工程巖土的防護(hù)與病害處治-黃土的防治

黃土的防治黃土

黃土是以粉粒為主，含碳酸鹽，具大孔隙，質(zhì)地均一，無(wú)明顯層理而有顯著垂直節(jié)理的黃色陸相沉積物，在干旱氣候條件下形成，一般分布在沙漠下風(fēng)處。黃土黃土（一）黃土的特征1姜石1．含各種可溶鹽，主要富含碳酸鈣，含量達(dá)10%-30%，對(duì)黃土顆粒有一定的膠結(jié)作用，常以鈣質(zhì)結(jié)核的形式存在，又稱姜石。2．結(jié)構(gòu)疏松，孔隙多且大，孔隙度達(dá)33%-64%，肉眼可見蟲孔、植物根孔等。黃土（一）黃土的特征1姜石3．顏色為淡黃、褐黃和灰黃色。4．以粉土顆粒（0.0075mm-0.005mm）為主，約占60%-70%。黃土（一）黃土的特征1姜石5．無(wú)層理，具柱狀節(jié)理和垂直節(jié)理，天然條件下穩(wěn)定邊坡近直立。6．具有濕陷性。只具備部分特征的黃土稱為黃狀土。

黃土（二）黃土的分類根據(jù)黃土形成的地質(zhì)年代和成因上的不同，可以將黃土分成以下類型。砂黃土全新世Q4風(fēng)積黃土分布在黃土高原平坦的頂部和山坡上，厚度大，質(zhì)地均勻，無(wú)層理。新黃土晚更新期Q3坡積黃土多分布在山坡坡腳及斜坡上，厚度不均，基巖出露區(qū)常夾有基巖碎屑。老黃土中更新期Q2殘積黃土多分布在基巖山地上部，由表層黃土及基巖風(fēng)化而成。洪積黃土主要分布在山前溝口地帶，一般有不規(guī)則的層理，厚度不大。紅色黃土早更新期Q1沖積黃土主要分布在大河的階地上，如黃河及其支流的階地上。階地越高，黃土厚度越大，具有明顯層理，常夾有粉砂、粘土、砂卵石等，大河階地下部常有厚數(shù)米及數(shù)十米的砂卵石層黃土（三）黃土的工程性質(zhì)1.黃土的壓縮性土的壓縮性用壓縮系數(shù)a表示：a＜0.1MPa-1

