重慶地區強夯地基遇雨水穩定性分析與防治對策研究

孔凡林，李成芳，李昕，戚震男

（1重慶市建設工程質量檢驗測試中心 重慶 400015 2恒大地產集團重慶有限公司 重慶 400039）

重慶地區強夯地基遇雨水穩定性分析與防治對策研究

孔凡林1，李成芳1，李昕1，戚震男2

（1重慶市建設工程質量檢驗測試中心 重慶 400015 2恒大地產集團重慶有限公司 重慶 400039）

本文針對重慶2009年8月4日暴雨后，部分建筑強夯地基出現不同程度的不均勻沉降，討論了強夯地基的遇水穩定性因素，并提出了確保強夯地基穩定的技術措施。

強夯地基；穩定性分析

1 引言

目前，強夯地基已經廣泛應用于重慶的基礎設施建設和民用建筑。由于重慶的山地特點，強夯地基土多數為礫石土、碎石土以及夾雜的粘性土，具有填方深度大（10～50m）、填土粒徑不均勻、透水性好、自重固結等特點。在經歷了雨水浸泡，特別是重慶2009年8月4日暴雨后，部分建筑強夯地基出現不同程度的不均勻沉降，個別基礎出現局部開裂現象，沉降量絕對值13 cm左右，局部傾斜達2～4‰。那么，強夯地基在遇雨水條件下會對地基穩定性產生什么影響，應采用什么可靠的控制措施，才能保證強夯地基基礎的穩定性，是本文討論的重點。

2 強夯地基穩定性因素

2.1 承載力問題

強夯地基的承載力主要影響因素與單擊夯擊能、夯擊次數等強夯施工參數有關，還與地基土性質、土層的厚度和埋藏順序以及地下水位等因素有關。對于重慶地區的礫石土、碎石土，地基承載力遇雨水變化較小。

2.2 沉降問題

強夯地基的沉降，可以分為基礎附加應力的沉降、強夯有效深度以下土層的自重固結沉降和遇雨水等特殊條件下的沉降。基礎地面附加應力產生的沉降可以根據《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2002）第5.3.5條規定，采用各向同性均質線性變形體理論進行計算。影響結構安全的沉降主要有強夯有效深度以下土層的自重固結沉降和遇雨水等特殊條件下的沉降。

2.2.1 附加應力沉降

這部分沉降，主要是地基土有效加固深度范圍在附加應力作用下產生的，為一般建筑物在施工期間完成的工后沉降量，對于礫石土或碎石土可認為其最終沉降量已基本完成。

2.2.2 固結沉降

自重固結沉降一般需要3～5年的時間。為了加快地基土的沉降，可以采用強夯法處理，加速固結沉降。但是對填土深度較厚的地基，強夯有效深度以下部分地基土還會存在部分土欠固結，當地基土在遇雨水等條件下，地基土還會沉降。

當壓實填土阻礙原地表水暢通排泄時，將會使壓實填土遇水飽和，當水位下降變化產生壓力，使地基土沉降，預測地基變形量可按如下公式：

s=ΔP·h/E；

其中：s為地基變形量，ΔP為水位下降增加的壓力，h為地基欠固結深度，E為地基土的壓縮模量。

2.3 邊坡穩定性問題

礫石土、碎石土等填土的邊坡穩定性取決于填土的抗剪力學參數以及建筑與邊坡的關系。根據建筑邊坡工程技術規范，土質邊坡穩定性的計算宜采用圓弧滑動法。為了簡便起見，采用填土的等效內摩擦角法，即邊坡的坡角小于填土的等效內摩擦角，邊坡穩定，反之不穩定。

圖1 等效內摩擦角示意

圖2 基礎底面外邊緣線至坡頂的水平距離示意

根據《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2002）第5.4.2條，當位于穩定土坡坡頂上的建筑垂直于坡頂邊緣線的基礎底面邊長小于或等于3m時，其基礎底面外邊緣線至坡頂的水平距離a應符合下式要求，但不得小于2.5m。

3 強夯地基穩定性風險防治對策

3.1 強夯地基承載力應滿足設計要求，同時考慮地下水對承載力的降低影響

根據《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)第5.2.1條規定，建筑地基的承載力特征值應滿足上部結構的荷載需要，即相應于荷載效應標準組合時，基礎底面的壓力小于等于修正后的地基承載力特征值。當偏心荷載作用下，相應于荷載效應標準組合時，基礎底面的壓力最大值小于等于修正后的1.2地基承載力特征值。

因此，應加強強夯地基的設計工作，確定適當的夯擊能、夯擊次數、夯點間距等參數，保證地基在自重壓力和附加應力作用下的地基承載力和變形符合要求，地基下不存在欠固結層。經過強夯處理，地基主要受力層深度承載力的降低趨勢，應小于基礎附加應力衰減的趨勢，對于不滿足要求的，需進行分層強夯，避免地基土存在欠固結層。

