湿陷性黄土地区某建筑地基土变形破坏分析★

杨 旭 　 甄平福 　 刘 魁 　 陈冬贵

(信息产业部电子综合勘察研究院，陕西 西安　710054)



湿陷性黄土地区某建筑地基土变形破坏分析★

杨 旭 甄平福 刘 魁 陈冬贵

(信息产业部电子综合勘察研究院，陕西 西安710054)

摘要：依托西安周边某病害工程实例，通过现场钻孔、调查以及室内试验，从地基土含水率、压缩性、湿陷性等方面，简要分析了建筑变形破坏的特征及原因，在此基础上提出了湿陷性黄土地区病害防治措施。

关键词：湿陷性黄土，变形破坏，含水率，压缩性，湿陷性

0引言

我国湿陷性黄土分布范围很大，面积约43万km2[1,2]，主要分布在河南西部、山西南部以及甘肃的大部分地区。湿陷性黄土的最大特点是在土的自重压力或土的附加压力与自重压力共同作用下受水浸湿时将产生急剧而大量的附加沉降，黄土的这种性质对建设在地下水位埋深较深地区的多层建筑危害是相当大的，往往会造成房屋的开裂、倾斜以及变形破坏。富平地处关中平原与黄土高原的过渡带，区内分布大面积的湿陷性黄土，本文分析的病害建筑物就分布于富平县区域。

1工程概况及基本地质条件

1.1工程概况

发生变形破坏的建筑物为4层办公楼，该楼建于1978年，在建设之初未进行勘察，地基处理按照湿陷性Ⅱ进行处理，在2000年左右房屋整体发生向北倾斜，于2002年进行了倾斜原因调查和补充勘察工作，在此基础上采用桩基托换对其进行了加固，设计桩长10 m～15 m，桩径1.2 m。近年来该楼再次发生倾斜变形，上部结构开裂，具体见图1。

1.2基本地质条件

我院接受委托后对该楼再次进行了补充勘察，共布设8个勘探孔，孔深27.60 m～28.20 m不等，勘探间距20 m～23 m不等，在勘探深度范围内未见地下水。场地内的地层主要为素填土、黄土、古土壤以及卵石，具体场地平面图见图2。

场地内素填土厚度为0.90 m～2.00 m，黄土和古土壤厚度约26 m，卵石层埋深在27 m左右，在28.50 m勘探深度范围未见地下水。

2建筑物地基土变形破坏特征分析

2.1建筑物地基土含水率分析

含水率对湿陷性黄土的工程性影响是很大的[5-7]，当含水率

底板中心处最终沉降量s′=∑Δsi′=138.08 mm；0.025×∑Δsi′=3.45 mm>Δsn′=0.79 mm；取沉降经验系数Ψs=1.0，地基最终变形量为s=Ψss′=138 mm，较处理前减小约1/3。

3结语

到目前为止，本工程竣工已有两年时间，经现场观察沉降7 cm左右。实践证明，木桩复合地基处理可使软土地基承载力有效提高，地基变形量大为减小，且具有施工操作过程简单、施工机具设备简易、工期短等优点。相对于预制桩、水泥土搅拌桩复合地基和CFG桩复合地基等其他地基处理方式而言，具有工期短、造价低、施工操作简便等优势，特别是在工期紧张、大型机械进场困难、木材来源丰富的情况下，木桩复合地基优势尤为明显。

参考文献：

[1]何剑波.木桩在给水工程软弱地基处理中的应用.市政技术，2007，25(5):392-393.

[2]JGJ 79—2012，建筑地基处理技术规范.

[3]JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范.

[4]GB 50007—2011，建筑地基基础设计规范.

增加到一定的程度时，黄土会发生湿陷，且湿陷前后工程性能截然不同；湿陷性黄土被水浸湿饱和之后，在失去原来湿陷性质的同时，它的水理和力学性质均发生变化；湿陷性黄土当含水率大的时候，压缩性大，湿陷性小，反之则湿陷性大，压缩性小。基于含水率对湿陷性黄土工程性质的重要性，针对本工程场地内的地基土进行了含水率分析和压缩性分析，具体见图3，图4。

从图3可以看到，在5 m～10 m范围内，地基土含水率变化情况为已建办公楼北侧的2号、1号、3号以及南侧西南角的5号含水率较大，分别为2号最大含水率为31.7%，1号最大含水率为28.2%，3号最大含水率为26.2%，5号最大含水率为23.4%；已建办公楼南侧的8号、7号、6号以及东北角的4号含水率相对较小，分别为8号最大含水率为22.7%，7号最大含水率为19.4%，6号最大含水率为14.6%，4号最大含水率为14.3%。

