濕陷性黃土地區(qū)某建筑地基土變形破壞分析★

楊 旭 　 甄平福 　 劉 魁 　 陳冬貴

(信息產(chǎn)業(yè)部電子綜合勘察研究院，陜西 西安　710054)

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濕陷性黃土地區(qū)某建筑地基土變形破壞分析★

楊 旭 甄平福 劉 魁 陳冬貴

(信息產(chǎn)業(yè)部電子綜合勘察研究院，陜西 西安710054)

摘要：依托西安周邊某病害工程實例，通過現(xiàn)場鉆孔、調查以及室內試驗，從地基土含水率、壓縮性、濕陷性等方面，簡要分析了建筑變形破壞的特征及原因，在此基礎上提出了濕陷性黃土地區(qū)病害防治措施。

關鍵詞：濕陷性黃土，變形破壞，含水率，壓縮性，濕陷性

0引言

我國濕陷性黃土分布范圍很大，面積約43萬km2[1,2]，主要分布在河南西部、山西南部以及甘肅的大部分地區(qū)。濕陷性黃土的最大特點是在土的自重壓力或土的附加壓力與自重壓力共同作用下受水浸濕時將產(chǎn)生急劇而大量的附加沉降，黃土的這種性質對建設在地下水位埋深較深地區(qū)的多層建筑危害是相當大的，往往會造成房屋的開裂、傾斜以及變形破壞。富平地處關中平原與黃土高原的過渡帶，區(qū)內分布大面積的濕陷性黃土，本文分析的病害建筑物就分布于富平縣區(qū)域。

1工程概況及基本地質條件

1.1工程概況

發(fā)生變形破壞的建筑物為4層辦公樓，該樓建于1978年，在建設之初未進行勘察，地基處理按照濕陷性Ⅱ進行處理，在2000年左右房屋整體發(fā)生向北傾斜，于2002年進行了傾斜原因調查和補充勘察工作，在此基礎上采用樁基托換對其進行了加固，設計樁長10 m～15 m，樁徑1.2 m。近年來該樓再次發(fā)生傾斜變形，上部結構開裂，具體見圖1。

1.2基本地質條件

我院接受委托后對該樓再次進行了補充勘察，共布設8個勘探孔，孔深27.60 m～28.20 m不等，勘探間距20 m～23 m不等，在勘探深度范圍內未見地下水。場地內的地層主要為素填土、黃土、古土壤以及卵石，具體場地平面圖見圖2。

場地內素填土厚度為0.90 m～2.00 m，黃土和古土壤厚度約26 m，卵石層埋深在27 m左右，在28.50 m勘探深度范圍未見地下水。

2建筑物地基土變形破壞特征分析

2.1建筑物地基土含水率分析

含水率對濕陷性黃土的工程性影響是很大的[5-7]，當含水率

底板中心處最終沉降量s′=∑Δsi′=138.08 mm；0.025×∑Δsi′=3.45 mm>Δsn′=0.79 mm；取沉降經(jīng)驗系數(shù)Ψs=1.0，地基最終變形量為s=Ψss′=138 mm，較處理前減小約1/3。

3結語

到目前為止，本工程竣工已有兩年時間，經(jīng)現(xiàn)場觀察沉降7 cm左右。實踐證明，木樁復合地基處理可使軟土地基承載力有效提高，地基變形量大為減小，且具有施工操作過程簡單、施工機具設備簡易、工期短等優(yōu)點。相對于預制樁、水泥土攪拌樁復合地基和CFG樁復合地基等其他地基處理方式而言，具有工期短、造價低、施工操作簡便等優(yōu)勢，特別是在工期緊張、大型機械進場困難、木材來源豐富的情況下，木樁復合地基優(yōu)勢尤為明顯。

參考文獻：

[1]何劍波.木樁在給水工程軟弱地基處理中的應用.市政技術，2007，25(5):392-393.

[2]JGJ 79—2012，建筑地基處理技術規(guī)范.

[3]JGJ 94—2008，建筑樁基技術規(guī)范.

[4]GB 50007—2011，建筑地基基礎設計規(guī)范.

增加到一定的程度時，黃土會發(fā)生濕陷，且濕陷前后工程性能截然不同；濕陷性黃土被水浸濕飽和之后，在失去原來濕陷性質的同時，它的水理和力學性質均發(fā)生變化；濕陷性黃土當含水率大的時候，壓縮性大，濕陷性小，反之則濕陷性大，壓縮性小。基于含水率對濕陷性黃土工程性質的重要性，針對本工程場地內的地基土進行了含水率分析和壓縮性分析，具體見圖3，圖4。

從圖3可以看到，在5 m～10 m范圍內，地基土含水率變化情況為已建辦公樓北側的2號、1號、3號以及南側西南角的5號含水率較大，分別為2號最大含水率為31.7%，1號最大含水率為28.2%，3號最大含水率為26.2%，5號最大含水率為23.4%；已建辦公樓南側的8號、7號、6號以及東北角的4號含水率相對較小，分別為8號最大含水率為22.7%，7號最大含水率為19.4%，6號最大含水率為14.6%，4號最大含水率為14.3%。

