尚月英

(山西路晟交通建筑設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030006)

高速公路房建場(chǎng)區(qū)原則上是因地制宜，盡量避免大填大挖，但考慮與主線銜接，還是經(jīng)常需要大填大挖處理，甚至有的是部分挖方部分填方，尤其是在山路地段，這種現(xiàn)象特別常見。對(duì)于濕陷性場(chǎng)地，這就要求地勘單位在評(píng)價(jià)和編制地質(zhì)報(bào)告時(shí)要特別注意這一點(diǎn)，以做出正確評(píng)價(jià)，同時(shí)也給房建設(shè)計(jì)的地基處理帶來(lái)復(fù)雜性。

1 濕陷性黃土的概念及相關(guān)問題

1.1 概念

在上覆土自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作用下或僅在上覆土的自重應(yīng)力作用下，受水浸濕后土結(jié)構(gòu)迅速破壞，并產(chǎn)生顯著附加下沉的土稱為濕陷性土。有時(shí)雜填土也具有濕陷性。濕陷性黃土廣泛分布于我國(guó)山西、陜西、甘肅大部分地區(qū)以及河南西部，此外，新疆、山東、遼寧等地區(qū)也有不連續(xù)分布。濕陷性黃土又分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土。在上覆土自重壓力作用下受水浸濕發(fā)生顯著附加下沉的，即為自重濕陷性黃土。反之，在上覆土自重壓力作用下受水浸濕不發(fā)生顯著附加下沉的，即為非自重濕陷性黃土。

1.2 濕陷性的危害

正常情況下，濕陷性黃土承載力較高，一旦受水浸濕，濕陷性黃土地基就引起迅速的附加變形即濕陷，很突然，而且不均勻，受水浸濕處及附近沉降大，不受水浸濕處不沉降或少沉降，由于上部結(jié)構(gòu)很難適應(yīng)和抵抗這種突發(fā)性的差異沉降，造成建筑物開裂、場(chǎng)院地面開裂、散水開裂，甚至散水倒坡，地表水、雨水一滲漏，加重開裂，形成惡性循環(huán)。

1.3 大填大挖場(chǎng)地濕陷性的正確判斷及行業(yè)問題

自重濕陷量的計(jì)算應(yīng)從天然地面算起，當(dāng)挖填方的厚度和面積較大時(shí)，則應(yīng)從設(shè)計(jì)地坪(即整平后場(chǎng)地標(biāo)高)算起，也就是說(shuō)與起算地面有關(guān)。起算標(biāo)高不同，濕陷性類型、等級(jí)通常不一致。所以，若挖填方太厚、面積也較大，場(chǎng)地濕陷性類型和等級(jí)與自然場(chǎng)地相比，一般會(huì)發(fā)生變化。若地勘單位不注意這點(diǎn)，在濕陷性場(chǎng)地上所做出的濕陷性判斷、評(píng)價(jià)也就不一定正確，最后會(huì)誤導(dǎo)設(shè)計(jì)單位做出不合理的地基處理，從而使建筑物存在安全隱患，甚至引發(fā)濕陷事故。但問題就出在這點(diǎn)上，地勘單位拿到房建設(shè)計(jì)單位提供的標(biāo)有自然地坪標(biāo)高和整平(設(shè)計(jì))地坪標(biāo)高的總圖后，不必提醒就應(yīng)該明白應(yīng)根據(jù)挖填方情況正確計(jì)算自重濕陷量和正確評(píng)價(jià)濕陷性類型和等級(jí)，但我發(fā)現(xiàn)就我們合作的幾家地勘單位，沒一家自覺地、不用提醒就給予正確考慮和評(píng)價(jià)。我發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題后，就要求他們給予重新評(píng)價(jià)，并重新提供地勘報(bào)告。為避免遺漏，我統(tǒng)一要求設(shè)計(jì)人員(主要是總圖和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員)事先在給地勘單位提供的總圖上明確標(biāo)清楚挖填情況，挖多少、填多少，并寫明要求他們?nèi)魹闈裣菪詧?chǎng)地就請(qǐng)正確給予評(píng)價(jià)。

2 濕陷性場(chǎng)地上建筑物的地基處理方法

根據(jù)場(chǎng)地濕陷土層厚度、濕陷類型和濕陷等級(jí)、建筑物的類別、周圍環(huán)境條件等作出具體的地基處理方法，達(dá)到在地基壓縮層內(nèi)或濕陷性黃土層內(nèi)改善土的物理力學(xué)性質(zhì)、降低土的壓縮性、消除濕陷性和提高地基承載力的目的。