低壓縮性土；a＝0.1-0.5MPa-1中壓縮性土；a＞0.5MPa-1高壓縮性土。黃土多為中壓縮性土；近代黃土為高壓縮性土；老黃土壓縮性較低。2.黃土的抗剪強(qiáng)度：一般黃土的內(nèi)摩擦角Φ＝15°-25°，黏聚力c＝30-40KPa，抗剪強(qiáng)度中等。黃土（三）黃土的工程性質(zhì)3.黃土的濕陷性：天然黃土在一定的壓力作用下，浸水后產(chǎn)生突然的下沉現(xiàn)象，稱為濕陷。黃土濕陷性評(píng)價(jià)多采用浸水壓縮試驗(yàn)的方法，計(jì)算相對(duì)濕陷性系數(shù)，根據(jù)相對(duì)濕陷性系數(shù)分為：非濕陷性黃土、輕微濕陷性黃土、中等濕陷性黃土、強(qiáng)濕陷性黃土。黃土的濕陷性引起公路路基塌陷黃土的濕陷性引起邊坡塌陷黃土（三）黃土的工程性質(zhì)4、黃土陷穴：黃土地區(qū)常常有天然或人工洞穴，由于這些洞穴的存在和不斷發(fā)展擴(kuò)大，往往引起上覆建筑物突然塌陷，稱為陷穴。黃土陷穴的發(fā)展主要是由于黃土濕陷和地下水的潛蝕作用造成的。黃土（四）黃土地質(zhì)病害的防治措施由于黃土結(jié)構(gòu)疏松，具大孔隙、抗水性能差、易崩解、潛蝕、沖刷和濕陷性等特征，使之在黃土地區(qū)的工程出現(xiàn)多種病害，如路塹邊坡的剝落、沖刷、崩塌、滑坡；路堤和房屋建筑不均勻沉陷、變形開裂等。因此，在工程中必須采取相應(yīng)的措施，以保證安全。黃土（四）黃土地質(zhì)病害的防治措施1.防水措施水的滲入是黃土地質(zhì)病害的根本原因，只要能做到嚴(yán)格防水，各種事故是可以避免或減少的。防水措施包括：場(chǎng)地平整，以保證地面排水暢通；做好室內(nèi)地面防水措施，室外散水，排水溝，特別是施工開挖基坑時(shí)要注意防止水的滲入；切實(shí)做到上下水道和暖氣管道等用水設(shè)施不漏水。黃土（四）黃土地質(zhì)病害的防治措施2.邊坡防護(hù)捶面護(hù)坡在西北黃土地區(qū)，為防治坡面剝落和沖刷，可用石灰爐渣灰漿、石灰爐渣三合土、四合土等復(fù)合材料在黃土路塹邊坡上捶面防護(hù)。這種方法適用于年降雨量稍大地區(qū)和坡率不陡于1：0.5的邊坡。防護(hù)厚度為10-15cm，一般采用等厚截面；只有當(dāng)邊坡較高時(shí)，才采用上薄下厚截面，基礎(chǔ)設(shè)有漿砌片石墻腳。捶面護(hù)坡黃土（四）黃土地質(zhì)病害的防治措施2.邊坡防護(hù)砌石防護(hù)因黃土路塹邊坡普遍在坡腳1-3m高范圍內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重沖刷和應(yīng)力集中現(xiàn)象，可采用砌石防護(hù)，分為干砌和漿砌兩種。這種防護(hù)的效果較好，常被廣泛采用，可用于路塹的任何較陡的邊坡。因黃土地區(qū)缺乏片石，故采用此法又有一定的困難。黃土（四）黃土地質(zhì)病害的防治措施2.邊坡防護(hù)此外，在黃土地區(qū)公路邊坡還可以采用植物防護(hù)、噴漿防護(hù)等邊坡防護(hù)方式。黃土（四）黃土地質(zhì)病害的防治措施3.地基處理地基處理是對(duì)基礎(chǔ)或建筑物下一定范圍內(nèi)的濕陷性黃土層進(jìn)行加固處理或換填非濕陷性土，達(dá)到消除濕陷性，減小壓縮性和提高承載力的目的。在濕陷性黃土地區(qū)，國(guó)內(nèi)外采用的地基處理方法有重錘表層夯實(shí)、強(qiáng)夯、換填土墊層、土樁擠密、化學(xué)加固等方法。黃土黃土地基處理方法方法施工要點(diǎn)適用范圍重錘表層夯實(shí)一般采用2.5～3.0t的重錘，落距4.0～4.5m。適用于2m以內(nèi)厚度的黃土地基強(qiáng)夯一般采用8～40t的重錘（最重達(dá)200t），落距10～20的高度自由下落，擊實(shí)土層。適用于大于2m的黃土地基換填土墊層先將處理范圍內(nèi)的黃土挖出，然后用素土或灰土在最佳含水量下回填夯實(shí)。適用于地表下1～3m的黃土層的濕陷性土樁擠密先在土內(nèi)成孔，然后在孔中分層填入素土或灰土并夯實(shí)。在成孔和填土夯實(shí)過(guò)程中，樁周的土被擠壓密實(shí)，從而消除濕陷性。適用于5-15m厚的黃土地基化學(xué)灌漿加固通過(guò)注漿管，將化學(xué)漿液注入土層中，使溶液本身起化學(xué)反應(yīng)，或溶液與土體起化學(xué)反應(yīng)，生成凝膠物質(zhì)或結(jié)晶物質(zhì)，將土膠結(jié)成整體，從而消除濕陷性。適用于較厚、但范圍較小的黃土地基黃土（五）黃土病害處治案例【案例】:1.工程概況晉侯高速公路一期工程線路總長(zhǎng)66.792km,其中屬濕陷性黃土路段總長(zhǎng)39.101km,占線路總長(zhǎng)59%,總面積約127萬(wàn)平方米,濕陷厚度在6.5m-13.0m。設(shè)計(jì)規(guī)定,填土大于4m的濕陷黃土路堤及Ⅲ級(jí)自重濕陷地段,大中橋橋頭50m、小橋橋頭30m范圍內(nèi)的路堤,原地基采用強(qiáng)夯處理;對(duì)于零填及填高小于4m的濕陷黃土地基采用重夯處理;夯實(shí)寬度為路基坡角外2m范圍。汾河橋頭段屬?zèng)_擊平原區(qū),地表以下30m-40m范圍為淺灰黃、黃褐、紅黃黃土,硬塑-堅(jiān)硬,具有Ⅱ級(jí)自重濕陷性,濕陷厚度7.4m-13m,局部地層呈流塑狀態(tài),橋頭200m范圍段采用振沖碎石樁處理。部分結(jié)構(gòu)物基底存在軟弱下臥層,重錘夯實(shí)后無(wú)法滿足承載力要求,采用高壓旋噴樁或粉噴樁處理黃土（五）黃土病害處治案例

