有關(guān)濕陷性黃土地基處理的幾個(gè)問(wèn)題

李曉紅

(山西省工業(yè)設(shè)備安裝公司，山西太原 030001)

0 引言

太原市建設(shè)路以東地區(qū)，存在大面積的、不同程度的濕陷性黃土地質(zhì)。濕陷性黃土地質(zhì)，作為建筑物的地基，對(duì)滲水特別敏感，必須進(jìn)行人工處理，否則就會(huì)產(chǎn)生地基不均勻下沉，影響建筑物的正常使用。近年來(lái)不少房地產(chǎn)項(xiàng)目，在東山地區(qū)相繼開發(fā)建設(shè)，對(duì)濕陷性地質(zhì)根據(jù)不同的情況，都采用了各種不同的方法進(jìn)行了處理。據(jù)我所知，有換土分層夯實(shí)法、灰土擠密樁法、CFG樁和灰土擠密樁法，還有用干硬性混凝土和灰土的“DDC”樁法。從處理效果來(lái)看，基本上都是比較成功的，但是對(duì)此類地基處理細(xì)節(jié)上的認(rèn)識(shí)和地基處理過(guò)程中的施工處理方面還存在一些問(wèn)題。這些問(wèn)題的存在，往往直接影響到地基處理工程的效果和能否順利通過(guò)驗(yàn)收，或者造成不必要的資金浪費(fèi)。

1 規(guī)范對(duì)濕陷性黃土地質(zhì)處理的要求

1.1 要求

1)甲類建筑應(yīng)消除地基的全部濕陷量或采用樁基礎(chǔ)穿透全部濕陷性黃土層，或?qū)⒒A(chǔ)設(shè)置在非濕陷性黃土層上。

2)乙、丙類建筑應(yīng)消除地基的部分濕陷量。

1.2 全部消除濕陷量的標(biāo)準(zhǔn)

從地質(zhì)報(bào)告中我們得知，當(dāng)濕陷系數(shù)小于0.015時(shí)，其濕陷量就不考慮了，也就是說(shuō)，當(dāng)濕陷系數(shù)小于此值時(shí)，就認(rèn)為已經(jīng)把濕陷量全部消除了。這是否就意味著在檢測(cè)過(guò)程中當(dāng)土樣的濕陷系數(shù)小于0.015時(shí)，也可以不計(jì)其濕陷量了。我認(rèn)為是可以這樣來(lái)理解，實(shí)際上檢測(cè)時(shí)也是這樣考慮的。

1.3 非自重濕陷和自重濕陷的概念

1)當(dāng)自重濕陷量的值或計(jì)算值不大于70 mm時(shí)，應(yīng)定為非自重濕陷性黃土場(chǎng)地。非自重濕陷性黃土的等級(jí)分為三級(jí):

a.Δs≤300，為Ⅰ級(jí)(輕微);b.300 ＜ Δs≤600，為Ⅱ級(jí)(中等);c.Δs＞600，為Ⅲ級(jí)(嚴(yán)重)。

2)當(dāng)自重濕陷量的值或計(jì)算值不小于70 mm時(shí)，應(yīng)定為自重濕陷性黃土場(chǎng)地。

3)當(dāng)自重濕陷量的值和計(jì)算值出現(xiàn)矛盾時(shí)，應(yīng)按自重濕陷量的實(shí)測(cè)值判定。

2 地質(zhì)報(bào)告中有關(guān)評(píng)價(jià)

地質(zhì)報(bào)告中都有一節(jié)“地基濕陷性評(píng)價(jià)”內(nèi)容，在這一節(jié)還會(huì)給出一個(gè)地基土濕陷量計(jì)算評(píng)價(jià)結(jié)果表。表中對(duì)探孔編號(hào)、取土深度、地區(qū)修正系數(shù)β0、濕陷系數(shù)δzsi、土樣所在位置的厚度hi和總濕陷量Δzs，以及濕陷類型和濕陷等級(jí)都有定量的說(shuō)明。而且，對(duì)地基處理也要提出參考意見(jiàn)。它們之間的關(guān)系是:

濕陷系數(shù)小于0.015者不累計(jì)。也就是說(shuō)當(dāng)濕陷系數(shù)小于0.015時(shí)，其產(chǎn)生的濕陷量忽略不累計(jì)。這個(gè)情況在檢測(cè)過(guò)程中還會(huì)用到。

