬，用锤才能打碎
易粘着物体，干燥后不易剥去
塑性大，能搓成直径小于0.5mm的长条（长度不短于手掌），手持一端不易断裂
粉质粘土
稍有光滑面，切面平整
稍有滑腻感，有粘滞感，感觉到有少量砂粘
土块用力可压碎
能粘着物体，干燥后较易剥去
有塑性，能搓成直径为2~3mm的土条
粉土
无光滑面，切面稍粗糙
有轻微粘滞感或无粘滞感，感觉到有砂粒较多、粗糙
土块用手捏或抛扔时易碎
不易粘着物体，干燥后一碰就掉
塑性小，能搓成直径为2~3mm的短条
砂土
无光滑面，切面粗糙
无粘滞感，感觉到全是砂粒、粗糙
松散
不能粘着物体
无塑性，不能搓成土条
人工填土、淤泥、黄土、泥炭的现场鉴别见表6-21。
人工填土、淤泥、黄土、泥炭的现场鉴别方法 表6-21
土的名称
观察颜色
夹杂物质
形状（构造）
浸入水中的现象
湿土搓条情况
干燥后强度
人工填土
无固定颜色
砖瓦碎块、垃圾、炉灰等
夹杂物显露于外，构造无规律
大部分变为稀软淤泥，其余部分为碎瓦、炉渣，在水中单独出现
一般能搓成3mm土条，但易断，遇有杂质甚多时，就不能搓条
干燥后部分杂质脱落，故无定形，稍微施加压力即行破碎
淤泥
灰黑色有臭味
池沼中有半腐朽的细小动植物遗体，如草根、小螺壳等
夹杂物经仔细观察可以发觉，构造常呈层状，但有时不明显
外观无显著变化，在水面出现气泡
一般淤泥质土接近于粉土，故能搓成3mm土条（长至少30mm），容易断裂
干燥后体积显著收缩，强度不大，锤击时呈粉末状，用手指能捻碎
黄土
黄褐两色的混合色
有白色粉末出现在纹理之中
夹杂物质常清晰显见，构造上有垂直大孔（肉眼可见）
即行崩散而分成散的颗粒集团，在水面上出现很多白色液体
搓条情况与正常的粉质粘土类似
一般黄土相当于粉质粘土，干燥后的强度很高，手指不易捻碎
泥炭
（腐殖土）
深灰或黑色
有半腐朽的动植物遗体，其含量超过60%
夹杂物有时可见，构造无规律
极易崩碎，变为稀软淤泥，其余部分为植物根、动物残体渣滓悬浮于水中
一般能搓成1~3mm土条，但残渣甚多时，仅能搓成3mm以上土条
干燥后大量收缩，部分杂质脱落，故有时无定形
6-1-5 特殊土
6-1-5-1 湿陷性黄土
凡天然黄土在上覆土的自重应力作用下，或在上覆土自重应力和附加应力共同作用下，受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉的黄土，称湿陷性黄土。湿陷性黄土广泛分布于我国甘肃、陕西、黑龙江、吉林、内蒙、山东、河北、河南、山西、宁夏、青海和新疆等地。
1．湿陷性黄土的特征
湿陷性黄土，又称大孔土，与其他黄土同属于粘性土，它具有以下特征：
（1）在天然状态下，具有肉眼能看见的大孔隙，孔隙比一般大于1，并常有由于生物作用所形成的管状孔隙，天然剖面呈竖直节理。
（2）颜色在干燥时呈淡黄色，稍湿时呈黄色，湿润时呈褐黄色。
（3）土中含有石英、高岭石成分，含盐量大于0.3%，有时含有石灰质结核（通常称为“礓石”）。
（4）透水性较强，土样浸入水中后，很快崩解，同时有气泡冒出水面。
（5）土在干燥状态下，有较高的强度和较小的压缩性，土质垂直方向分布的小管道几乎能保持竖立的边坡，但在遇水后，土的结构迅速破坏发生显著的附加下沉（这种下沉通常叫湿陷），产生严重湿陷。
湿陷性黄土按湿陷性质的不同又分非自重湿陷性黄土和自重湿陷性黄土两种。
2．黄土湿陷性的判定