2.1 不挖不填場(chǎng)地的地基處理

根據(jù)GB 50025-2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范規(guī)定的地基處理方法結(jié)合實(shí)際情況決定具體處理方案。處理原則通常是:當(dāng)處理厚度不大于3 m時(shí)，采用局部或整片換填素土或灰土墊層法;當(dāng)處理厚度大于3 m時(shí)，采用強(qiáng)夯法或擠密法(灰土擠密樁或素土擠密樁)處理，具體采用哪種方法要根據(jù)環(huán)境條件、施工條件結(jié)合經(jīng)濟(jì)比選而定。

2.2 挖方場(chǎng)地的地基處理

若將濕陷性土層全部挖除，則就不存在消除濕陷性問題了，而且因挖除的土層自重應(yīng)力就很大，所以承載力對(duì)多層建筑一般也就滿足了，對(duì)高層建筑則需根據(jù)具體情況決定是否需打復(fù)合樁以提高地基承載力和地基土的彈性模量。

2.3 填方場(chǎng)地的地基處理

這就是前面提到的地勘單位必須做出正確的濕陷性評(píng)價(jià)。在正確的評(píng)價(jià)前提下，設(shè)計(jì)師才能制定出合理的處理方法。高速路上的房建一般為多層建筑，所以以下方法是針對(duì)多層建筑的。若周圍沒有建、構(gòu)筑物，施工設(shè)備也不受限制，可選擇強(qiáng)夯法，消除濕陷性后再按規(guī)范要求分層回填素土或灰土至基底墊層下。當(dāng)由于條件限制不能采用強(qiáng)夯法時(shí)就采用擠密法處理。這又分兩種情況，對(duì)填方厚度不大于2 m的場(chǎng)區(qū)，先清除表層耕土、浮土或雜填土后再分層回填素土至設(shè)計(jì)標(biāo)高，最后再打灰土擠密樁或素土擠密樁消除濕陷性和提高承載力，但這時(shí)回填的素土壓實(shí)系數(shù)不能太高，0.95即可，因?yàn)樗赏琳衩?、密土振松原理，回填得太密?shí)了，打樁時(shí)反而將上層回填土層振松了，濕陷性消除了，但承載力可能不滿足要求了，當(dāng)然壓實(shí)系數(shù)也不能太低了，太低了，打樁后的承載力仍達(dá)不到設(shè)計(jì)要求;對(duì)填方厚度大于2 m的場(chǎng)區(qū)，可考慮清表后先打擠密樁(灰土或素土)完全消除原土的濕陷性，然后再按規(guī)范要求分層回填素土或灰土至基底墊層下，達(dá)到提高承載力的目的。此時(shí)的打樁不是提高承載力(因上部回填的褥墊層太厚，起不到褥墊層的調(diào)節(jié)樁、土應(yīng)力的作用)，僅僅是為了完全消除濕陷性。因上面還要回填2 m以上的墊層，故對(duì)多層建筑來(lái)講，其下臥層承載力通常滿足要求，2 m以上的回填土也起到了提高地基承載力的作用。這樣做的好處還在于省去了先回填土、再打樁的程序，省了工序，造價(jià)上也經(jīng)濟(jì)，綜合效果不錯(cuò)。

2.4 半填半挖或半填不挖場(chǎng)地的地基處理

當(dāng)場(chǎng)地為半填半挖或半填不挖時(shí)，總圖上盡量將建、構(gòu)筑物放在填方上或挖方上，若實(shí)在避免不了，則必須根據(jù)具體情況慎重考慮。若挖填方高差不大，最好清平后再分層回填，若挖填高差大，則在回填填方部分時(shí)一定要處理好兩點(diǎn):回填土不僅要考慮自身的壓實(shí)系數(shù)和承載力要與挖方段或不挖段匹配，還要考慮與挖方段或不挖段交界處的銜接，一定要將老土層交界面以1∶2(高500 mm)放臺(tái)階，與新回填土銜接好。否則，將來(lái)建筑物必會(huì)因地基的不均勻沉降或填方段沿新舊交界面滑移而產(chǎn)生開裂甚至更嚴(yán)重的破壞。

