黄土高原的范围范文第1篇

【关键词】浅埋；黄土隧道；双侧壁导坑；数值模拟

引言

我省地处黄土高原，在榆林、延安等陕北地区的高速公路中修建了大量的黄土隧道，现在通车运行的靖安线、黄延线、铜黄线等高速公路中的隧道基本全部为黄土隧道，因此在设计施工中已经积累了丰富的设计及施工经验，从以往的设计及施工中我们发现，黄土隧道施工中最容易出现问题的地方就是在隧道洞口浅埋段易产生洞顶的沉降，有的甚至波及到地表，使地表产生裂缝或在洞口段产生大的塌方，导致这些结果的主要原因就是设计参数的选择的不合适及施工方法的不恰当所造成的。因此黄土隧道的洞口段施工成为整个隧道施工中最关键、最重要的一道工序。本文对陕北地区某高速公路的黄土隧道的洞口浅埋段利用fahes2有限元软件模拟了双侧壁导坑开挖法施工过程中围岩的应力场及位移场等分布情况，对黄土隧道浅埋段的设计参数及开挖方法从理论上进行了探讨论证。

1 工程概况

本文模拟的是隧道洞口浅埋段，隧道埋深为15米，从地表往下的地层情况依次为：0～20米为Q4新黄土，20～40米为Q2老黄土，40米以下范围为弱风化砂岩。

1.1 洞口浅埋段黄土隧道的设计支护参数

隧道建筑限界净宽10.50米，净高5.0米，采用单心圆曲墙式衬砌。隧道洞口浅埋段衬砌设计参数为：Φ89×6的大管棚，长L=30m；Φ22早强砂浆锚杆，长L=4.0m，间距@=1.0×0.5m；26cm厚C25喷射混凝土；Φ8的钢筋网；I20b钢拱架，间距0.5m ；50cm厚C25钢筋混凝土衬砌；

1.2 洞口浅埋段黄土隧道的开挖工序

此处隧道的开挖采用双侧壁导坑法开挖，双侧壁导坑开挖法工序为：①施作C25混凝土护拱及Φ89×6的大管棚；②左右侧导坑开挖、初期支护、临时支撑；③中部导坑上部开挖、初期支护、临时支撑；④中部导坑中部开挖；⑤中部导坑下部开挖、初期支护、临时支撑；⑥施作模筑二次钢筋混凝土仰拱；⑦施作模筑二次钢筋混凝土衬砌；

2 黄土的特性

黄土是第四系堆积的大陆沉积物，是半干旱气候条件下形成的并有针状孔隙、垂直节理的特殊土。黄土按形成年代及工程特性可分为老黄土和新黄土、湿陷性黄土和非湿陷性黄土。黄土堆积时代主要在第四系，包括老黄土和新黄土。

2.1 老黄土

老黄土是下更新统的午城黄土（Q1）和中更新统的离石黄土（Q2）的统称，其大孔结构多经压密，一般没有湿陷性或仅在Q2黄土的上部有轻微湿陷性。老黄土一般覆盖在新黄土之下，埋深较大。Q2老黄土的颜色为深黄、棕黄及微红色；老黄土的强度较低，容易产生屈服，老黄土隧道的变形特性是一个漫长的过程，但开挖后在无支护的条件下，开挖面暴露时间较长，围岩蠕动变形较大，易产生塌方，因此在老黄土中开挖隧道，应该适当的控制围岩变形，尽量缩短围岩的塑性圈，采用较强的初期支护。

2.2 新黄土

覆盖在老黄土上部及阶地上的上更新统马兰黄土（Q3）及全新统的新近堆积黄土（Q4），称为新黄土，土质均匀，较疏松，大孔和虫孔发育，具垂直节理，有较严重的湿陷性。Q4新黄土颜色为褐黄至黄褐色，具有大孔、虫孔及植物根孔，含少量小的钙质结核，小砾石，土质均匀，稍密至中密。在新黄土地层中，围岩变形释放快，无前期预兆，具有突然性，属脆性破坏，即易产生塌方，故要严格控制围岩的变形，加强围岩的初期支护。

3 计算模型

本文的计算模型为线弹性平面应变模型。模型的数值边界：水平方向取120米；垂直方向从仰拱开始向下取90米，从拱顶到地面取15米。地应力场按自重应力场考虑，由于隧道埋深不大，受构造应力的影响较小，地应力场按自重应力考虑。边界条件：左右边界为水平约束，下边界垂直方向约束，地表为自由面。在建模中采用二节点等参平面杆模拟初期支护中的锚杆；采用二节点等参平面梁模拟初期支护中的喷射混凝土和钢拱架；采用四节点边形参单元模拟围岩和二衬。超前期支护通过改变它们所影响范围内的岩石的物理力学参数来实现；钢拱架通过按等刚度原理转化为喷射混凝来实现。围岩特性按均质弹塑性体考虑；衬砌的材料按弹性体考虑；

