1 黃土濕陷現象的成因
1.1形成原因黃土類土是一種特殊的第四紀大陸鬆散堆積物，性質特殊。晉城礦區主要分布有：老黃土，一般沒有濕陷性，土的承載力較高，以Q2離石黃土為代表；新黃土，廣泛覆蓋在老黃土之上，在礦區分布廣泛，與工程建築關係密切，一般都具有濕陷性，尤以Q3馬蘭黃土構成濕陷性土的主體。黃土在乾燥時具有較高的強度，而遇水後表現出明顯的濕陷性，這是由黃土本身的成分結構決定的。
黃土中含60多種礦物，以碎屑礦物為主，並含部分黏土礦物。碎屑礦物中主要為石英、長石、碳酸岩；黏土礦物絕大多數為水雲母，並有少量蒙脫石和高嶺石等。易溶鹽、中溶鹽和有機物的含量較少。
構成黃土的結構體系是骨架顆粒，它的形態和連線形式影響到結構體系的膠結程度，它的排列方式決定著結構體系的穩定性。濕陷性黃土一般都形成粒狀架空點接觸或半膠結形式，濕陷程度與骨架顆粒的強度、排列緊密情況、接觸面積和膠結物的性質和分布情況有關。黃土在形成時是極鬆散的，靠顆粒的摩擦和少量水分的作用下略有連線，但水分逐漸蒸發後，體積有所收縮，膠體、鹽分、結合水集中在較細顆粒周圍，形成一定的膠結連線。經過多次的反覆濕潤乾燥過程，鹽分積累增多，部分膠體陳化，因此逐漸加強膠結而形成較鬆散的結構形式。季節性的短期降雨把鬆散的粉粒黏結起來，而長期的乾旱氣候又使土中水分不斷蒸發，於是少量的水分連同溶於其中的鹽分便集中在粗粉粒的接觸點處，可溶鹽類逐漸濃縮沉澱而形成為膠結物。隨著含水量的減少土粒彼此靠近，顆粒間的分子引力以及結合水和毛細水的連線力也逐漸增大，這些因素都增強了土粒之間抵抗滑移的能力，阻止了土體的自重壓密，形成了以粗粉粒為主體骨架的多空隙結構。當黃土受水浸濕時，結合水膜增厚楔入顆粒之間，於是結合水連線消失，鹽類溶於水中，骨架強度隨著降低，土體在上覆土層的自重壓力或在自重壓力與附加壓力共同作用下，其結構迅速破壞，土粒向大孔滑移，粒間孔隙減小，從而導致大量的附加沉陷。這就是黃土濕陷現象的內在過程。
黃土在一定壓力作用下，受水浸濕後結構迅速破壞而產生顯著附加沉陷性能，稱為濕陷性。濕陷產生的根本原因是黃土具有明顯的遇水連線減弱，結構趨於緊密的有利於濕陷的特殊成分和結構。衡量黃土濕陷程度的指標為“濕陷係數”即δs。
δs=■ （1）
式中：hp為保持天然的濕度和結構的土樣，加壓至一定壓力時，下沉穩定後的高度，cm；hp′為上述加壓穩定後的土樣，在受水作用下，下沉穩定後的高度，cm；h0為土樣的原始高度，cm。
當δs值小於0．015時，應定為非濕陷性黃土，當δs值大於或等於0．015時，應定為濕陷性黃土。
黃土受水浸濕後，在上部土層的飽和自重壓力作用下而發生的濕陷，稱為自重濕陷，否則稱非自重濕陷。
劃分自重濕陷和非自重濕陷黃土時，可取土樣在室內作浸水壓縮試驗，在土的飽和自重壓力下測土的自重濕陷係數δzs。
即δzs=■ （2）
式中：hz為保持天然含水率和結構的土樣，加壓至土的飽和自重壓力時，下沉穩定後的高度，cm；hz′為穩定後的土樣，在受水作用下，下沉穩定後的高度，cm；h0為土樣的原始高度，cm。
當δzs<0．015時，應定為非自重濕陷性黃土；當δzs≥0．015時，應定為自重濕陷性黃土。
濕陷性黃土地基濕陷等級，應根據基底下各土層累計的總濕陷量Δs和計算自重濕陷量Δzs的大小等因素確定。
Δs=∑βδsi hi （3）
式中：δsi為第i層中的濕陷係數；hi為第i層土的厚度,cm；β為考慮地基土的側向擠出和浸水幾率等因素的修正係數。基底下5 m（或壓縮層）深度內取1．5；5 m（或壓縮層）深度以下，在非重濕陷性黃土場地，可不計算；在自重濕陷性場地，可按（4）式的β0值取用。
自重濕陷量Δzs=β0∑δzsi hi （4）
式中：δzsi為第i層土在上覆土的飽和自重壓力下的自重濕陷係數；hi為第i層土的厚度,cm；β0為因土質地差異的修正係數。晉城地區取0．5。利用δsi和δzsi確定濕陷等級可參考表1。
2 濕陷性黃土地基的處理
濕陷性黃土地基處理的目的主要是通過消除黃土的濕陷性，提高地基的承載力。常用的地基處理方法有：土或灰土墊層、土樁或灰土樁、強夯法、重錘夯實法、樁基礎、預浸水法等。各類地基的處理方法都應因地制宜，通過技術比較後合理選用。
對於Ⅱ級以上濕陷性黃土地基處理如採用土或灰土墊層、土樁或灰土樁、樁基礎預浸水法，不同程度存在工作量大、花費勞力多、施工現場占地大、工期長、造價高等缺點。近幾年來，強夯法以其處理地基施工簡便、速度快、效果好、造價低等優點，在全國濕陷性黃土地區得到廣泛套用和推廣，在我集團公司寺河礦，處理濕陷性黃土地基的效果也十分明顯。
寺河礦聯合建築設計在Ⅱ級自重濕陷性黃土地基之上，自重濕陷量19．6 cm，總濕陷量達37．25 cm，承載力也較低。經強夯處理後，終夯面以下5．5 m深度範圍內濕陷性完全消除，承載力顯著提高。強夯後的標貫試驗檢測對比見表2。
通過強夯可以完全消除地基土的濕陷性，地基承載力標準值顯著提高，解決場地範圍地基的不均勻沉降。
強夯對於淺基礎工程就不需要挖方，對基礎設在2 m深以內建築物而言鏟去基礎範圍內的表層土，進行強夯後就可直接施工基礎工程。強夯施工投入勞動力少，效率高、工期也短，受天氣影響不明顯，不占用場地，並可做到文明施工。
H=α■/10 （5）
式中：H為加固深度；w為錘重，kN；h為落距，m ；α為係數，其值為0．5～1．0，一般為0．6左右。
當單擊能為1 000 kN·m～ 2 000 kN·m時，一般可消除夯面以下4 m～6 m深度內黃土的濕陷性。
通過試驗表明：在相距5 m範圍內夯擊時，相當8度地震烈度破壞；在 20 m以外相當7度地震烈度破壞；在30 m以外，當夯擊能力為200 kN·m時，對建（構）築物基本上沒有震害問題，只有相應的噪音影響。
2.4 強夯時必須注意的問題首先應進行設計試夯；其次，強夯施工時，應考慮含水量大小，如含水量適中，可直接強夯，否則應採取相應的措施後再夯實；第三，注意夯實時間間隔。
3 結語
（1）黃土結構特徵及其物質組成是產生濕陷的內在因素，而水的浸潤和壓力是產生濕陷的外部條件。
（2）消除黃土地基濕陷性的方法有多種，Ⅱ級濕陷地基處理時應選強夯法為宜。