3 濕陷性場(chǎng)地上的地基處理實(shí)例

就以上高填方地段用先打樁消除濕陷后再回填土的情況，舉例說(shuō)明。

山西省平陸縣交通局平陸汽車站候車樓，3層框架結(jié)構(gòu)，候車部分為跨越兩層層高的中空大廳，7度，0.15g，框架抗震等級(jí)為三級(jí)，場(chǎng)地類別為Ⅲ類，抗震構(gòu)造措施的抗震等級(jí)為二級(jí)，安全等級(jí)二級(jí)，Ⅲ級(jí)自重濕陷性場(chǎng)地。本來(lái)原場(chǎng)地為Ⅱ級(jí)自重濕陷性黃土，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告所提供數(shù)據(jù)判斷基底下?lián)Q填3 m厚墊層(基底下1 m厚3∶7灰土，其余2 m厚素土回填)即可，但后來(lái)又換了場(chǎng)地，即現(xiàn)在所建場(chǎng)地，換了場(chǎng)地也沒通知地質(zhì)單位重做地勘，也沒通知設(shè)計(jì)單位重調(diào)總圖及地基處理，施工單位就在新場(chǎng)地上按原場(chǎng)地上的地基處理開挖到了基底下3 m厚墊層底標(biāo)高，這時(shí)總圖設(shè)計(jì)者發(fā)現(xiàn)總圖標(biāo)高怎么也對(duì)不上，與業(yè)主核實(shí)時(shí)才發(fā)現(xiàn)了問題——已經(jīng)換了場(chǎng)地。設(shè)計(jì)公司趕快通知業(yè)主，讓施工單位停止工作，要求重新做地勘，重新根據(jù)新場(chǎng)地的新地勘出具地基處理方案。后來(lái)，業(yè)主才又委托地勘單位重做了地質(zhì)報(bào)告，根據(jù)最新出具的地勘報(bào)告，新場(chǎng)地為Ⅲ級(jí)自重濕陷性黃土，處理深度為現(xiàn)場(chǎng)已開挖的基坑標(biāo)高下5.5 m才能控制住剩余濕陷量(＜200 mm)，換填法已不可能了，新場(chǎng)地周圍都有建筑，采用強(qiáng)夯法也不現(xiàn)實(shí)，只能打灰土擠密樁或素土擠密樁了，由于持力層濕陷性粉土本身的承載力特征值為120 kPa，不算太低，濕陷性又嚴(yán)重，故以消除濕陷性為主、提高承載力為輔(適當(dāng)提高即可)，素土擠密樁消除濕陷性更好，而且也能提高承載力，就采用了打素土擠密樁。這時(shí)還存在一個(gè)問題，已經(jīng)開挖了，在這種情況下，是先回填后再打樁，還是先打樁后回填。若先回填再打樁(回填的壓實(shí)系數(shù)還不能太高，太高了打樁時(shí)就振松了)，也就是說(shuō)回填的工作也做了，但還不能一次到位，還需二次打樁，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還不經(jīng)濟(jì)。要是先打樁全部消除下部土的濕陷性，再回填上部3 m厚墊層到基底，這樣既消除了濕陷性，又提高了地基承載力(主要靠上部3 m厚墊層填土)，下部樁、土復(fù)合體做下臥層仍保守地按天然地基承載力120 kPa(由于上部又回填了3 m厚墊層，基本起不到褥墊層的調(diào)節(jié)作用了)算也滿足要求，一次到位，省時(shí)省力，也相對(duì)經(jīng)濟(jì)。所以，最后決定在現(xiàn)有開挖基坑的坑底標(biāo)高上先打了5.5 m長(zhǎng)的素土擠密樁，剩余濕陷性量控制到小于200 mm，要求全部消除樁間土濕陷性，然后回填2 m素土，基底下1 m厚3∶7灰土。地基處理后，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)、檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)論是:所測(cè)樁身壓實(shí)系數(shù)不小于0.97，所測(cè)樁間土擠密系數(shù)不小于0.93，所測(cè)樁間土濕陷系數(shù)小于0.015，全部消除了樁間土的濕陷性，復(fù)合地基承載力特征值不小于150 kPa，均滿足設(shè)計(jì)要求。說(shuō)明達(dá)到設(shè)計(jì)目的，處理效果良好。此工程已建成，即將投入使用。

4 結(jié)語(yǔ)

高速路上房建場(chǎng)地本來(lái)就復(fù)雜，大填大挖、半填半挖等情況常用，再加上很多地區(qū)均有濕陷性，所以給地基處理帶來(lái)了很多麻煩。我們一定要根據(jù)實(shí)際情況，認(rèn)真分析、研究、比選，出具盡量合理、安全、經(jīng)濟(jì)的地基處理方案。

[1] GB 50025-2004，濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].

[2] GB 50007-2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] JGJ 79-2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[4] GB 50021-2001，巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)[S].