在进行数值模拟计算中，根据以往的施工经验，对隧道采用双侧壁导坑法开挖以及考虑到黄土的这种特殊的地质，根据黄土隧道施工中的“管超前、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的原则，数值模拟计算分析中按照施工工序采用了如下的计算步骤及其相应计算步骤中围岩的应力释放率：

（1）固结土层：释放率为0%

（2）超前支护：释放率为0%

（3）左右侧导洞开挖：释放率为15%

（4）左右侧导洞初期支护、临时支撑：释放率为10%

（5）中部导洞上部开挖：释放率为10%

（6）中部导洞上部初期支护：释放率为10%

（7）中部导洞中部开挖：释放率为5%

（8）中部导洞下部开挖：释放率为5%

（9）初期支护、临时支撑：释放率为10%

（10）施作模筑二次钢筋混凝土仰拱：释放率为10%

（11） 施作模筑二次钢筋混凝土衬砌：释放率为35%

3.1 计算模型

3.2 计算参数

4 开挖工程的数值模拟分析及结果

4.1 隧道围岩位移场分布图

通过以上的各施工工序中隧道围岩位移场分布图可知：在左、右侧导坑开挖后围岩的最大位移为1.8cm左右，位于侧导坑的上方部分；中导坑上部开挖后围岩的最位移为2.28cm左右；隧道全断面开挖后未施作仰拱初期支护前拱顶的最大位移为2.7cm，仰拱底部的最大位移为3.6cm，二次衬砌施作后拱顶最大位移为4.2cm左右，仰拱底的最大位移为4.2cm；通过以上的数据分析可知，浅埋黄土隧道在仰拱底的位移也是比较大的，因此初期支护封闭成环是非常必要的。采用双侧壁导坑法开挖，在各工序中隧道围岩的变形比较平缓，因此采用双侧壁导坑法施工可以有效的抑制围岩变形，对隧道的施工安全提供有利的保障。

4.2 隧道围岩应力场分布图

从左、右侧导坑开挖后应力场分布图中可知，应力变化区主要集中在侧导坑的拱腰及测导坑的拱顶的区域中；从中部导坑上部开挖后应力场分布图中可知，应力变化区主要集中在侧导洞的拱脚的区域中；从隧道全断面开挖后应力场分布图中可知，应力变化区主要集中在隧道的拱脚的区域中；从二衬施作后的应力场分布图中可知，隧道衬砌的最大主应力力主要集中在拱腰至拱脚范围内，最大主应力为6.6MPa左右，在拱顶部分隧道衬砌的最大主应力较小。从各个开挖工序的应力场分布图中可知，从左、右侧导坑开挖到中导洞开挖围岩的应力变化区主要从拱腰变化至拱脚范围，从中导洞开挖到全断面开挖围岩的应力变化区基本没有发生改变，从整个变化过程来看采用双侧壁导坑法开挖隧道的围岩的主要应力释放发生在侧导坑开挖及中导坑开挖这个过程中。从应力场分布图可知隧道的超前支护加固的范围的围岩应力较大，说明超前支护在整个隧道开挖工程中承担了相当一部分围岩压力，因此浅埋黄土隧道中超前支护发挥了相当大的作用。

4.3 锚杆轴力分布图

从锚杆的轴力图中可知：浅埋黄土隧道中早强砂浆锚杆的最大轴力主要集中在拱腰至拱脚范围内，而在拱顶范围内系统锚杆的轴力较小。这说明浅埋黄土隧道中主要起作用的系统锚杆主要集中在拱腰至拱脚范围内（这只局限于理论分析，具体的情况要通过实际的量测试验进行确定）。

