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

楊 喜

（蘭州城市建設(shè)設(shè)計研究院有限公司，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，相對高出盆地40～60 m。后經(jīng)人工平山整地，堆填而成為平地。場地的黃土濕陷性土層厚度很大，濕陷等級很嚴(yán)重，如何在這些場地上既合理又經(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例

1.1 工程簡述

蘭州新區(qū)田園綜合體項目建設(shè)場區(qū)位于皋蘭縣西岔鎮(zhèn)東南部，擬建場區(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，稍濕。

1.3 土的物理學(xué)性質(zhì)

對采取的土樣進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)試驗，現(xiàn)將試驗結(jié)果統(tǒng)計于表1：

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

根據(jù)試驗結(jié)果，場內(nèi)素填土層濕度呈稍濕狀；密實度呈稍密～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)壓實度較大。

根據(jù)試驗結(jié)果，場內(nèi)黃土狀粉土層濕度呈稍濕狀；密實度呈稍密～中密～密實狀，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)計表

1.4 土的濕陷性評價

據(jù)室內(nèi)土工試驗結(jié)果，場區(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，濕陷性等級為IV級（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 黃土濕陷量計算結(jié)果表

場內(nèi)原地面以下土層具IV級（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)合場區(qū)地層條件，場內(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（很嚴(yán)重）自重濕陷性，地層總體上較為軟弱，建議對場區(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，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)；夯擊時應(yīng)按試驗和設(shè)計確定的強(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，必要時對地層予以增濕；強(qiáng)夯地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場靜載荷試驗確定。

圖3 強(qiáng)夯法處理地基

3 大厚度濕陷性黃土場地的設(shè)計建議

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

（1）水是引起黃土濕陷的直接原因，因此要特別注意場地內(nèi)可能出現(xiàn)的水，這包括地下水和地表水，對有地下水的場地要仔細(xì)分析其有無上升趨勢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；對地表水要做好收集排放措施，對于山體附近的場地還應(yīng)考慮山體所排的雨水對場地的影響，必要時要設(shè)置排洪溝，使洪水能順利排出，保障建筑物的安全。

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

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

（4）對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，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，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

對于建造在濕陷性黃土場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建筑物的影響是減少濕陷機(jī)會的有效措施。