2.主要處治方法

(1)灰土換填法

靠近民房,或是有地下埋設(shè)管線且濕陷厚度較小的段落,重錘夯實(shí)過(guò)程中對(duì)建筑物影響較大。經(jīng)與設(shè)計(jì)協(xié)商后,改用灰土換填法處治濕陷黃土,換填厚度一般為2m左右,寬度超過(guò)路基坡角外2m。黃土（五）黃土病害處治案例

2.主要處治方法(2)重錘夯實(shí)法

重錘夯實(shí)法又稱動(dòng)力固結(jié)法,即用起重設(shè)備反復(fù)將50kN-400kN的錘(最重的達(dá)2000kN)起吊到5m-25m高處(最高的達(dá)40m),而后自動(dòng)脫鉤釋放載荷或帶錘自由落下,其動(dòng)能在土中形成強(qiáng)大的沖擊波和高應(yīng)力,從而提高地基的強(qiáng)度、降低壓縮性、消除濕陷性等。本項(xiàng)目濕陷黃土處治主要采用此方法,施工中按夯擊能量分重夯與強(qiáng)夯。黃土（五）黃土病害處治案例

2.主要處治方法(3)高壓旋噴樁施工本項(xiàng)目旋噴樁樁徑0.6m,樁間距1.2m-1.5m,單根樁長(zhǎng)5m-7m(含保護(hù)樁頭0.5m),梅花形布置。樁體28天立方體設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度≥5MPa,每延米水泥用量不小于200kg;設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度≥3MPa,每延米水泥用量不小于120kg。復(fù)合地基承載力要求達(dá)到350kPa。黃土（五）黃土病害處治案例

2.主要處治方法(4)振沖碎石樁施工汾河大橋橋頭段黃土覆蓋層下存在可液化粉沙層,設(shè)計(jì)采用振沖碎石樁進(jìn)行綜合處治。要求復(fù)合地基承載力特征值達(dá)到250kPa以上,樁長(zhǎng)分6m、9m、10m、12m四種,樁距2.5m、3.0m、3.5m,梅花形布置。其中,樁長(zhǎng)9m分兩層:原地面以下3.6m樁徑為0.9m,碎石填量為0.8m3/m,地面以下3.6m-9m樁徑為1.1m,碎石填量為1.2m3/m。其余段落樁徑均為1.1m,碎石填量為1.2m3/m。填料粒徑2cm~15cm,含泥量不大于5%。膨脹土的防治三、膨脹土膨脹土是一種富含親水性粘土礦物，并且隨含水量增減，體積發(fā)生顯著脹縮變形的高塑性粘土。其粘土礦物主要是蒙脫石和伊利石，二者吸水后強(qiáng)烈膨脹，失水后收縮，長(zhǎng)期反復(fù)多次脹縮，強(qiáng)度衰減，可能導(dǎo)致工程建筑物開裂、下沉、失穩(wěn)破壞。三、膨脹土膨脹土多為灰白、棕黃、棕紅、褐色等，顆粒成分以粘粒為主，含量在35％-50％以上，粉粒次之，砂粒很少。粘粒的礦構(gòu)成分多為蒙脫石和伊利石，這些粘土顆粒比表面積大，有較強(qiáng)的表面能，在水溶液中吸引極性水分子和水中離子，呈現(xiàn)強(qiáng)親水性。（一）膨脹土的工程性質(zhì)1天然狀態(tài)下，膨脹土結(jié)構(gòu)緊密、孔隙比小，干密度達(dá)1.6~1.8g／cm3；塑性指數(shù)為18~23，天然含水率接近塑限，一般為18％~26％，土體處于堅(jiān)硬或硬塑狀態(tài)，有時(shí)被誤認(rèn)為良好地基。2三、膨脹土裂隙發(fā)育。膨脹土中裂隙發(fā)育，是不同于其他土的典型特征，膨脹土裂隙可分為原生裂隙和次生裂隙兩類。原生裂隙多閉合，裂面光滑，常有蠟狀光澤，次生裂隙以風(fēng)化裂隙為主，在水的淋濾作用下，裂面附近蒙脫石含量增高，呈白色，構(gòu)成膨脹土中的軟弱面，膨脹土邊坡失穩(wěn)滑動(dòng)常沿灰白色軟弱面發(fā)生。（一）膨脹土的工程性質(zhì)