4.4 初期支护的轴力分布图

5 结论

在浅埋黄土隧道中采用该设计参数及双侧壁导坑法施工从理论上是安全可行的。在黄土隧道施工中应遵循“管超前、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的原则。施工过程中隧道开挖后必须立即施作初喷封闭围岩，紧接着施作锚杆、钢筋网、拱架、喷射混凝土抑制围岩的变形，尽可能的缩短隧道开挖后初期支护的施作时间；隧道开挖过程中尽量少扰动围岩，采用短进尺开挖，且初期支护必须紧跟，及时施作仰拱和二衬，尽早形成封闭结构。因为黄土的徐变是一个复杂而漫长的过程，因此在隧道设计中不能完全利用新奥法的原理，让隧道在开挖后进行适当的围岩变形来降低隧道的支护参数，减少工程造价。而是在隧道设计中应采用强支护，尽量减小围岩的变形，从而缩小围岩的塑性圈；二次衬砌的厚度取值主要从二衬应承担一部分围岩压力（具体的比例应通过工程类比法进行确定）和安全储备两个方面进行考虑。黄土隧道施工必须加强围岩监控量测，发现围岩变形过快或异常现象时应该立即修正支护参数。黄土隧道施工中应该做好洞内及地表的防排水工作，尽量避免水与围岩接触。

参考文献：

黄土高原的范围范文第2篇

【关键词】湿陷性；黄土；地基；处理

引言

湿陷性黄土是一种十分特殊的土质，俗称大孔土，主要分布于我国陕、甘、宁等缺水少雨的干旱地区。属砂壤土的范畴，砂壤土的粘土含量为12.50%～25%，壤土的粘土含量为25%～37.50%，而湿陷性黄土的颗粒组成中粘粒的含量为8%～26%，属于砂壤土。湿陷性黄土易在自重压力或自重压力与附加压力作用下，受水浸湿后，结构迅速破坏，承载力急剧降低，发生显著下沉的现象。这种特性会对结构物带来不同程度的危害，使路基及结构物大幅度沉降、折裂、倾斜。湿陷性黄土地基处理措施是采取人为的手段，对基础或建筑物下一定范围内的湿陷性黄土层进行加固，以改变其物理力学性质，达到消除湿陷性，减少压缩性和提高承载力的目的。

湿陷性黄土地基处理的根本原则是：破坏土的大孔结构，改善土的工程性质，消除或减少地基的湿陷变形，防止水浸入建筑物地基，提高建筑结构刚度。

1 土或灰土垫层法

土或灰土垫层一般适用于消除1一3m厚土层的湿陷性。试验研究表明：在附加压力作用下，土层浸水后的最大湿陷变形发生在约1倍基础宽度的深度内。因此，如用垫层置换基础以下适当范围内的湿陷性土层后，就可以取得降低湿陷量的效果。垫层地基的湿陷变形与垫层的宽度和厚度有密切关系。在确定垫层的宽度和厚度时，应根据地基的湿陷等级、建筑物类别、基础面积、基底压力等因素综合考虑。对于垫层的质量，除有经验的地区外，应一律采用压实系数指标来控制。对地基浸水可能性大的建筑物，或厚度大于1.5m的垫层，压实系数不得小于0.93；对其余的垫层，应根据当地建筑物的经验确定，但不得小于0.90。

2 强夯法

强夯法处理地基也称动力固结法，是处理松软地基的一种有效的处理方法，能消除一定深度内黄土的湿陷性。强夯法采用较高的夯击能，锤重一般为100――600Kg，落距一般为6―40m，利用落锤产生的巨大夯击能（一般为60―10000KN ・ m），给地基以冲击力和振动，从而提高地基土的强度并降低其压缩性。此法适用于加固从砾石到粘性土的各类地基。其作用机理是将势能转化为夯击能，在地基中产生强大的动应力和冲击波，对土体产生加密作用、液化作用、固结作用和时效作用。

强夯法具有效果显著、设备简单、施工方便、适用范围广、经济易行和节省材料等优点。对于含水量较大的黄土地基，则要在每遍夯实后间隔一定的时间再进行下一次夯实，以便使黄土地基中的孔隙水溢出，使土壤固结。此法不仅能有效提高地基的强度，而且还能有效地消除黄土的湿陷性。

3 挤密法

根据桩身材料分为素土挤密桩、灰土挤密桩、砂石挤密桩、粉煤灰挤密桩和混凝土挤密桩等。其中素土挤密桩和灰土挤密桩法最为常用。土桩挤密法是利用成孔过程中的横向挤压作用，桩孔内土被挤向周围，使桩间土挤密，然后，将素土（粘性土）或灰土分层填入桩孔内，并分层填密实至设计标高。夯填密实的素土桩或灰土桩，与挤密的桩间土形成复合地基。挤密桩桩径大都为直径30cm，处理深度大都为5一10m，桩的排列方式为等边三角形、等腰三角形、梅花形和行列式形等。

素土桩和灰土桩法运用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基。当用于消除地基的湿陷性为主时宜采用素土桩挤密法，当用于提高地基承载力为主时宜采用灰土桩挤密法。

