談鹽漬土地區(qū)建筑的地基處理設(shè)計

李娟,張彩陽

（陜西方圓工程設(shè)計有限責(zé)任公司，西安 710068）

談鹽漬土地區(qū)建筑的地基處理設(shè)計

李娟,張彩陽

（陜西方圓工程設(shè)計有限責(zé)任公司，西安 710068）

介紹了鹽漬土的成分、分類以及危害，并以山西省運城市中心醫(yī)院新院的醫(yī)療綜合樓為例，闡述該工程采用強夯法處理鹽漬土、濕陷性黃土的設(shè)計與施工。實踐證明，鹽漬土采用強夯法進行地基處理是可行的，處理效果良好。所提出的鹽漬土地區(qū)地基設(shè)計的幾點建議，對今后鹽漬土地區(qū)的地基設(shè)計有一定的指導(dǎo)意義。

鹽漬土；溶陷；鹽脹；濕陷；強夯

1 引言

鹽漬土是一種土層中含有石膏、芒硝、巖鹽（硫酸鹽或氯化物）等易溶鹽且其含量大于0.5%的土。這種土在我國分布廣泛，其特性就是具有溶陷性、鹽脹性和腐蝕性。土中常見的易融鹽有氯鹽、硫酸鹽和碳酸鹽。因此,通常情況下將鹽漬土分為氯鹽漬土、硫酸鹽漬土、碳酸鹽漬土。在天然狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)強度較高，承載力較大，但一旦浸水后，土體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，會產(chǎn)生較大的溶陷變形，而且大都具有自重濕陷性，使建筑物開裂、傾斜或結(jié)構(gòu)被腐蝕破壞，對工程建設(shè)的危害很大。因此，在設(shè)計中應(yīng)特別加以重視。

《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021—2001）中規(guī)定：“巖土中易溶鹽含量大于0.3%，并具有溶陷、鹽脹、腐蝕等工程特性時，應(yīng)判定為鹽漬土?！盵1]

鹽漬土的溶陷性由溶陷系數(shù)δ判定，《鹽漬土地區(qū)建筑規(guī)范》（SY/T 0317—1997）判定：“當(dāng)溶陷系數(shù)δ≥0.01時，判定為溶陷性土。”[2]溶陷等級則以分級溶陷量來判定。

濕陷性黃土的濕陷系數(shù)ζ判定，按《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB 50025—2004）規(guī)定：“當(dāng)濕陷系數(shù)ζ≥0.015時，應(yīng)判定為濕陷性黃土。”[3]

由此看來，鹽漬土的判定比濕陷性黃土的判定要嚴(yán)格。

本文著重介紹山西省運城市中心醫(yī)院新院的醫(yī)療綜合樓采用強夯法處理鹽漬土、濕陷性黃土的設(shè)計、施工。

2 工程概況

本工程為山西省運城市中心醫(yī)院新院醫(yī)療綜合樓，位于運城市河?xùn)|路南側(cè)，東鄰周西路，西靠禹西路，南靠鹽湖大道?？偨ㄖ娣e12.3×104m2。整座建筑根據(jù)功能需要，分為5個結(jié)構(gòu)單元（見圖1），Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)、Ⅳ區(qū)為門診醫(yī)技和VIP病房，地下1層，地上5層，采用框架結(jié)構(gòu)；Ⅴ區(qū)為病房樓，地下1層，地上12層，采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。

該工程地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為乙類；基本設(shè)防烈度為7度（0.15g），地震分組為第一組；建筑抗震設(shè)防類別為乙類；場地土類別為Ⅲ類。依據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB 50025—2004），Ⅴ區(qū)屬于乙類建筑，其余區(qū)域為丙類建筑。

圖1 平面分區(qū)示意圖

3 工程地質(zhì)概況

根據(jù)山西省第八地質(zhì)工程勘察院2005年8月提供的《巖土工程勘察報告》，建筑場地位于運城鹽湖北岸黃土隴崗地貌單元，主要為湖積形成的含鹽量較大的粉土及粉質(zhì)黏土，屬堆積地形，地層時代為上更新統(tǒng)Q3l地層。場地土層的工程地質(zhì)特征自上而下分為9層，為粉土或粉質(zhì)黏土。其中第②、第④1層為鹽漬土，地表下12.5m為濕陷性黃土。