強夯地基設計時，應考慮地下水對承載力的降低影響。

3.2 合理選擇基礎形式，避免強夯地基土下存在欠固結土層強夯地基的沉降問題，特別是地基的不均勻沉降，是威脅地基基礎穩定乃至上部結構破壞的主要因素。控制不均勻沉降，應選擇合理的強夯處理方案，將欠固結地基土處理為一般固結土。同時考慮地基土遇雨水沉降和附加應力沉降，合理選擇建筑的基礎形式，比如筏板基礎、彈性地基梁基礎、獨立基礎等較為可靠的基礎形式，能夠抵抗地基的合理沉降。

比如，西南政法大學重慶渝北校區花園小區，上部結構為8層框架，基礎為獨立基礎，由中冶賽迪股份有限公司設計。該場地表層覆土大部為第四系人工填土（Q4m1），主要由泥巖、砂巖塊碎石及粉質粘土組成，為新近隨意堆填，未經壓實處理。人工填土以下主要為侏羅系中統上沙溪廟組（J2s）紫紅色泥巖夾砂巖。該工程由重慶市建筑科學研究院進行強夯設計與施工，強夯的單擊夯擊能采用3000kN·m。本工程于2008年竣工至今，工后沉降最大值33mm，經過重慶2009年8月4日暴雨后，未發現任何異常。

圖3 西南政法大學重慶渝北校區花園小區（待使用）

圖4 位于重慶巴南區李九路北東側的某首期項目（結構封頂）

重慶恒大地產集團重慶有限公司投資興建的恒大城首期項目，位于重慶市巴南區李九路北東側，項目占地418畝。建筑共有11棟，上部結構為11+1框架結構，基礎為筏板基礎，由中冶賽迪股份有限公司設計。該場地覆蓋土層厚度為0～43m，為僅2年的新近填土，場地基巖為侏羅系中統沙溪廟組(J2s)泥巖為主。其覆蓋層為第四系全新統人工堆積層 (Q4ml)和殘坡積層(Q4el+dl)，該工程由重慶市建筑科學研究院進行強夯設計，強夯的單擊夯擊能采用4000kN·m，局部采用6000kN·m。本工程部分棟樓于2009年5月竣工至今，工后沉降最大值約10mm，經過重慶2009年8月4日暴雨后，未發現任何異常。

3.3 建筑地基外邊坡處理的范圍和高度應滿足邊坡穩定性要求

由于邊坡的穩定性指標為巖土的抗剪指標填土的C、Φ值，雨水浸泡后會有所降低。根據重慶地區經驗，強夯地基盡量避免人工邊坡，確實存在人工邊坡的建筑物外邊坡的處理深度應超過潛在滑動面以下，處理寬度應超過邊坡高度的1/2加上3m。

通過調查，重慶2009年8月4日暴雨后，個別建筑出現的局部不均勻沉降，主要是建筑基礎外邊坡處理的深度和寬度不足造成的。

4 結語

強夯地基處理技術已經越來越多的應用于工程建設。加強強夯地基的技術措施，完全可以確保強夯地基的穩定。重慶2009年8月4日暴雨后個別建筑出現的局部不均勻沉降，已經給我們敲響了警鐘。為了確保強夯地基的穩定性，應采取的重點防治措施如下：

（1）重視地基處理的設計程序，特別是遇雨水后的地基穩定性應作為結構設計和強夯地基處理設計的重點考慮問題。

（2）根據強夯地基預測的工后沉降和遇雨水后的沉降量，合理選擇基礎形式，比如筏板基礎、彈性地基梁基礎、獨立基礎等為較為可靠的基礎形式，能夠抵抗地基的合理沉降。

（3）建筑地基外邊坡處理的寬度和深度應滿足邊坡的穩定性要求。根據重慶地區經驗，強夯地基盡量避免人工邊坡，確實存在人工邊坡的建筑物外邊坡的處理深度應超過潛在滑動面以下，處理寬度應超過邊坡高度的1/2加上3m。

[1]JGJ79-2002,建筑地基處理技術規范[S].

[2]GB50007-2002,建筑地基基礎設計規范[S].

[3]GB20330-2002,建筑邊坡工程技術規范[S].

[4]黑瑞文,等.地下水對淺基礎地基承載力的影響[J].遼寧工程技術大學學報（自然科學版）[J].2004,23(05).

責任編輯：余詠梅

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According to uneven settlementof dynamic consolidation foundation the under some buildings in different degree after rainstorm in August 4,2009 in Chongqing in this paper,we discussed stability factors of dynamic consolidation foundation after rain,and proposed technicalmeasures to ensure stability of dynamic consolidation foundation.

dynamic consolidation foundation;stability analysis

TU47

：A

：1671-9107（2010）02-0014-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2010.2.014

2009-12-23