膨脹土的裂隙3三、膨脹土

天然狀態(tài)下膨脹土抗剪強(qiáng)度和彈性模量比較高，但遇水后強(qiáng)度顯著降低，凝聚力一般小于0.05MPa，有的c值接近于零，Φ值從幾度到十幾度。（一）膨脹土的工程性質(zhì)4

超固結(jié)性。超固結(jié)性是指膨脹土在歷史上曾受到過(guò)比現(xiàn)在的上覆自重壓力更大的壓力，因而孔隙比小，壓縮性低，一旦被開挖外露，卸荷回彈，產(chǎn)生裂隙，遇水膨脹，強(qiáng)度降低，造成破壞。5三、膨脹土（一）膨脹土的工程性質(zhì)

強(qiáng)烈脹縮性。膨脹土對(duì)水極其敏感，表現(xiàn)為遇水急劇膨脹，失水明顯收縮。在天然狀態(tài)下，膨脹土吸水膨脹量為23%以上；在干燥狀態(tài)下，吸水膨脹量為40%以上；失水收縮率達(dá)50%以上。6三、膨脹土（二）膨脹土對(duì)公路工程的危害1.膨脹土用作路基填料

由于膨脹土具有很高的粘聚性，當(dāng)含水量較大時(shí)，一經(jīng)施工機(jī)械攪動(dòng)，將粘結(jié)成塑性很高的巨大團(tuán)塊，很難晾干。隨著水分的逐漸散失，土塊的力學(xué)強(qiáng)度逐步增大，從而使土塊堅(jiān)硬,難于擊碎、壓實(shí)。如果含水量高的膨脹土直接被用作路基填料，將會(huì)增加施工難度，延長(zhǎng)工期，并且質(zhì)量難以保證。三、膨脹土（二）膨脹土對(duì)公路工程的危害1.膨脹土用作路基填料膨脹土路基遇雨水浸泡后，土體膨脹，輕者表面出現(xiàn)厚10cm左右的蓬松層，重則在50-80cm深度范圍內(nèi)形成“橡皮泥”。在干燥季節(jié)，土體將嚴(yán)重干縮龜裂,雨水通過(guò)裂縫灌入土體，使土體深度膨脹濕軟，喪失承載能力。路基將嚴(yán)重的崩解，局部坍塌、隆起或裂縫。三、膨脹土（二）膨脹土對(duì)公路工程的危害2.膨脹土用作各種穩(wěn)定土材料