素土桩和灰土桩挤密法具有原位处理、深层挤密和以土治土等特点，在现场无需大量的土方开挖，回填工作，适应较狭小的施工场地。并处理地基深度较大，对湿陷性黄土土层较厚的地基尤为适宜，且施工工期较短，费用较低。用于处理深厚湿陷性黄土、素填土地基时，具有较好的经济效益和社会效益，在我国西北和华北等地区得到广泛应用。但是素土、灰土挤密桩对含水量较大和地下水水位较高的地基则不适应。

4 预浸水法

预浸水法的基本原理是利用黄土浸水后产生自重湿陷的特性，在施工前进行大面积的浸水，使土体预先产生自重湿陷，以消除全部黄土层的自重湿陷和深层土的非自重湿陷。预浸水法可以消除土层的自重湿陷性，具有费用很低，处理范围广，处理深度大，简单、易操作等优点，但存在施工期较长的问题，多达1-3年之久，尤其是渠道工程，线长量大，解决水源有一定的困难。因此，预浸水法适用于开阔且水源充足的场地。

5 压浆法

压浆法是将流动或半流动的工程材料以适当的方法送到地基土层或岩层中去，从而改变土层或岩层某一部分的物理、化学性能使之满足工程要求的一种方法。压浆法具有效果显著、技术先进、设备简单、施工方便、不影响正常交通等优点。但其费用也较高。因此，对于高要求的大型工程选用较为适宜。

6 复合地基法

（1）粉喷桩法：粉喷桩是利用粉体喷射搅拌机械在钻孔过程中，用压缩空气将粉体加固料以雾状喷入被加固的土中，凭借特别的钻头叶片的旋转，使加固料与原位土就地强制搅拌混合，加固料吸水后进行一系列的物理化学反应，使土硬结，形成整体性强，水温性好和足够强度的桩体。粉喷桩具有加固工艺合理，施工简单，技术可靠，成本较低，进度快，无振动，无噪音，工期短，占地面积小，对环境无污染，对周围建筑物无影响，加固效果优良等优点，但在施工中一定要控制成桩的质量，否则成桩很难均匀，达不到应有的效果。

（2）CFG桩：即水泥粉煤灰碎石桩，是在碎石桩基础上加一些石屑、粉煤灰和少量水泥拌和制成的一种具有一定粘结强度的桩，也称低标号混凝土桩。

（3）DDC法：即深孔重夯法，此法实际是挤密法在施工工艺上的革新，它是先用重锤冲孔，再向孔内填料，然后以重锤在孔内进行夯击，使填料向孔周侧向挤压以达到加固地基的目的。其优点是材料来源广泛，造价低，桩径粗，摩擦系数大，承载力高。但它是一种比较新型的方法，很多方面还有待完善。

（4）NHC法：此法也是一种新兴的方法。其基本原理是以水玻璃（NaZsiO3）为主剂，以碳酸盐类为促凝剂组成的浆液，通过注浆泵分浆器在注浆管顶端的三通处混合，再经由注浆管、花管注入地基土中，充填土中的孔隙，达到快速胶凝，消除黄土的湿陷性，提高地基的承载力。此法可以降低地基处理的工程造价，减小附加下沉，适用于湿陷性黄土的地基加固处理，以及地下构筑物的防水堵漏工程。

7结语

湿陷性黄土地基处理的目的是在改造土的性质，减少土的渗水性、压缩性，部分或全部消除它的湿陷性，控制湿陷事故的发生。湿陷性黄土地基处理的方法很多，在不同的地区，应根据不同的地基土质和不同的结构物，对地基处理选用不同的处理方法。但不管采用哪种方法，经济又能消除黄土湿陷性是最终的目的。

参考文献：

[1]湿陷性黄土地区建筑规范（GB50025- 2004） ，北京：中国建筑工业出版社.2004.

[2]陈希析.土力学地基基础[M] .清华人学出版社1998

[3]钱鸿.王继唐.湿陷性黄土地基.中国建筑工业出版社.