土的濕陷量Δzs=24.3～156.1mm，總濕陷量Δs=98.8～ 100.5mm，為Ⅱ級自重濕陷性黃土，濕陷深度為地表下12.5m。

根據(jù)含鹽化學(xué)成分，CI1-/SO42-=（0.007～0.11）/（0.89～1.95）＜0.3，屬硫酸鹽漬土；土中可溶鹽含量為1.10%～3.52%，屬中鹽漬土。

綜合上述兩點判定：場地為Ⅱ級自重濕陷（溶陷）性黃土。

地下水評價：建筑場地地下水位為20.3～24.6m，屬孔隙潛水，且歷年呈下降趨勢，因此，地下水不會對建筑物造成太大影響。

4 地基處理方案選擇

基坑開挖標(biāo)高為-8.300m，主樓、裙樓基礎(chǔ)均位于第②層粉土（鹽漬土）上，該層具有溶陷性和濕陷性，根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB 50025—2004）要求，需對濕陷土層進行處理，且處理深度不小于濕陷土層的2/3。

4.1 地基處理方案確定

鹽漬土和濕陷性黃土雖然作用機理不同，但在溶（濕）陷性上存在類似之處，故對鹽漬土的處理也大多與濕陷性黃土的處理方法相同。

鹽漬土的處理方法有：浸水預(yù)溶法、強夯法、浸水預(yù)溶+預(yù)壓法、浸水預(yù)溶+強夯法、換土法、鹽化法、混凝土或鋼筋混凝土樁（墩）等。

濕陷性黃土的處理方法有：墊層法、強夯法、擠密法、預(yù)浸水法等。

該工程位于運城市的新區(qū)，場地比較空曠，周邊居住人群較少，工程占地面積較大。綜合各種因素，同時經(jīng)過對墊層法、擠密法、強夯法、鋼筋混凝土樁等方案的經(jīng)濟比較，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕つ芰η闆r，決定采用強夯法進行地基處理。

強夯法加固地基一般是以80～100kN的重錘，8～20m的落距，對土進行強力夯擊。它靠很大的沖擊能（一般為500～8000kN·m），使地基土中出現(xiàn)沖擊波和很大的動應(yīng)力，以提高土的強度，降低其壓縮性，改善土的振動液化條件，消除濕陷性黃土的濕陷性等，并能提高土層的均勻程度[4]。其方法簡單、快速和經(jīng)濟，在地基處理中得到廣泛應(yīng)用。

4.2 地基處理要求

根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》(GB 50025—2004)，在自重濕陷性黃土場地，乙類建筑需消除濕陷的深度不應(yīng)小于濕陷土層的2/3，且下部未處理濕陷性黃土層的剩余濕陷量不應(yīng)大于150mm。

Ⅴ區(qū)高層部分，采用強夯預(yù)處理+CFG樁復(fù)合地基。強夯處理基底下5m的土層，消除濕陷性并提高樁側(cè)阻力和樁間土的承載力，預(yù)處理后的樁間土的承載力特征值180kPa。

Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)、Ⅳ區(qū)裙房部分，采用強夯法處理，消除基底下6m土層的濕陷性，要求處理后土的承載力特征值200kPa。

5 施工參數(shù)的確定

在大面積施工前進行了試夯，試夯點布置在Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅴ區(qū)，根據(jù)試夯報告和《強夯法地基處理檢測報告》確定強夯施工指標(biāo)。

Ⅴ區(qū)：主夯能級為2000k·Nm，布點形式4.0m×4.0m正方形布點，隔點兩遍夯完。主夯每點一次連續(xù)夯不少于15擊，且最后兩擊夯沉量平均不大于5cm；滿夯能級為1000kN·m，每點一次連續(xù)夯，低錘滿夯不小于4擊，錘印搭接1/3。強夯后消除濕陷深度為5m。