膨脹土用作穩(wěn)定土基層材料時(shí)，若遇陰雨或積雪，路面積水通過(guò)裂縫灌入土基，經(jīng)過(guò)行車碾壓，路面就會(huì)出現(xiàn)翻漿沉陷，最終導(dǎo)致路面崩潰。同時(shí)膨脹土的高粘聚性決定膨脹土在通常情況下以堅(jiān)硬的塊狀存在，碾壓成型后，這些膨脹土小碎塊，遇水后會(huì)迅速膨脹崩解，從而使基層表面出現(xiàn)大量的泥漿小坑窩，經(jīng)過(guò)車輪荷載的反復(fù)作用，路面將出現(xiàn)車轍、網(wǎng)裂或龜裂，最終導(dǎo)致路面破壞。三、膨脹土（三）膨脹土病害的防治措施1.膨脹土路基處理（1）填高不足1米的路堤，必須換填非膨脹土，并按規(guī)定壓實(shí)。采用土工織物處理路基三、膨脹土（三）膨脹土病害的防治措施1.膨脹土路基處理（2）使用膨脹土作填料時(shí)，為增加其穩(wěn)定性，采用石灰處治，石灰劑量范圍10%-12%，要求摻灰處理后的膨脹土，其脹縮總率接近零為佳。采用土工織物處理路基三、膨脹土（三）膨脹土病害的防治措施1.膨脹土路基處理（3）路堤兩邊邊坡部分及路堤頂面要用非膨脹土作封層，必要時(shí)須鋪一層土工布，從而形成包心填方。采用土工織物處理路基三、膨脹土（三）膨脹土病害的防治措施1.膨脹土路基處理（4）路塹邊坡不要一次挖到設(shè)計(jì)線，沿邊坡預(yù)留厚度30-50cm一層，待路塹挖完后，再削去預(yù)留部分，并以漿砌花格網(wǎng)護(hù)坡封閉。采用土工織物處理路基三、膨脹土（三）膨脹土病害的防治措施1.膨脹土路基處理（5）施工時(shí)應(yīng)避開雨季作業(yè)、路基開挖后各道工序要緊密銜接，連續(xù)施工，時(shí)間不宜間隔太久。路堤、路塹邊坡按設(shè)計(jì)修整后，應(yīng)立即漿砌護(hù)墻、護(hù)坡，防止雨水侵蝕。采用土工織物處理路基三、膨脹土（三）膨脹土病害的防治措施2.膨脹土邊坡處理（1）地表水防護(hù)：防止水滲入土體，沖蝕坡面，設(shè)截排水天溝、平臺(tái)縱向排水溝、側(cè)溝等排水系統(tǒng)（2）植物防護(hù)：植草皮、小喬木、灌木，形成植物覆蓋層防止地表水沖刷。三、膨脹土（三）膨脹土病害的防治措施2.膨脹土邊坡處理（3）骨架護(hù)坡：采用漿砌片石方形及拱形骨架護(hù)坡，骨架內(nèi)植草效果更好。（4）支擋措施：采用抗滑檔墻、抗滑樁、片石垛等。三、膨脹土（四）膨脹土病害處治案例【案例】：1、膨脹土基本物理力學(xué)性質(zhì)對(duì)常張高速公路慈利東互通K85+374.6km左15.8m位置所取膨脹土原狀土樣，積膨脹土，其工程地質(zhì)性質(zhì)綜合測(cè)試結(jié)果見下表：三、膨脹土（四）膨脹土病害處治案例三、膨脹土（四）膨脹土病害處治案例2.常張路路基處治方案設(shè)計(jì)由表可知：常德至張家界高速公路屬中等膨脹土,因此,根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范要求,對(duì)常張路路基膨脹土處理方案設(shè)計(jì)有：a.土工膜處治技術(shù)；b.石灰改良處理；c.加筋處理，并在施工現(xiàn)場(chǎng)分三個(gè)試驗(yàn)路段，即膨脹土填筑路堤、石灰改良膨脹土路堤、加筋處治膨脹土路堤進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究。三、膨脹土（四）膨脹土病害處治案例2.常張路路基處治方案設(shè)計(jì)K85+900-K85+958為膨脹土填筑路堤路段，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度58m，在90區(qū)采用不作任何改良處理的弱膨脹土填筑。在清除淤泥后的地面位置和90區(qū)頂面各鋪一層土工膜，然后在土工膜上鋪一層10cm厚的砂保護(hù)層，經(jīng)人工整平碾壓后即可進(jìn)行路基填筑工序。土工布鋪設(shè)圖（1）土工膜處治膨脹土三、膨脹土（四）膨脹土病害處治案例2.常張路路基處治方案設(shè)計(jì)K85+962-K86+020為膨脹土改良處理路段,設(shè)計(jì)長(zhǎng)度58m.通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)確定,對(duì)路基90區(qū)采用膨脹土外摻4%石灰改良填筑.土工膜鋪設(shè)方法及要求與弱膨脹土填筑路段設(shè)計(jì)方案相同.在清除淤泥后的原地面至90區(qū)頂面的路基填土中,沿K85+990橫剖面右半幅等間距共埋設(shè)12個(gè)土壓力盒。土壓力盒布置圖（2）石灰改良處治膨脹土三、膨脹土（四）膨脹土病害處治案例（3）加筋處治膨脹土土工格柵鋪設(shè)剖面圖土工格柵鋪設(shè)平面圖三、膨脹土（四）膨脹土病害處治案例