黄土高原的范围范文第3篇

关键词：湿陷性；黄土隧道；基底加固；水泥挤密桩；树根桩

  一、概述

  隧道穿越湿陷性黄土地区，由于湿陷性黄土的特殊力学性质，基底的承载力通常较难满足结构的受力要求，建成后的隧道往往产生较大的基底变形, 基底变形除压缩变形外，更大的变形是湿陷变形，在隧道使用期内如不对基底加固加上周围水环境的变化，必将会使隧道基础发生较大的湿陷变形，致使衬砌结构环、纵向开裂等较为严重的病害，直接威胁到隧道的运营安全。为保证隧道结构的稳定性，积极探索出一条针对风积砂、黄土类地质条件下的隧道基底加固技术显得具有非常重要的现实意义。总之，隧道基底的湿陷变形不是以建筑物的类型确定，而是由黄土湿陷特性所决定，为保证运营安全必须对黄土隧道洞口具有湿陷性的黄土地段的基底进行有效处理。

  二、湿陷性黄土隧道基底处理原则

  根据湿陷性黄土的工程特性和湿陷性黄土地区地基处理的经验，湿陷性黄土隧道基底处理的原则：内外兼顾，先保护后加固。水是造成黄土湿陷变形的主要因素。湿陷性黄土隧道地基处理方案的设计，首先要考虑水对湿陷性黄土的影响，必须做好隧道工程的系统排水与防水问题；其次就是做好湿陷性黄土地基土的处理工作，增加地基承载力。对黄土而言，进行地基处理的目的是改善土的工程性质，减少土壤的渗透性，压缩性，控制湿陷性的发生。通过换土或加密等各种基底处理方法加固湿陷性黄土隧道基底，或者是消除隧道基底的全部湿陷量，使处理后的基底变为不具有湿陷性；或者是消除基底的部分湿陷量，减小原有基底的总湿陷量，控制下部未处理地层的湿陷量不超过规范规定的数值。

  三、湿陷性黄土隧道基底加固处理技术

  多数湿陷性黄土隧道通过的地层为第四纪松散风积粉细砂和冲积黄土质粘砂土(新黄土), 垂直节理发育隧底自重湿陷性黄土层很厚，地层基本承载力低，围岩条件非常差。按《铁路隧道设计规范》规定，应用荷载——结构模型计算，底板所受的压力亦即基底应具有承载力，计算得出了隧道基底所需承载力，与原地基承载力进行比较，多数湿陷性黄土隧道在墙拱脚及仰拱区域的地基承载力不能满足隧道基底所需的承载力。得出现有地基不满足满足隧道修建要求的结论，必须对该区域隧道地基进行加固处理。

  就湿陷性黄土地基处理而言，我国有较为成熟的技术和实践经验，主要的处理方法有：碾压、换填、强夯、动力/振动挤密桩、静力挤密(预制)桩、CFG桩、注浆、高压灌浆、高压旋喷桩等。这些方法是在隧道以外的土木工程中形成，并得到广泛的应用，但尚缺乏在隧道开挖后洞内处理实施的实例。湿陷性黄土隧道基底处理施工场地受隧道掌子面开挖的影响和洞室的限制，断面开挖一断面稳定一基底加固一开挖面支护之间在时间上和空间上的相互影响和干扰。湿陷性黄土隧道基底处理常用的方法有水泥挤密桩和树根桩等。

  水泥挤密桩是湿陷黄土隧道基底处理方法中比较常用的方法之一。湿陷性黄土由于其大孔隙性和欠压密性而具有湿陷性。水泥挤密桩就是夯击挤密消除其大孔隙进而消除湿陷性，并对地基起一定的加筋作用。桩锤夯扩成孔成桩的过程中，桩孔中原有土被强制性侧向挤出，桩周一定范围内的土被压缩、扰动和重塑。针对道湿陷性黄土地段隧道施工的特点：隧道内施工作业面小、振动对围岩的影响要求有限等，对基底加固技术中挤密桩的桩身材料、挤密桩施工机械的选择、桩间距的选择需做一定优化。通过优化，确定适合黄土隧道基底湿陷性黄土加固处理的方法、措施、施工机械、施工工艺、设计参数、检验方法和标准。

 树根桩是一种小型钻孔灌注桩。它是利用钻机钻孔到设计深度，然后放入钢筋笼、碎石和注浆管，再用压力灌注水泥浆或水泥砂浆的办法制成的钢筋混凝土桩。布桩方式可采用垂直、倾斜设置，也可采用网状如树根状布置，故称为树根桩。树根桩凭借其承载力高，沉降量与扰动范围小，施工方便，经济合理等优点，在既有建筑物的修复和加层、古建筑的整修、地下铁道穿越、桥梁工程等各类地基的处理与基础加固，以及增强土坡或岩坡的稳定性等工程中有着广泛的应用。近年来，树根桩在隧道基底的加固中开始尝试应用，树根桩施工技术可以在狭小的施工作业空间内最大限度减少开挖对隧道洞身地层的扰动。 

密桩加固提速曲线路基基床.铁道勘察.OO()

【】刘国庆.树根桩技术在铁路隧道中的应用[J].设计与施工,,():-.