黄土的湿陷性，应按室内压缩试验，在一定压力下测定的湿陷系数δs来判定。
根据黄土的湿陷系数的大小，可按表6-22确定湿陷性黄土地基的类别。
黄土的湿陷性判别 表6-22
类别
非湿陷性黄土
湿陷性黄土
湿陷系数
δs＜0.015
δs≥0.015
3．湿陷性黄土场地的自重湿陷性判定
一般根据计算自重湿陷量△zs（cm）并结合场地地质条件和当地建筑经验综合判定。根据计算的△zs值，可按表6-23确定黄土场地的湿陷性类别。
黄土的自重湿陷性场地判定 表6-23
类别
非自重湿陷性场地
自重湿陷比场地
计算自重湿陷量
△zs≤7cm
△zs＞7cm
4．湿陷性等级的划分
湿陷性黄土地基的湿陷等级，可根据基底下各土层累计的总湿陷量△s（cm）和计算自重湿陷量△zs（cm）的大小等因素按表6-24判定。
湿陷性黄土地基的湿陷等级 表6-24
湿陷类型
计算自重湿陷量（cm）
非自重湿陷性场地
自重湿陷性场地

总湿陷量△s（cm）
△s＜7
7＜△zs＜35
△zs＞35
△s＜30
I（轻微）
II（中等）
-
30＜△s＜60
II（中等）
II或III
III（严重）
△s＞60
-
III（严重）
IV（很严重）
注：1．当总湿陷量30cm＜△s＜50cm，计算自重湿陷量7cm＜△zs＜30mm时，可判为II级；
2．当总湿陷量△s＞50cm，计算自重湿陷量△zs＞30cm时，可判为III级。
5．湿陷性黄土地基防治措施
（1）建筑结构措施
1）在山前斜坡地带，建筑物宜沿等高线布置，填方厚度不宜过大；散水坡宜用混凝土，宽度不宜小于1.5m，其下应设15cm厚的灰土或30cm厚的炉渣垫层，其宽宜超过散水50cm，散水每隔6~10m设一条伸缩缝；
2）选择适应不均匀沉降的结构和基础类型（如框架结构和墩式基础）；
3）加强建筑物的整体刚度，如控制长度比在3以内，设置沉降缝，增设横墙、钢筋混凝土圈梁等；
4）局部加强构件和砌体强度，底层窗台下设置钢筋砖带（一般用3φ8），底层横墙与纵墙交接处用钢筋拉结，宽大于1m的门窗设钢筋混凝土过梁等，以提高建筑物的整体刚度和抵抗沉降变形的能力，保证正常使用。
（2）地基处理
1）垫层法
将基础下的湿陷性土层全部或部分挖出，然后用黄土（或2：8、3：7灰土），经过筛后，在最优含水量状态下分层回填夯实或压实；垫层厚度约为1.0~2.0倍基础宽度，控制土的干密度不小于1.6t/m3，它能消除一定深度内（一般为1~3m）土的湿陷变形，改善土的工程性质，增强地基的防水效果，费用较低。适于地下水位以上进行局部或整片的处理。
2）重锤夯实法
将2~3t重锤，提到一定高度（4~6m），自由下落，一夯挨一夯如此重复夯打，使土的密度增加，减小或消除地基的湿陷变形，一般能消除1.0~2m厚土层的湿陷性。适于地下水位以上，饱和度Sr＜60%的湿陷性黄土进行局部或整片的处理。
3）强夯法
用8t以上的重锤，从10m以上高度自由下落，强力夯击土体。一般锤重10~12t，落距10~18m时，可消除3~6m深土层的湿陷性，并提高地基的承载能力。适于饱和度Sr＜60%的湿陷性黄土深层局部或整片的处理。
4）挤密法
是用机械（人工或爆扩）成孔的方法，将钢管打入土中，拔出钢管后在孔内填充素土或灰土，分层夯实，要求密实度不低于0.95。通过桩的挤密作用改善桩周土的物理力学性能，基本上可消除桩深度范围内黄土的湿陷性。处理深度一般可达5~10m，造价低。适于地下水位以上局部或整片的处理。