3 檢測(cè)報(bào)告中的問(wèn)題

1)地基處理后，要根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果要以檢測(cè)報(bào)告的形式全面評(píng)價(jià)處理后的效果。一般有如下的內(nèi)容:

a.復(fù)合地基靜載試驗(yàn):P—S曲線(荷載P與沉降量S的關(guān)系);S—lgt曲線(荷載P、時(shí)間t與沉降量S的關(guān)系)。b.樁體平均壓實(shí)系數(shù)(密實(shí)度)。c.樁間土最小平均擠密系數(shù)(密實(shí)度)。d.濕陷性計(jì)算表(剩余濕陷量):剩余量計(jì)算的修正系數(shù):0 m～5 m內(nèi)，β=1.5;5 m ～10 m，β=1.0;10 m 以下，β=0.5。規(guī)范人為給予放大剩余量，是從安全性考慮的。β是考慮基底受水浸濕的可能性和側(cè)向擠出等因素的修正系數(shù)，與地質(zhì)報(bào)告中的計(jì)算有所不同。如果處理的效果不好，會(huì)讓人覺(jué)得處理后，反而比處理前的剩余量還大。就是由于按規(guī)范要求放大的原因。特別是對(duì)基底下5 m以內(nèi)的要嚴(yán)格控制。從1號(hào)探孔情況看也是在基底下5 m內(nèi)的濕陷剩余量是最重要部分。e.低應(yīng)變檢測(cè)曲線(樁體的完整性)。

2)濕陷性消除結(jié)論，有兩點(diǎn)要給予高度關(guān)注:a.總的濕陷剩余量。它要說(shuō)明是完全消除，還是部分消除，并給出剩余量的多少。b.處理后的樁間土擠密系數(shù)。這個(gè)系數(shù)表面上用來(lái)評(píng)價(jià)原狀土被擠密后的情況，實(shí)際上也是評(píng)價(jià)濕陷消除情況的一個(gè)指標(biāo)。同一件事，用兩個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)，如果不說(shuō)明哪一個(gè)是主控指標(biāo)，就會(huì)帶來(lái)無(wú)法定論的實(shí)際困難。

對(duì)濕陷剩余量而言，無(wú)非有三種情況:全部消除;部分消除;絕大部分消除。這是評(píng)價(jià)濕陷性消除的主控指標(biāo)，這個(gè)指標(biāo)是硬性的，是驗(yàn)收時(shí)首先要考慮的內(nèi)容。如果沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，還需采取一些別的措施，甚至還要重新考慮處理的方案，不僅麻煩，而且會(huì)加大投資，影響建設(shè)工期。所以在施工過(guò)程中，一定要加強(qiáng)管理，精心施工，對(duì)材料、施工參數(shù)和工藝的選擇都要嚴(yán)格要求，否則檢驗(yàn)結(jié)果出了問(wèn)題，后果就嚴(yán)重了。

對(duì)要求完全消除濕陷量的甲類工程項(xiàng)目，或?qū)Σ糠窒钠渌こ添?xiàng)目，在投入使用后，認(rèn)為濕陷性已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，往往在管理上產(chǎn)生了麻痹大意的心理。2011年，在東山的一個(gè)小區(qū)里，有一棟樓已經(jīng)投入使用多年，由于管理不善，供水滲漏，造成地基不均勻下沉，樓房嚴(yán)重傾斜，危及到居民的生命安全，不得不立即拆除重建，這是一個(gè)典型的實(shí)例。所以，只重視處理，而不重視管理的想法是完全錯(cuò)誤的。因?yàn)椋鼗幚淼男Ч哂邢喈?dāng)大的離散性和不均勻性，只能保證在正常情況下的安全。在特殊情況下，還是有不安全因素存在的，一定要引起高度重視。

對(duì)最小擠密系數(shù)的要求，這是一個(gè)輔助指標(biāo)。一般情況下，兩個(gè)指標(biāo)全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求的為數(shù)不多，還會(huì)出現(xiàn)硬性指標(biāo)沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而輔助指標(biāo)卻達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的矛盾情況。檢驗(yàn)后所給出的指標(biāo)和設(shè)計(jì)所提出的指標(biāo)目前還存在認(rèn)識(shí)上的分歧。設(shè)計(jì)要求達(dá)到最小為0.93，而檢驗(yàn)只能給出0.88或0.84。這個(gè)分歧是這樣產(chǎn)生的:設(shè)計(jì)提出的指標(biāo)是一個(gè)假定值。因?yàn)樵O(shè)計(jì)規(guī)范GB 50025-2004中的6.4.2公式中，首先要假定一個(gè)平均最小擠密系數(shù)來(lái)試算其他參數(shù)，這個(gè)假定系數(shù)就是0.93。而檢驗(yàn)所給出的指標(biāo)是一個(gè)實(shí)測(cè)值。在規(guī)范的6.4.4條明確提出擠密后3個(gè)孔之間土的最小擠密系數(shù):甲、乙類建筑不宜小于0.88，丙類建筑不宜小于0.84，把0.93作為設(shè)計(jì)要求指標(biāo)是不對(duì)的。