黄土高原的范围范文第4篇

Abstract： Combined with the years of design and construction experience of water supply and drainage engineering in Luoyang， Yuzhou and other places of Henan， this paper mainly analyzes and summarizes the design and construction of pipeline project in collapsible loess region by the study of relevant literature， and stresses the importance about the ground handling and waterproof of pipeline project in collapsible loess region.

关键词： 湿陷性黄土；管道；设计；施工

Key words： collapsible loess；pipeline；design；construction

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）36-0132-02

1 概述

1.1 湿陷性黄土的特征 湿陷性黄土是指在一定压力下受水浸湿，土的结构迅速被破坏，并发生显著附加下沉的黄土，是第四纪地质历史时期条件下的黄色粉状物，它有以下七个特征：①以黄、褐黄颜色为主，有时是灰黄色；②粉粒（0.05～0.005mm）是颗粒的主要组成部分，占总含量的60%以上，颗粒中基本上没有超过0.25mm的；③孔隙大约是1.0；④富含碳酸钙盐类；⑤没有层理，是垂直节理发育的；⑥一般有肉眼可见的大小孔隙；⑦渗透性大，渗透系数K=0.6～0.8m/昼夜。

1.2 湿陷性黄土的分布 我国的湿陷性黄土分布区很广，主要分布在甘肃、陕西、山西的大部分地区和河南、河北、宁夏等部分地区，此外，新疆、山西和辽宁等也有局部分布，呈东西走向、带状分布特征。

2 黄土的湿陷性评价与湿陷性机理

2.1 几个湿陷性指标 ①干容重：衡量黄土密实度的一个重要指标就是干容重，它和土的湿陷性有着直接的关系。湿陷性黄土干容重的变化范围一般在11.4～16.0KN/m3之间。②含水量：湿陷性黄土的天然含水量在3.3～25.3%之间变化。随着含水量的增大，湿陷性逐渐减弱，反之，则会越强烈。经验表明：一般当土的天然含水量超过25%时，就不再具有湿陷性；而其压缩性则恰恰相反，这一现象在管道工程的设计和施工别重要。应保证场地在管道工程施工完毕后，其天然含水量尽量不变。③湿陷系数：湿陷系数是单位厚度土样在土自重压力与附加压力共同作用下，受水浸湿后所产生的湿陷量，也是反应黄土湿陷性特征的主要指标。湿陷性黄土的湿陷系数一般不小于0.015。

2.2 湿陷性黄土的分类 ①依据土遇水湿陷的难易程度的不同，可分为两类，分别是自重湿陷黄土和非自重湿陷性黄土。自重湿陷性黄土是指土层浸湿后，仅仅由于土的自重压力就发生陷落或沉陷；所谓非自重湿陷性黄土则是在土的自重和外加的附加压力共同作用下才产生沉陷的黄土。②根据土的计算自重湿陷量和总的湿陷量将湿陷性黄土分为轻微、中等、严重和很严重四个等级。一般情况下，湿陷等级越高，地基受水浸湿时可能发生的湿陷变型大，对管道工程的危害性也越严重；湿陷等级低，地基受水浸湿时可能发生的湿陷变型小，对管道工程的危害性也较轻。

2.3 湿陷机理 黄土的湿陷现象是一个复杂的变化过程，受很多因素的影响和制约，这些因素可分为内因和外因两个方面。内因是指由于土本身的物质成分和其结构发生变化；外因则是水和压力的作用。

3 埋地管漏水影响范围与分析

原建筑工程部建筑学研究院和西安市自来水公司等单位曾联合进行过自流管道的漏水影响范围试验，试验结果表明：在湿陷性黄土地区的各类埋地管道漏水的浸湿范围为5～7米。根据近几年多起房屋（构筑物）裂缝事故的统计分析，除部分是因为房屋（构筑物）周围的排水不畅通引起的地基沉陷外，大部分都是因为构筑物周围的给排水管道漏水引起的，而且这些管道距构筑物的距离不足5米，其中最为严重的房屋坍塌事件是由于距离房子3米的排水管漏水引起的。据统计分析，因排水管漏水引起的事故远远大于因给水管漏水引起的。这主要是由于排水管自身的材质和连接方式决定的。一是由于排水管材质比给水管差、质脆，在外力作用下容易碎裂；二是由于排水管接头多，增加了漏水的可能性；三是排水检查井防渗条件差。