5）预浸水法
利用黄土浸水后自重湿陷的特性，在施工前挖坑进行大面积浸水，水深不小于30cm，使土体产生自重湿陷，其稳定标准为最后5d的平均湿陷量小于5mm，从而达到消除黄土的湿陷性。本法需要足够水量，处理时间较长（约3~6个月），同时应注意浸水对附近建筑物和场地边坡稳定性的影响，要求其间距不小于30m。处理后还应进行专门性的勘察工作，重新评定湿陷等级，并采取相应的设计措施。适于III、IV级自重湿陷性场地6m以下的处理，6m以上尚应采用垫层等方法处理，可处理土层厚度大于10m，自重湿陷量Δzs≥50cm的场地。
6）灌筑（预制）桩基础
将桩穿透厚度较大的湿陷性黄土层，使桩尖（头）落于承载力较高的非湿陷性黄土层上，荷重通过桩身和桩尖（扩大头）传到非湿陷性黄土层中。桩的长度和入土深度以及桩的承载力，应通过荷载试验或根据当地经验确定。处理深30m以内。采用桩基需消耗材料较多，费用一般较贵。适于基础荷载大，有可靠的持力层的处理。
（3）防水措施
1）做好总体的平面和竖向设主及防洪设施，保证场地排水畅通；
2）保证水池或管道与建筑物有足够的防护距离，防止管网和水池、生活用水渗漏；
3）做好屋面排水和地坪的防水措施。
（4）施工措施
1）合理安排施工程序，先施工地下工程，后施工地上工程；对体型复杂的建筑物，先施工深、重、高的部分，后施工浅、轻、低的部分；敷设管道时，先施工防洪、排水管道，并保证其畅通；
2）临时防洪沟、水池、洗料场等应距建筑物外墙不小于12m，在自重湿陷性黄土场地不宜小于25m，严防地面水流入基坑或基槽内；
3）基础施工完毕，应用素土在基础周围分层回填夯实，至散水垫层底面或室内地坪垫层底面止，其压实系数不得小于0.9；
4）屋面施工完毕，应及时安装夭沟、水落管和雨水管道等，将雨水引至室外排水系统。
6-1-5-2 膨胀土
膨胀土是指粘粒成分主要由亲水性矿物组成，具有明显的吸水膨胀和失水收缩性能的高塑性粘土。多分布于我国湖北、广西、云南、贵州、河北、山东、陕西、江苏、四川、安徽、河南等地。这种土的强度较高，压缩性很小，并有较强烈的胀缩和反复胀缩变形的特点，性质极不稳定，故也称胀缩性土。
1．膨胀土的特征和判别
一般以根据野外特征，结合室内试验指标及建筑物的破坏特点进行综合判别的方法来定，其主要特征为：
（1）多出现于二级及二级以上河谷阶地、垅岗、山梁、斜坡、山前丘陵和盆池边缘，地形坡度平缓，无明显自然陡坎。
（2）在自然条件下，土的结构致密，多呈硬塑或坚硬状态；具有黄红、褐、棕红、灰白或灰绿等色；裂隙较发育，有竖向、斜交和水平三种，隙面光滑，有时可见擦痕，裂隙中常充填灰绿灰白色粘土，土被浸湿后裂隙回缩变窄或闭合。
（3）自由膨胀率≥40%；天然含水量接近塑限，塑性指数大于17，多数在22~35之间；液性指数小于零；天然孔隙比变化范围在0.5~0.8之间。
（4）土中成分含有较多亲水性强的蒙脱石、多水高岭石、伊利石（水云母）和硫化铁、蛙石等，有明显的湿胀干缩效应，暴露在空气中，易干缩龟裂。
（5）低层建筑物成群开裂，裂缝上大下小，常见于角端及横隔墙上，并随季节变化而变化或闭合。
2．膨胀土地基的膨缩潜势和等级
（1）膨胀土的膨胀潜势
膨胀土的膨胀潜势可按表6-25分为三类。
膨胀土的膨胀潜势分类 表6-25
自由膨胀率（%）
