大厚度濕陷性黃土的地基處理與防護(hù)
——以蘭州新區(qū)田園綜合體項(xiàng)目為例

楊 喜

（蘭州城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730030）

近年來隨著蘭州新區(qū)的飛速發(fā)展，建設(shè)用地慢慢向秦王川盆地東南部的黃土丘陵溝谷地帶靠近。東、西、南三面為低緩的黃土丘陵，相對(duì)高出盆地40～60 m。后經(jīng)人工平山整地，堆填而成為平地。場(chǎng)地的黃土濕陷性土層厚度很大，濕陷等級(jí)很嚴(yán)重，如何在這些場(chǎng)地上既合理又經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行地基處理，成為討論的課題。

1 大厚度濕陷性黃土地基處理的工程實(shí)例

1.1 工程簡(jiǎn)述

蘭州新區(qū)田園綜合體項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)區(qū)位于皋蘭縣西岔鎮(zhèn)東南部，擬建場(chǎng)區(qū)現(xiàn)狀為空地，系人工推填整平而成（如圖1），西接規(guī)劃農(nóng)博東路北段，北臨農(nóng)業(yè)景觀大道，南側(cè)為新農(nóng)村規(guī)劃1#內(nèi)路，東接規(guī)劃田園大道北段。

圖1 區(qū)域推平

1.2 地層特征

勘探所達(dá)深度范圍內(nèi)上部主要為第四系全新統(tǒng)（Q4）～上更新統(tǒng)（Q3）沖洪積、風(fēng)成碎屑沉積物，由素填土、黃土狀粉土組成。其地層巖性分布分述如下：

（1）素填土（Q4ml）：層厚 0.5～23.1 m，以人工回填黃土、黃土狀粉土為主，含有個(gè)別礫石，稍密，稍濕。

（2）黃土狀粉土（Q3eol）：揭示層厚一般介于2.1～57.9 m，黃褐色，土質(zhì)不純，可見白色鹽質(zhì)斑點(diǎn)及條紋，垂直節(jié)理發(fā)育，局部夾薄層粉砂；干強(qiáng)度低，韌性差，搖振反應(yīng)中等，風(fēng)積成因。稍密～中密～密實(shí)，稍濕。

1.3 土的物理學(xué)性質(zhì)

對(duì)采取的土樣進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)，現(xiàn)將試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)于表1：

表1 素填土的常規(guī)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，場(chǎng)內(nèi)素填土層濕度呈稍濕狀；密實(shí)度呈稍密～中密狀。壓系數(shù)λ最大0.87，最小0.68，平均0.74，局部范圍1～2 m內(nèi)壓實(shí)度較大。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，場(chǎng)內(nèi)黃土狀粉土層濕度呈稍濕狀；密實(shí)度呈稍密～中密～密實(shí)狀，見表2。

表2 黃土狀粉土的常規(guī)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

1.4 土的濕陷性評(píng)價(jià)

據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果，場(chǎng)區(qū)內(nèi)素填土濕陷系數(shù)δs最大值為0.147，最小值為0.013，自重濕陷系數(shù)δzs最大值為0.129，最小值為0.001，濕陷性等級(jí)為IV級(jí)（很嚴(yán)重）。

黃土狀粉土濕陷系數(shù)δs最大值為0.133，最小值為0.002，自重濕陷系數(shù)δzs最大值為0.099，最小值為0，濕陷等級(jí)很嚴(yán)重。濕陷下限深度最大為33 m，最小為21 m，一般為27 m，見表3。

表3 黃土濕陷量計(jì)算結(jié)果表

場(chǎng)內(nèi)原地面以下土層具IV級(jí)（很嚴(yán)重）自重濕陷性。

2 大厚度濕陷性黃土地基處理的方法及基礎(chǔ)選型

以本工程為例，結(jié)合場(chǎng)區(qū)地層條件，場(chǎng)內(nèi)地層結(jié)構(gòu)主要為素填土、黃土狀粉土，素填土、黃土狀粉土具Ⅳ級(jí)（很嚴(yán)重）自重濕陷性，地層總體上較為軟弱，建議對(duì)場(chǎng)區(qū)地基進(jìn)行整片處理，地基處理可采用以下幾種方法：