4 管道工程的设计与施工

4.1 管线的确定 选线时应该遵守以下原则：①管线经过处的地形条件应保证不得积水；②不要选在洪水和山洪威胁地段；③尽量避开不良地质现象发育和地下坑穴集中地段；④最好不要改变原来的天然地形，尽量避开填方区；⑤注意周围的构筑物的防护距离，最好把管道安装在它的外面。

4.2 防护距离的选择 防护距离是防止构筑物地基受管道或其它构筑物的渗水影响的最小安全距离。一般情况下，建筑物的防护距离最少是5～7米，特殊的情况也可增加到8～12米。值得注意的是，因为排水管中的污水含有杂质和有机物质，即使出现漏水，它的渗透范围也比给水管小，所以排水管的防护距离也比给水管的小，一般不超过8米。此外，在防护距离选择的过程中，应该特别注意地质构造，如果发生漏水时，地基中含有碎石、砂土、粘土夹层，它的浸湿范围会增加，所以，此时应该采取检漏防水措施。

4.3 管道基础处理方案 ①夯实法。夯实法一般多用在直接埋地的金属管道，指为了让管道更加紧密地铺设在夯实的地基上，直接夯实整平管道下的土层，夯实密实度大于1.6g/cm3。②灰土垫层法。夯实一条灰土垫层铺填在整个管道上，一般情况下灰土垫层的石灰和黄土的比例是3：7或2：8，一般非自重湿陷性黄土的厚度和自重湿陷性黄土的厚度分别是20cm和30cm，宽度为管子外径加40cm，且不能低于60cm。③浇混凝土或钢筋混凝土垫层。该方式的作用和灰土垫层的作用是一样的，但是比它的防护性能高很多。④地沟敷设法。这种方法主要用在管道、热管线或重要建筑物内外，指把整个管道敷设在地沟内。

4.4 管道基础形式的选择 ①基本上金属管道的地基只需表面夯实；②灰土垫层法常用在重要金属管道或大型金属压力管道埋地时；③对于埋地非金属压力管道，不仅要铺设灰土垫层，也要混凝土垫层；④凡埋地非金属自流管道，除设灰土垫层和混凝土垫层外，还应设一道部分包裹管道以增强其稳定性的混凝土条形基础；⑤遇到地质条件恶劣，技术要求高时，最好采用地沟敷设法。

4.5 管道敷设的要求 ①管道接口应该严密、有柔性；②为了保证排水畅通，应该在敷设时有一定的坡度；③最好把室外管道敷设在建筑物（构筑物）的防护范围之外；④当管道穿过井（沟）时，应在井（沟）壁处设预留孔洞，并用不透水的柔性材料填塞管道与孔洞间的缝隙；⑤不能让地面水、雨水流入检查井、检漏井或阀门井中，并做好防水处理工作。

4.6 管材的选择 管材质地的选择在湿陷性黄土地区比普通地区的要求更高，一般应优先选用钢管、铸铁管，其次是预应力钢筋混凝土管和混凝土管。

4.7 管道防腐 埋地管道常用的外防腐作法为石油沥青防腐层和环氧煤沥青防腐层，通常根据不同的土壤腐蚀环境，分普通级、加强级和特强级三个等级进行涂层包扎施工；而管道内防防腐的通用作法是用水泥砂浆衬里。

5 结语

总而言之，一定要保证湿陷性黄土地区给排水管道工程的安全，具体要求一是管线布置一定要合理，二是管材要求高性能，三是管道基础形式要适当，四是加强管基处理工作，五是加强管道接口的施工处理，六是搞好管道的内外防腐工作。

参考文献：

[1]柳金海.不良条件管道工程设计与施工手册[M].河北：中国物价出版社，1992.

黄土高原的范围范文第5篇

关键词：强夯;湿陷性黄土；有效深度

中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：

引言

强夯法是利用强大的夯击能对地基土的冲击力，并在地基土中产生冲击波，在冲击力的作用下土体孔隙比减小，土体密实，从而提高地基土的强度，同时， 夯锤对上部土体进行冲切，土体原有结构破坏，成为片层状或环绕硬粒的圈状密实结构。强夯法处理地基速度快、效果好、投资省的优点，在黄土地区尤为适用。文中对2000kN∙m、4000kN∙m及6000kN∙m三种不同夯击能处理湿陷性黄土进行试验分析，分析其地基处理的有效影响深度。

2.工程概况

场地处于西北黄土高原，属大陆性半干旱季风气候区，区域地质稳定。区内冲沟发育，山体被冲沟切割成形状复杂的侵蚀剥蚀黄土梁峁地貌。山梁上覆盖有深厚的湿陷性黄土，具有自重湿陷性，湿陷性中等～强烈，湿陷等级Ⅱ～Ⅳ。