2.2建筑物地基土压缩性分析

从图4中可以看到在5.00 m～9.00 m范围内，2号压缩系数a1-2在0.48 MPa-1～1.07 MPa-1，对应的压缩模量为2.07 MPa～4.22 MPa；其次是1号压缩系数a1-2为0.54 MPa-1～0.97 MPa-1，对应的压缩模量为2.27 MPa～3.72 MPa；8号的压缩系数a1-2在0.55 MPa-1～0.66 MPa-1，对应的压缩模量为3.11 MPa～3.55 MPa；5号的压缩系数a1-2在0.30 MPa-1～0.64 MPa-1，对应的压缩模量为3.36 MPa～7.00 MPa；7号的压缩系数a1-2在0.19 MPa-1～0.33 MPa-1，对应的压缩模量为6.51 MPa～7.87 MPa；4号的压缩系数a1-2在0.14 MPa-1～0.25 MPa-1，对应的压缩模量为8.66 MPa～14.52 MPa；6号的压缩系数a1-2在0.15 MPa-1～0.24 MPa-1，对应的压缩模量为9.09 MPa～13.19 MPa。

2.3建筑物地基土湿陷性分析

由于已建办公楼在建设初期未进行岩土工程勘察，且在2002年由西安某勘察单位对已建建筑进行补充勘察过程中，控制性钻孔仅仅只有15.00 m，未能揭露湿陷性黄土层，故此次我院对办公楼重新进行湿陷性评价。

湿陷性评价结果见表1。

根据表1计算结果表明，已建建筑南侧的4号～6号以及东北角的7号所揭露的地基土具有Ⅳ级(很严重)自重湿陷性，而北侧的1号、2号和东南角的8号所揭露的地基土具有Ⅱ级(中等)自重湿陷性，与之前勘察报告中提到的湿陷等级为Ⅱ级相比，湿陷等级增大。

3建筑物变形因素分析

对比图3和图4可以发现已建办公楼北侧钻孔的含水率明显比南侧高，其压缩系数同样也遵循这样的规律，这也符合现场办公楼倾斜的方向，由于北侧地基土的含水率较南侧大，地基土的工程性质发生变化，在上覆荷载的作用下产生附加沉降，从而导致建筑物整体向北倾斜。

表1中湿陷性评价可以看到，北侧的地基土湿陷性明显小于南侧，主要是因为北侧自来水管漏水，使得其地基土长期处于高含水状态，因此湿陷性相对于南侧较小。

综上所述，已建办公楼再次发生倾斜变形的原因归纳为以下几点：1)办公楼中的地下管网渗漏严重，导致地基长期浸泡在水里；2)已建场地虽然进行了地基加固，但是由于加固的桩长不满足湿陷性黄土层处理深度，使得加固桩的桩端处于湿陷性土层中，导致地基土湿陷变形；3)已建办公楼场地地基为自重Ⅳ级(很严重)湿陷性黄土，之前勘察报告中由于勘探深度不足，未穿透湿陷性土层，导致湿陷性判定错误；4)已建建筑物四周虽然在之前的加固中进行了防水处理，但是现场调查发现已建建筑物四周的混凝土地面开裂严重，最大裂缝30 mm，这些裂缝使得地表水能够渗入到地基土的内部，使得地基土的含水率增大，在上部荷载的作用下，湿陷性黄土湿陷，地基下沉，造成办公楼地基及墙体不均匀沉降，局部开裂。

4结语

湿陷性黄土地区水是对建(构)筑物最大的威胁，尤其是对地下水位埋深较深的多层建筑，由于管道漏水或建筑散水做的有问题，常常造成自来水或雨水下渗，使得地基土长期浸泡在水中，导致地基土湿陷性发生变化，之前湿陷性较小或无湿陷性的黄土转化为湿陷性黄土，使得场地的湿陷等级增加增大，从而造成地基土变形失稳对上部建筑造成破坏。故对湿陷性黄土地区已建的多层建筑，应定期的进行防水检测，避免不必要的损失。

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.

文章编号：1009-6825(2016)14-0055-03

收稿日期：2016-03-05★：2011年陕西省科技统筹创新工程计划(项目编号：2011KTZB03-02-04)

作者简介：杨旭(1985- )，男，硕士，工程师

中图分类号：TU475.3

文献标识码：A