2.1 擠密法

對(duì)于載荷較大的建筑，可采用擠密法處理地基（圖2）。

圖2 擠密法處理地基

2.2 強(qiáng)夯法

對(duì)荷載較小的建筑，以素填土或黃土狀粉土作為基礎(chǔ)持力層時(shí)，可采用強(qiáng)夯法處理地基（如圖3所示）；強(qiáng)夯前應(yīng)選定試夯區(qū)域進(jìn)行試夯，以確定合理的強(qiáng)夯施工工藝參數(shù)；夯擊時(shí)應(yīng)按試驗(yàn)和設(shè)計(jì)確定的強(qiáng)夯參數(shù)進(jìn)行，為達(dá)到理想的強(qiáng)夯處理效果，應(yīng)嚴(yán)格控制含水量，必要時(shí)對(duì)地層予以增濕；強(qiáng)夯地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)確定。

圖3 強(qiáng)夯法處理地基

3 大厚度濕陷性黃土場(chǎng)地的設(shè)計(jì)建議

通過勘察總結(jié)在大厚度濕陷性黃土地基上設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下問題：

（1）水是引起黃土濕陷的直接原因，因此要特別注意場(chǎng)地內(nèi)可能出現(xiàn)的水，這包括地下水和地表水，對(duì)有地下水的場(chǎng)地要仔細(xì)分析其有無上升趨勢(shì)和上升到未處理濕陷性土層的可能，合理的選取基礎(chǔ)形式和持力層；對(duì)地表水要做好收集排放措施，對(duì)于山體附近的場(chǎng)地還應(yīng)考慮山體所排的雨水對(duì)場(chǎng)地的影響，必要時(shí)要設(shè)置排洪溝，使洪水能順利排出，保障建筑物的安全。

（2）對(duì)于填方的范圍內(nèi)應(yīng)注意土在自重壓力下長(zhǎng)期的壓密、固結(jié)變形。

（3）對(duì)于場(chǎng)地較大而濕陷量不均時(shí)應(yīng)針對(duì)不同部位的建筑物進(jìn)行不同深度的處理，必要時(shí)可設(shè)置地下室以解決濕陷量大的問題。

（4）對(duì)于大厚度濕陷性黃土處理深度不能滿足剩余濕陷量規(guī)定時(shí)，應(yīng)在加大處理寬度的基礎(chǔ)上方能適當(dāng)減小處理深度。

4 大厚度濕陷性黃土地基綜合設(shè)防措施

4.1 防水措施

采用地基處理后的復(fù)合地基時(shí)，還應(yīng)做好建筑物基礎(chǔ)下灰土墊層，保證隔水效果，使水無法滲透進(jìn)入地基，避免復(fù)合地基軟化或向深部未處理土層滲入產(chǎn)生濕陷變形。

4.2 結(jié)構(gòu)措施

對(duì)于未滿足處理深度的，為使建筑物結(jié)構(gòu)能適應(yīng)不均勻沉降和局部變形，以彌補(bǔ)因地基處理深度不足產(chǎn)生地基變形后而不均勻沉降，選擇抵抗不均勻沉降能力較強(qiáng)的基礎(chǔ)形式，加強(qiáng)建筑物的整體剛度、設(shè)置沉降縫是非常有效的措施。

4.3 維護(hù)措施

對(duì)于建造在濕陷性黃土場(chǎng)地上的建筑物要有良好的維護(hù)措施，定期檢查防水措施的可靠性以及周圍用水對(duì)建筑物的影響是減少濕陷機(jī)會(huì)的有效措施。