K86+020-K86+080為膨脹土加筋處理路段，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度60m，路基90區(qū)采用膨脹土作路堤填料，同時(shí)采用土工格柵分層加固處理。為防止暴雨天水流對(duì)坡面形成沖刷，同時(shí)形成對(duì)膨脹土有效保護(hù)，采用格柵外加20cm耕作土層，植草綠化，既減少了大氣對(duì)土工格柵和膨脹土的作用，又美化了道路景觀；在壓實(shí)度檢驗(yàn)合格的路基上，沿橫斷面方向自路基邊緣往中心線5m范圍內(nèi)，于90區(qū)每?jī)蓪犹钔龄佉粚油凉じ駯?；鋪土工格柵時(shí)，用一排帶鉤的鋼筋拉住格柵端部，沿路中線方向人工拉緊至網(wǎng)格產(chǎn)生1%-2%的伸長(zhǎng)，立即用Φ6鋼筋制成的“U”型釘將格柵固定在路基上，“U”型釘間距為1m，呈梅花形布置；為了保證鋪網(wǎng)格沿路縱向的整體性，兩幅格柵搭接寬度為10cm，用“U”型釘固定在路基上。（3）加筋處治膨脹土三、膨脹土（四）膨脹土病害處治案例3．處理效果通過(guò)對(duì)常張高速公路一年多的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀測(cè)(經(jīng)過(guò)雨季和旱季的干濕循環(huán))，三個(gè)試驗(yàn)路段沒有發(fā)生滑坡、坍塌、溜塌、沖溝、縱裂等破壞形式，說(shuō)明試驗(yàn)路段膨脹土的處理措施(鋪設(shè)土工膜、摻生石灰、加筋)方法得當(dāng)，效果良好。黃土和膨脹土的防治黃土黃土是以粉粒為主，含碳酸鹽，具大孔隙，質(zhì)地均一，無(wú)明顯層理而有顯著垂直節(jié)理的黃色陸相沉積物，在干旱氣候條件下形成，一般分布在沙漠下風(fēng)處。（一）黃土的特征1．含各種可溶鹽，主要富含碳酸鈣，含量達(dá)10%-30%，對(duì)黃土顆粒有一定的膠結(jié)作用，常以鈣質(zhì)結(jié)核的形式存在，又稱姜石。姜石黃土（一）黃土的特征2．結(jié)構(gòu)疏松，孔隙多且大，孔隙度達(dá)33%-64%，肉眼可見蟲孔、植物根孔等。姜石黃土（一）黃土的特征3．顏色為淡黃、褐黃和灰黃色。4．以粉土顆粒（0.075mm-0.005mm）為主，約占60%-70%。姜石黃土（一）黃土的特征5．無(wú)層理，具柱狀節(jié)理和垂直節(jié)理，天然條件下穩(wěn)定邊坡近直立。姜石黃土（一）黃土的特征6．具有濕陷性。只具備部分特征的黃土稱為黃狀土。姜石黃土（一）黃土的特征砂黃土全新世Q4風(fēng)積黃土分布在黃土高原平坦的頂部和山坡上，厚度大，質(zhì)地均勻，無(wú)層理。新黃土晚更新期Q3坡積黃土多分布在山坡坡腳及斜坡上，厚度不均，基巖出露區(qū)常夾有基巖碎屑。老黃土中更新期Q2殘積黃土多分布在基巖山地上部，由表層黃土及基巖風(fēng)化而成。洪積黃土主要分布在山前溝口地帶，一般有不規(guī)則的層理，厚度不大。紅色黃土早更新期Q1沖積黃土主要分布在大河的階地上，如黃河及其支流的階地上。階地越高，黃土厚度越大，具有明顯層理，常夾有粉砂、粘土、砂卵石等，大河階地下部常有厚數(shù)米及數(shù)十米的砂卵石層根據(jù)黃土形成的地質(zhì)年代和成因上的不同，可以將黃土分成以下類型。黃土（二）黃土的分類1.黃土的壓縮土的壓縮性用壓縮系數(shù)a表示：a＜0.1MPa-1低壓縮性土；a＝0.1-0.5MPa-1中壓縮性土；a＞0.5MPa-1高壓縮性土。黃土多為中壓縮性土；近代黃土為高壓縮性土；老黃土壓縮性較低。黃土的濕陷性引起公路路基塌陷黃土的濕陷性引起邊坡塌陷黃土（三）黃土的工程性質(zhì)2.黃土的抗剪強(qiáng)度一般黃土的內(nèi)摩擦角Φ＝15-25°，黏聚力c＝30-40KPa，抗剪強(qiáng)度中等。