其他區(qū)域：主夯能級為3000kN·m，布點形式4.0×4.0m正方形布點，隔點兩遍夯完，主夯每點一次連續(xù)夯不少于15擊，且最后兩擊夯沉量平均不大于5cm；滿夯能級為1500kN·m，每點一次連續(xù)夯，低錘滿夯不小于4擊，錘印搭接1/3。強夯后消除濕陷深度為6m。

強夯施工中嚴(yán)格遵守《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79—2002）、《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB 50025—2004）、《鹽漬土地區(qū)建筑規(guī)范》(SY/T 0317—1997)中有關(guān)要求[5]。

6 強夯檢測

強夯處理后的地基承載力檢測在強夯施工結(jié)束20天后進行。地基承載力特征值通過現(xiàn)場載荷試驗確定，載荷試驗檢測點不應(yīng)少于3點，原位測試和室內(nèi)土工試驗按500m2一個檢測點布置[4]。經(jīng)檢測，各項參數(shù)指標(biāo)均滿足設(shè)計要求。

7 鹽漬土地區(qū)地基設(shè)計的幾點注意事項

1）在實際設(shè)計工作中，遇到鹽漬土場地的情況相對較少，故可參考的經(jīng)驗也不多。由于鹽漬土浸水后，溶陷發(fā)展較黃土快，危害性也較大，因此，在設(shè)計中更應(yīng)該加以重視，對于未處理的剩余濕陷量控制應(yīng)嚴(yán)于濕陷性黃土。

2）由于粉土或粉質(zhì)黏土浸水后，產(chǎn)生的溶陷和濕陷是不易區(qū)分的。所以，在本工程的勘察報告中，僅評價場地的總濕陷量和濕陷等級，而不判定溶陷等級。

3）《鹽漬土地區(qū)建筑規(guī)范》（SY/T 0317—1997）規(guī)定：“鹽漬土地基的鹽脹性系指整平地面以下2m深度范圍內(nèi)土的鹽脹性。”本工程地下1層，埋深遠大于2m，故設(shè)計中不考慮鹽漬土的鹽脹性影響。但如果將鹽漬土作為回填土?xí)r，應(yīng)考慮其鹽脹性對建筑地坪及散水的影響。

4）鹽漬土地區(qū)，不僅要消除其溶陷性，還要對其腐蝕性加以重視。需根據(jù)《巖土工程報告》所判定的腐蝕等級，針對不同的介質(zhì)，采取相應(yīng)的措施，對混凝土及鋼筋混凝土中的鋼筋做好防腐處理。

8 結(jié)語

本文通過以山西省運城市中心醫(yī)院新院的醫(yī)療綜合樓為例，著重介紹強夯法處理鹽漬土地基的設(shè)計與施工，處理后地基土的各項指標(biāo)均滿足設(shè)計要求。該工程于2006年初設(shè)計完成，2010年竣工交付使用，至今使用狀況良好。

【1】GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范[S].

【2】SY/T0317—1997鹽漬土地區(qū)建筑規(guī)范[S].

【3】GB 50025—2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].

【4】JGJ79—2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

【5】陳仲頤，葉書麟.基礎(chǔ)工程學(xué)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1990.

Introduction to FoundationTreatment DesignonSaline SoilAreaBuilding

LI Juan,ZHANG Cai-yang
(Shaanxi FangyuanArchitectural DesignCo.Ltd.,Xi'an 710068,China)

This paper introduces the composition and classification and harm of saline soil,And use yuncheng central hospital's new medicalcomplexbuilding inshanxiprovinceasanexample.Makeuseofdynam ic compactionmethod todealw ith salinesoiland thedesign and constructionofcollapsible loess.Thepracticehasproved thatadoptingdynamiccompaction to treatground foundation isfeasibleand the effection is very good.The paper finally puts forward some design advices on saline soil which has guiding significance for the future foundationdesignofsalinesoilarea.

salinesoil;collapsibility;saltexpansion;collapsibility;dynam iccompaction

TU448

A

1007-9467（2016）08-0074-03

10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.016

2016-06-18

李娟（1964～），女，陜西西安人，工程師，從事結(jié)構(gòu)工程設(shè)計與研究，（電子信箱）juan.li@fygcsj.com。