由于工程设计的需要，开展了地基处理试验段研究。强夯法作为地基处理的一种方案比选形式，在试验段内划分了试验小区，开展了施工试验。强夯法试验小区内湿陷性黄土厚度15m，湿陷性中等～强烈，湿陷等级Ⅳ。

3. 试验施工参数

本次主夯点按正方形布置，夯点间距4.0m，主夯分两遍击，满夯分一遍夯击，锤印搭接三分之一，试验施工参数见表3-1：

强夯法地基处理施工参数表3-1

强夯施工程序：场地清理根据场地条件布设方格网测量场地标高单点夯试验第一遍主夯平整场地进行标高复测第二遍主夯平整场地进行第二遍夯标高复测满夯平整场地标高复测施工验收进入下一道工序。

4. 试验检测

强夯小区在强夯前后分别在小区内挖探井取土样进行室内土工试验，对相同深度内土样物理力学性质进行对比，以检测强夯处理地基效果，本文主要针对土体干密度、孔隙比、压缩模量和湿陷系数进行对比。

4.1 2000kN∙m强夯试验

整理和分析试验结果，绘制2000kN∙m强夯处理前后地基土物理力学性质对比曲线（分别见图4-1~4-4）。

图4-1 强夯前后干密度对比曲线 图4-2 强夯前后孔隙比对比曲线

图4-3强夯前后压缩模量对比曲线图 图4-4强夯前后湿陷系数对比曲线

由上图4-1～4-4,可看出经过2000kN∙m强夯处理，地基土体在5.0m深度范围内，干密度提高百分率为14.3%，孔隙比降低百分率为22.9%压缩模量平均值为10.4MPa，湿陷系数较夯前有大幅降低，且均小于0.015， 在5.0m深度范围内湿陷性全部消除。

4.2 4000kN∙m强夯试验

整理和分析试验结果，绘制4000kN∙m强夯处理前后地基土物理力学性质对比曲线（分别见图4-5~4-8）。

图4-5强夯前后干密度对比曲线图4-6强夯前后孔隙比对比曲线

图4-7强夯前后压缩模量对比曲线图图4-8强夯前后湿陷系数对比曲线图

由上图4-5～4-8,可看出经过4000kN∙m强夯处理，地基土体在7.0m深度范围内，干密度提高百分率为14.9%，孔隙比降低百分率为26.3%，压缩模量平均值为15.8MPa，湿陷系数较夯前有大幅降低，且均小于0.015， 地基土在7.0～8.0m深度范围内湿陷性全部消除。

4.3 6000kN∙m强夯试验

整理和分析试验结果，绘制6000kN∙m强夯处理前后地基土物理力学性质对比曲线（分别见图4-9~4-12）。

图4-9强夯前后干密度对比曲线图4-10强夯前后孔隙比对比曲线

图4-11强夯前后压缩模量对比曲线图4-12强夯前后湿陷系数对比曲线

由上图4-9～4-12,可看出经过6000kN∙m强夯处理，地基土体在9.0m深度范围内，干密度提高百分率为15.1%，孔隙比降低百分率为26.6%，压缩模量平均值为13.3MPa，湿陷系数较夯前有大幅降低，且均小于0.015， 地基土在9.0～10.0m深度范围内湿陷性全部消除。

5. 结语

1）采用强夯法处理湿陷性黄土地基，应先在场地内选择有代表性地段进行试夯或试验性施工，以确定其适用性和施工参数。

2）夯点的夯击次数应通过现场试夯确定，并用最后两击的平均夯沉量进行双控；

3）综合强夯前后地基土体物理力学性质指标及湿陷系数对比，2000kN∙m强夯地基处理有效深度为5.0m；4000kN∙m强夯地基处理有效深度为为7.0～8.0m； 6000kN∙m强夯地基处理有效深度为9.0～10.0m。

参考文献

中华人名共和国行业标准. 建筑地基处理技术规范(JGJ79—2002)[S]. 北京：中国建筑工业出版社,2002.

中华人名共和国国家标准.湿陷性黄土地区建筑规范（50025-2004）[S]. 北京：中国建筑工业出版社,2004.

《工程地质手册》编写委员会.工程地质手册[第四版]. 北京：中国建筑工业出版社,2007.

张伯平,席丁民,张玉香.关中西部黄土地基强夯处理工程效果研究[J].西北农业大学学报,2000,28(5):95-99.

陕西省工程建设标准.强夯法处理湿陷性黄土地基技术规程（DBJ61-9-2008）.

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