黃土的濕陷性引起公路路基塌陷黃土的濕陷性引起邊坡塌陷黃土（三）黃土的工程性質(zhì)3.黃土的濕陷性天然黃土在一定的壓力作用下，浸水后產(chǎn)生突然的下沉現(xiàn)象，稱為濕陷。黃土濕陷性評(píng)價(jià)多采用浸水壓縮試驗(yàn)的方法，計(jì)算相對(duì)濕陷性系數(shù)，根據(jù)相對(duì)濕陷性系數(shù)分為：非濕陷性黃土、輕微濕陷性黃土、中等濕陷性黃土、強(qiáng)濕陷性黃土。黃土的濕陷性引起公路路基塌陷黃土的濕陷性引起邊坡塌陷黃土（三）黃土的工程性質(zhì)4、黃土陷穴黃土地區(qū)常常有天然或人工洞穴，由于這些洞穴的存在和不斷發(fā)展擴(kuò)大，往往引起上覆建筑物突然塌陷，稱為陷穴。黃土陷穴的發(fā)展主要是由于黃土濕陷和地下水的潛蝕作用造成的。黃土的濕陷性引起公路路基塌陷黃土的濕陷性引起邊坡塌陷黃土（三）黃土的工程性質(zhì)由于黃土結(jié)構(gòu)疏松，具大孔隙、抗水性能差、易崩解、潛蝕、沖刷和濕陷性等特征，使之在黃土地區(qū)的工程出現(xiàn)多種病害，如路塹邊坡的剝落、沖刷、崩塌、滑坡；路堤和房屋建筑不均勻沉陷、變形開裂等。因此，在工程中必須采取相應(yīng)的措施，以保證安全。黃土（四）黃土地質(zhì)病害的防治措施1.防水措施水的滲入是黃土地質(zhì)病害的根本原因，只要能做到嚴(yán)格防水，各種事故是可以避免或減少的。黃土（四）黃土地質(zhì)病害的防治措施1.防水措施防水措施包括：場(chǎng)地平整，以保證地面排水暢通；做好室內(nèi)地面防水措施，室外散水，排水溝，特別是施工開挖基坑時(shí)要注意防止水的滲入；切實(shí)做到上下水道和暖氣管道等用水設(shè)施不漏水。黃土（四）黃土地質(zhì)病害的防治措施2.邊坡防護(hù)捶面護(hù)坡在西北黃土地區(qū)，為防治坡面剝落和沖刷，可用石灰爐渣灰漿、石灰爐渣三合土、四合土等復(fù)合材料在黃土路塹邊坡上捶面防護(hù)。黃土（四）黃土地質(zhì)病害的防治措施2.邊坡防護(hù)捶面護(hù)坡這種方法適用于年降雨量稍大地區(qū)和坡率不陡于1：0.5的邊坡。防護(hù)厚度為10-15cm，一般采用等厚截面；只有當(dāng)邊坡較高時(shí)，才采用上薄下厚截面，基礎(chǔ)設(shè)有漿砌片石墻腳。黃土（四）黃土地質(zhì)病害的防治措施2.邊坡防護(hù)砌石防護(hù)因黃土路塹邊坡普遍在坡腳1-3m高范圍內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重沖刷和應(yīng)力集中現(xiàn)象，可采用砌石防護(hù)，分為干砌和漿砌兩種。黃土（四）黃土地質(zhì)病害的防治措施2.邊坡防護(hù)砌石防護(hù)這種防護(hù)的效果較好，常被廣泛采用，可用于路塹的任何較陡的邊坡。因黃土地區(qū)缺乏片石，故采用此法又有一定的困難。黃土（四）黃土地質(zhì)病害的防治措施2.邊坡防護(hù)此外，在黃土地區(qū)公路邊坡還可以采用植物防護(hù)、噴漿防護(hù)等邊坡防護(hù)方式。黃土（四）黃土地質(zhì)病害的防治措施3.地基處理地基處理是對(duì)基礎(chǔ)或建筑物下一定范圍內(nèi)的濕陷性黃土層進(jìn)行加固處理或換填非濕陷性土，達(dá)到消除濕陷性，減小壓縮性和提高承載力的目的。黃土（四）黃土地質(zhì)病害的防治措施3.地基處理在濕陷性黃土地區(qū)，國(guó)內(nèi)外采用的地基處理方法有重錘表層夯實(shí)、強(qiáng)夯、換填土墊層、土樁擠密、化學(xué)加固等方法。黃土（四）黃土地質(zhì)病害的防治措施黃土黃土地基處理方法方法施工要點(diǎn)適用范圍重錘表層夯實(shí)一般采用2.5～3.0t的重錘，落距4.0～4.5m。