2.2建筑物地基土壓縮性分析

從圖4中可以看到在5.00 m～9.00 m范圍內，2號壓縮系數(shù)a1-2在0.48 MPa-1～1.07 MPa-1，對應的壓縮模量為2.07 MPa～4.22 MPa；其次是1號壓縮系數(shù)a1-2為0.54 MPa-1～0.97 MPa-1，對應的壓縮模量為2.27 MPa～3.72 MPa；8號的壓縮系數(shù)a1-2在0.55 MPa-1～0.66 MPa-1，對應的壓縮模量為3.11 MPa～3.55 MPa；5號的壓縮系數(shù)a1-2在0.30 MPa-1～0.64 MPa-1，對應的壓縮模量為3.36 MPa～7.00 MPa；7號的壓縮系數(shù)a1-2在0.19 MPa-1～0.33 MPa-1，對應的壓縮模量為6.51 MPa～7.87 MPa；4號的壓縮系數(shù)a1-2在0.14 MPa-1～0.25 MPa-1，對應的壓縮模量為8.66 MPa～14.52 MPa；6號的壓縮系數(shù)a1-2在0.15 MPa-1～0.24 MPa-1，對應的壓縮模量為9.09 MPa～13.19 MPa。

2.3建筑物地基土濕陷性分析

由于已建辦公樓在建設初期未進行巖土工程勘察，且在2002年由西安某勘察單位對已建建筑進行補充勘察過程中，控制性鉆孔僅僅只有15.00 m，未能揭露濕陷性黃土層，故此次我院對辦公樓重新進行濕陷性評價。

濕陷性評價結果見表1。

根據(jù)表1計算結果表明，已建建筑南側的4號～6號以及東北角的7號所揭露的地基土具有Ⅳ級(很嚴重)自重濕陷性，而北側的1號、2號和東南角的8號所揭露的地基土具有Ⅱ級(中等)自重濕陷性，與之前勘察報告中提到的濕陷等級為Ⅱ級相比，濕陷等級增大。

3建筑物變形因素分析

對比圖3和圖4可以發(fā)現(xiàn)已建辦公樓北側鉆孔的含水率明顯比南側高，其壓縮系數(shù)同樣也遵循這樣的規(guī)律，這也符合現(xiàn)場辦公樓傾斜的方向，由于北側地基土的含水率較南側大，地基土的工程性質發(fā)生變化，在上覆荷載的作用下產(chǎn)生附加沉降，從而導致建筑物整體向北傾斜。

表1中濕陷性評價可以看到，北側的地基土濕陷性明顯小于南側，主要是因為北側自來水管漏水，使得其地基土長期處于高含水狀態(tài)，因此濕陷性相對于南側較小。

綜上所述，已建辦公樓再次發(fā)生傾斜變形的原因歸納為以下幾點：1)辦公樓中的地下管網(wǎng)滲漏嚴重，導致地基長期浸泡在水里；2)已建場地雖然進行了地基加固，但是由于加固的樁長不滿足濕陷性黃土層處理深度，使得加固樁的樁端處于濕陷性土層中，導致地基土濕陷變形；3)已建辦公樓場地地基為自重Ⅳ級(很嚴重)濕陷性黃土，之前勘察報告中由于勘探深度不足，未穿透濕陷性土層，導致濕陷性判定錯誤；4)已建建筑物四周雖然在之前的加固中進行了防水處理，但是現(xiàn)場調查發(fā)現(xiàn)已建建筑物四周的混凝土地面開裂嚴重，最大裂縫30 mm，這些裂縫使得地表水能夠滲入到地基土的內部，使得地基土的含水率增大，在上部荷載的作用下，濕陷性黃土濕陷，地基下沉，造成辦公樓地基及墻體不均勻沉降，局部開裂。

4結語

濕陷性黃土地區(qū)水是對建(構)筑物最大的威脅，尤其是對地下水位埋深較深的多層建筑，由于管道漏水或建筑散水做的有問題，常常造成自來水或雨水下滲，使得地基土長期浸泡在水中，導致地基土濕陷性發(fā)生變化，之前濕陷性較小或無濕陷性的黃土轉化為濕陷性黃土，使得場地的濕陷等級增加增大，從而造成地基土變形失穩(wěn)對上部建筑造成破壞。故對濕陷性黃土地區(qū)已建的多層建筑，應定期的進行防水檢測，避免不必要的損失。

The application of timber pile composite foundation in soft soil foundation treatment

Peng HuiYin YiyingLv Lianbing

(HunanDesignBranch,PAN-CHINAConstructionGroupLimitedCompany,Changsha410018,China)

Key words:timber pile, composite foundation, foundation treatment, bearing capacity, settlement

Abstract:This paper introduced the working mechanism of timber pile composite foundation, taking the application of timber pile composite foundation in a water pool for example, analyzed the composite foundation vertical bearing capacity, settlement and quality control problems, pointed out the timber pile composite foundation could effectively solve the poor soft soil foundation bearing capacity, too large settlement and other problems, had broad application prospect.

文章編號：1009-6825(2016)14-0055-03

收稿日期：2016-03-05★：2011年陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計劃(項目編號：2011KTZB03-02-04)

作者簡介：楊旭(1985- )，男，碩士，工程師

中圖分類號：TU475.3

文獻標識碼：A