大厚度自重濕陷性黃土地基處理深度和剩余濕陷量問題的合理控制

（山東方大工程有限責任公司，山東 淄博 255100）

在黃土地區進行工程建設時，施工單位為了解決黃土的濕陷性問題必須對地基進行處理。而自重濕陷性的大厚度黃土則對地基處理技術提出了更高的要求。在施工實踐中發現，現行的黃土地基處理規范對于地基處理深度以及剩余濕陷量的技術標準與實際情況存在一定的差異。因此施工單位需要積極總結實踐經驗，并通過開展現場試驗研究等方法來對相關問題進行深入的探討，從而在確保工程結構安全的基礎上，優化黃土地基處理技術，提高剩余濕陷量以及地基處理深度控制標準的合理性。

1 黃土地基處理深度和剩余濕陷量控制試驗基本情況

為了準確掌握具有較大厚度的濕陷性黃土地基的處理深度以及剩余濕陷量控制問題，選擇在一地勢較為平坦的黃土區域開展相關試驗。該試驗場地內的黃土厚度達到了36 m左右，且具有明顯的自重濕陷性。在試驗過程中，首先對場地進行了注水增濕作業，然后通過擠密樁方式來進行不同深度的處理。處理完成后，在試驗區域設置40個地表觀測點、8個深層觀測點以及4個承臺觀測點，試驗人員在171 d的注水期內對各觀測點進行了連續的沉降觀測分析。

2 大厚度自重濕陷性黃土地基處理深度的合理控制分析

2.1 現行黃土地基處理深度規范要求

在現行的黃土地區濕陷性黃土地基處理規范中，乙類建筑工程在施工時應將地基處理厚度控制在濕陷性黃土土層厚度的2/3以上，同時未處理部分的剩余濕陷量應控制在150 mm以內[1]。而在丙類建筑工程的施工中，則應將Ⅲ級以及Ⅳ級濕陷性黃土地基的處理厚度控制在3～4 m以上，為處理部分的剩余濕陷量則必須控制在200 mm以內。該技術標準與施工實踐存在一定差異，因此施工單位通過現場試驗方式來加以驗證分析。

2.2 黃土地基處理深度試驗分析

在試驗過程中，主要通過注水孔向擠密處理區進行注水的方式來進行觀測。注水應持續171 d左右，同時應采取精度較高的水準儀等儀器設備來實時監測各觀測點沉降量的變化情況。在本次試驗中，設置在地表部分的觀測點主要是對土體經過長時間深層浸水后由于自重因素而產生的濕陷性沉降量進行監測。經觀測發現，黃土地基處理深度控制在6 m左右時，地表會產生明顯的沉降。其中在試驗場區東側的沉降量為245 mm左右，而西側沉降量則在157 mm左右，二者存在較大的差異，沉降平均值為201 mm左右。這說明地基處理深度為6 m時會產生明顯的地表沉降。但在室內試驗過程中發現，在此處理深度時的自重濕陷量為約1 057 mm，與現場實測結果存在較大的差異[2]。而當黃土地基處理深度達到12 m時，試驗現場的平均沉降量下降為126 mm左右，不過其自重濕陷量仍達到了約680 mm。在黃土地基處理深度進一步增加到15 m時，沉降量的平均值也隨之降低，而室內試驗中測得的自重沉降量則是約486 mm。室內外試驗結果的差距達到了約5倍。造成這種差異的原因主要是傳統試驗中檢測的主要是淺層土體濕陷量，本次試驗所測得的主要是深層土體的濕陷量。

此外，在本次試驗中還在處理地基上設置了承臺觀測點，通過采取堆載方式來進行檢測分析，以提高試驗與實際情況的一致性。在堆載壓力為200 kPa時，對濕陷性土層厚度達到了36 m的試驗現場進行了擠密樁處理，且地基處理厚度分別控制在12 m和15 m左右。經檢測發現，其實際沉降量均在200 mm以內。根據試驗結果，說明濕陷性土層即使厚度很大，對黃土地基進行12～15 m的處理也能夠確保其承載能力基本滿足乙類以及丙類建筑工程的施工要求[3]。不過要注意做好相應的墊層處理以及防水措施。

3 大厚度自重濕陷性黃土地基剩余濕陷量問題的合理控制

為了準確掌握黃土地基處理后的剩余濕陷量，在試驗中分別將觀測點設置在不同處理深度的擠密樁下方約1 m處，以觀測土體深層的實際沉降情況。在試驗時首先進行了持續的深層浸水，當其沉降趨于穩定后再對各觀測點的沉降量進行觀測，從而了解土體未處理部分的實際濕陷變形量。

在對黃土地基進行6 m深度處理的測試區域觀測時發現，其東側的沉降量為160 mm左右，西側沉降量則高達221 mm左右，沉降量平均在190.5 mm左右，說明未處理土體存在較大的剩余濕陷量，同時沉降總量中的約2/3為70～100 d的沉降發生量，具有較高的突發性特點，難以保證工程基礎結構的安全性和穩固性。當黃土地基的處理深度增加到10 m時，經過觀測其總體深層沉降量明顯低于6 m處理深度時的沉降量。其中設置在西側的觀測點測得深層沉降量在79 mm左右，而東側則在87 mm左右，沉降均值在83 mm左右，同時與自重濕陷量理論值相比，該深層沉降值僅約為其1/9，在沉降控制方面具有明顯的優勢。隨著黃土地基處理深度的進一步增加，在15 m深度時的總體沉降量以及均值均出現了明顯的下降，同時未處理部分的剩余濕陷量也僅為69 mm左右，明顯低于自重濕陷量計算值的486 mm。造成黃土地基沉降量計算值與深層沉降量的實際發生值之間差異的主要原因同樣是黃土地區深層以及淺層土體存在不同濕陷性特點。

此外，為了更加準確地掌握工程項目實際的沉降情況，試驗中也采取的設置承臺觀測點的方式來進行觀測分析，同樣發現計算值與沉降實際發生值之間存在明顯的差異。其原因除了由于土體深度不同而造成的濕陷性差異外，還需要考慮自重濕陷性黃土中的水分滲透深度等因素。

根據對試驗結果的分析發現，現行濕陷性黃土地基處理規范中剩余濕陷量標準與施工實踐存在一定的差異，因此施工單位應積極總結施工實踐經驗，并結合建筑類型特點，根據不同類型建筑對剩余濕陷量控制的不同要求來對該參數進行合理化調整。施工單位可以引入折減系數理論，對剩余濕陷量的計算值進行折算，從而使其與濕陷變形的實際發生量相一致，滿足黃土地基處理規范的要求，保證工程基礎結構的安全。以10 m以上的黃土地基處理深度為例，可以取0.5作為折減系數來對剩余濕陷量進行計算控制；而當處理厚度在10 m以內時，則可以根據0.5的折減系數來合理控制剩余濕陷量。

4 結語

在黃土地區開展工程項目的施工建設時，施工單位必須對自重濕陷性大厚度黃土不同土體深度的濕陷性特點有充分的認識，要積極開展相關的現場試驗，并根據試驗結果以及工程項目類型的不同來對相關的黃土地基處理規范的相關技術標準進行優化調整，科學的將黃土地基處理深度以及剩余濕陷量等指標參數控制在合理區間，保證工程施工的質量安全能夠達到設計要求。