適用于2m以內(nèi)厚度的黃土地基強(qiáng)夯一般采用8～40t的重錘（最重達(dá)200t），落距10～20的高度自由下落，擊實(shí)土層。適用于大于2m的黃土地基換填土墊層先將處理范圍內(nèi)的黃土挖出，然后用素土或灰土在最佳含水量下回填夯實(shí)。適用于地表下1～3m的黃土層的濕陷性土樁擠密先在土內(nèi)成孔，然后在孔中分層填入素土或灰土并夯實(shí)。在成孔和填土夯實(shí)過(guò)程中，樁周的土被擠壓密實(shí)，從而消除濕陷性。適用于5-15m厚的黃土地基化學(xué)灌漿加固通過(guò)注漿管，將化學(xué)漿液注入土層中，使溶液本身起化學(xué)反應(yīng)，或溶液與土體起化學(xué)反應(yīng)，生成凝膠物質(zhì)或結(jié)晶物質(zhì)，將土膠結(jié)成整體，從而消除濕陷性。適用于較厚、但范圍較小的黃土地基膨脹土是一種富含親水性粘土礦物，并且隨含水量增減，體積發(fā)生顯著脹縮變形的高塑性粘土。膨脹土其粘土礦物主要是蒙脫石和伊利石，二者吸水后強(qiáng)烈膨脹，失水后收縮，長(zhǎng)期反復(fù)多次脹縮，強(qiáng)度衰減，可能導(dǎo)致工程建筑物開裂、下沉、失穩(wěn)破壞。膨脹土1．膨脹土多為灰白、棕黃、棕紅、褐色等，顆粒成分以粘粒為主，含量在35％-50％以上，粉粒次之，砂粒很少。粘粒的礦構(gòu)成分多為蒙脫石和伊利石，這些粘土顆粒比表面積大，有較強(qiáng)的表面能，在水溶液中吸引極性水分子和水中離子，呈現(xiàn)強(qiáng)親水性。膨脹土（一）膨脹土的工程性質(zhì)2．天然狀態(tài)下，膨脹土結(jié)構(gòu)緊密、孔隙比小，干密度達(dá)1.6~1.8g／cm3；塑性指數(shù)為18~23，天然含水量接近塑限，一般為18％~26％，土體處于堅(jiān)硬或硬塑狀態(tài)，有時(shí)被誤認(rèn)為良好地基。膨脹土（一）膨脹土的工程性質(zhì)3．裂隙發(fā)育。膨脹土中裂隙發(fā)育，是不同于其他土的典型特征，膨脹土裂隙可分為原生裂隙和次生裂隙兩類。原生裂隙多閉合，裂面光滑，常有蠟狀光澤，次生裂隙以風(fēng)化裂隙為主，在水的淋濾作用下，裂面附近蒙脫石含量增高，呈白色，構(gòu)成膨脹土中的軟弱面，膨脹土邊坡失穩(wěn)滑動(dòng)常沿灰白色軟弱面發(fā)生。膨脹土（一）膨脹土的工程性質(zhì)膨脹土的裂隙4．天然狀態(tài)下膨脹土抗剪強(qiáng)度和彈性模量比較高，但遇水后強(qiáng)度顯著降低，凝聚力一般小于0.05MPa，有的c值接近于零，Φ值從幾度到十幾度。膨脹土（一）膨脹土的工程性質(zhì)膨脹土的裂隙5．超固結(jié)性。超固結(jié)性是指膨脹土在歷史上曾受到過(guò)比現(xiàn)在的上覆自重壓力更大的壓力，因而孔隙比小，壓縮性低，一旦被開挖外露，卸荷回彈，產(chǎn)生裂隙，遇水膨脹，強(qiáng)度降低，造成破壞。膨脹土（一）膨脹土的工程性質(zhì)膨脹土的裂隙6.強(qiáng)烈脹縮性。膨脹土對(duì)水極其敏感，表現(xiàn)為遇水急劇膨脹，失水明顯收縮。在天然狀態(tài)下，膨脹土吸水膨脹量為23%以上；在干燥狀態(tài)下，吸水膨脹量為40%以上；失水收縮率達(dá)50%以上。膨脹土（一）膨脹土的工程性質(zhì)膨脹土的裂隙1.膨脹土用作路基填料由于膨脹土具有很高的粘聚性，當(dāng)含水量較大時(shí)，一經(jīng)施工機(jī)械攪動(dòng)，將粘結(jié)成塑性很高的巨大團(tuán)塊，很難晾干。隨著水分的逐漸散失，土塊的力學(xué)強(qiáng)度逐步增大，從而使土塊堅(jiān)硬,難于擊碎