膨胀潜势
40＜δef＜65
弱
65＜δef＜90
中
δef＞90
强
注：自由膨胀率（δef）由人工制备的烘干土，在水中增加的体积与原体积之比按下式计算：
（6-4）
式中 Vw——土样在水中膨胀稳定后的体积（mL）；
V0——土样原有体积（mL）。
（2）膨胀土地基的胀缩等级
根据地基的膨胀、收缩变形对低层砖混房屋的影响程度，地基的膨胀等级，可按表6-26分为3级。
膨胀土地基的胀缩等级 表6-26
地基分级变形量sc（mm）
级别
破坏程度
15＜sc＜35
I
轻微
35＜sc＜70
II
中等
sc＞70
III
严重
注：计算分级变形量时，膨胀率的压力取50kPa。
3．膨胀土对建筑物的危害
膨胀土有受水浸湿后膨胀，失水后收缩的特性，故在其上的建筑物随季节变化而反复产生不均匀的升降，可高达10cm，使建筑物受到破坏。这种破坏，使建筑物产生大量竖向裂缝，端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝，内外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等；地坪上胀隆起，出现纵向长条和网格状裂缝，使建筑物开裂和损坏。一般成群出现，尤以对低层平房带来极大的危害，往往不易修复。
4．膨胀土地基防治措施
（1）建筑措施
1）选择场地条件简单、没有陡坎、地裂、冲沟不发育、地质分层均匀的有利地段设置建（构）筑物。
2）建筑物体型力求简单，不要过长，并尽可能依山就势平行等高线布置，保持自然地形，避免大挖大填。
3）山梁处、建筑平面转折部位和高度（荷重）有显著差异部位、建筑结构类型（或基础）不同部位，适当设置沉降缝分隔开，减少膨胀的不均匀性。
4）房屋四周场地种植草皮及蒸发量小的树种、花种或松柏等针叶树，减少水分蒸发。较大树种宜远离建筑物8m以外，以避免水的集中。
（2）结构措施
1）基础适当埋深（＞1.0m）或设置地下室，以减少膨胀土层厚度，增加基础自重，使作用于土层的压力大于膨胀土的上举力，或采用墩式基础以增加基础附加荷重。或采用灌筑桩穿透膨胀土层，并抵抗膨胀力。
2）采用对地基沉降不大敏感的结构，加强上部结构刚度，如设置地梁、圈梁，在角端和内外墙连接处设置水平钢筋加强连接等。控制同一建筑地基土的分级变形量之差不大于35mm。
（3）地基处理措施
采用换土、砂土垫层、土性改良等方法。换土系将膨胀土层部分或全部挖土，采用非膨胀土或灰土置换，换土厚度应通过变形计算确定。平坦场地上I、II级膨胀土的地基处理，宜采用砂、碎石垫层，垫层厚度不应小于300mm；垫层宽度应大于基底宽度。
（4）防水保湿措施
1）在建筑物周围做好地表防水、排水设施，如渗、排水沟等，沟底应作防水处理，以防下渗，尽量避免采用挖土明沟；散水坡适当加宽（可做成1.2~1.5m），其下做砂或炉渣垫层，并设隔水层，防止地表水向地基渗透；
2）对室内炉、窑、暖气沟等采取隔热措施，如做300mm厚的炉渣垫层，防止地基水分过多散失；
3）管道距建筑物外墙、基础外缘距离不少于3m；同时严防埋设的管道漏水，使地基尽量保持原有天然湿度；
4）屋面排水宜采用外排水。排水量较大时，应采用雨水明沟或管道排水。
（5）施工措施
1）合理安排施工程序，先施工室外道路、排水沟、防洪沟、截水沟等工程，疏通现场排水，避免建（构）筑物附近场地积