從指標(biāo)提出的科學(xué)性來(lái)說(shuō)，假定值是設(shè)計(jì)過(guò)程中的一個(gè)手段，不能作為判斷依據(jù)。同時(shí)也說(shuō)明設(shè)計(jì)要求應(yīng)以規(guī)范的6.4.4條要求為準(zhǔn)。否則6.4.4條的規(guī)定就失去了存在的意義。最小擠密系數(shù)的概念是實(shí)測(cè)干密度與最大干密度的比，ηdmin=ρdo/ρdmax。當(dāng)三根灰土樁或四根灰土樁之中心點(diǎn)上有混凝土樁時(shí)，樁間土的干密度應(yīng)取混凝土樁邊的土樣來(lái)測(cè)定。

現(xiàn)在的問(wèn)題是消除濕陷量滿足了設(shè)計(jì)要求，而最小擠密系數(shù)不滿足設(shè)計(jì)要求怎么辦。還有消除濕陷量不滿足設(shè)計(jì)要求，而最小擠密系數(shù)滿足了設(shè)計(jì)要求又怎么辦。這里就要用到上面提到的哪個(gè)是主控指標(biāo)，哪個(gè)是輔助指標(biāo)，這很重要。因?yàn)樵诮ㄔO(shè)項(xiàng)目中已經(jīng)遇到這樣的問(wèn)題。當(dāng)主控指標(biāo)達(dá)到了要求，是硬性指標(biāo)，就應(yīng)當(dāng)通過(guò)驗(yàn)收;當(dāng)輔助指標(biāo)達(dá)到要求，是參考性指標(biāo)，而主控指標(biāo)沒(méi)有達(dá)到要求，尚需考慮補(bǔ)救措施，這是一個(gè)評(píng)價(jià)的基本原則。

上述的說(shuō)法也是有道理的，規(guī)范對(duì)濕陷量的剩余量是強(qiáng)條規(guī)定。對(duì)甲類建筑應(yīng)消除地基的全部濕陷量，對(duì)乙、丙類建筑應(yīng)消除地基的部分濕陷量，用詞是“應(yīng)”，而對(duì)最小擠密系數(shù)用詞是“不宜”。“應(yīng)”是表示必須這樣做;而“不宜”則表示允許稍有選擇，是在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做。可見(jiàn)它們有嚴(yán)格的區(qū)別，所以我們?cè)谠u(píng)價(jià)處理效果時(shí)，也應(yīng)把它們區(qū)別開來(lái)。

4 實(shí)例

4.1 地基處理實(shí)況

以某小區(qū)11號(hào)樓的地基處理檢測(cè)情況為例，說(shuō)明設(shè)計(jì)要求和檢測(cè)結(jié)果中的問(wèn)題。11號(hào)住宅樓為甲類建筑，33層高層住宅樓。3∶7灰土“DDC”樁，直徑400，夯擴(kuò)后樁徑為550，樁距1 100×1 100，樁長(zhǎng)8 500。另有混凝土DDC樁，樁徑400，夯擴(kuò)后為450，樁距2 200×1 905，樁長(zhǎng)19 000。基底下8 m內(nèi)為濕陷性黃土。灰土樁用于消除濕陷性，而混凝土樁用于提高地基的承載力。灰土樁對(duì)提高地基的承載力也有一定的作用。設(shè)計(jì)要求處理后的復(fù)合地基承載力特征值不小于500 kPa。

表1 濕陷剩余量計(jì)算表

4.2 設(shè)計(jì)要求

1)全部消除濕陷性。2)樁體壓實(shí)系數(shù)不小于0.96。3)樁間土擠密系數(shù)不小于0.93(應(yīng)當(dāng)為0.88)。

4.3 檢測(cè)結(jié)果

1)1號(hào)探孔，剩余量為144.75;2號(hào)探孔剩余量為40;3號(hào)探孔剩余量為0(詳見(jiàn)表1)。

2)樁體壓實(shí)系數(shù)為 0.97 ＞0.96。

3)樁間最小擠密系數(shù)為0.86 ＜0.88(0.93)。

4.4 驗(yàn)收意見(jiàn)

1)三個(gè)探孔的濕陷量剩余值相差太大。可能1號(hào)探孔出現(xiàn)了異常，需要增加探孔再補(bǔ)作檢測(cè)。2號(hào)、3號(hào)探孔已基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2)樁體壓實(shí)系數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。

3)樁間的最小擠密系數(shù)0.86，已接近0.88，認(rèn)為基本滿足設(shè)計(jì)要求。

4)補(bǔ)探剩余量如接近消除，認(rèn)為滿足設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)收可以通過(guò)(從補(bǔ)探孔情況看，是比較理想的)。

5)褥墊層下的樁間素土300厚改為2∶8灰土夯實(shí)，以彌補(bǔ)少量濕陷剩余量的問(wèn)題。