陜北地區濕陷性黃土地基不均勻沉降相關因素

謝 超

陜北地區濕陷性黃土地基不均勻沉降相關因素

謝 超

謝 超

延安市工程地質勘測院

謝超，男，本科，出生年月：1970.5，陜西商州，職稱：工程師，研究方向：工程地質勘察。

黃土是一種第四紀陸相沉積物，主要分布在北緯33°～47°之間，屬于干旱、半干旱氣候類型。在我國西北地區廣泛分布，由于黃土的獨特的結構和物理力學性質，在具體的建筑工程應用中，當采用以濕陷性黃土為持力層的地基處理方案時，對濕陷性黃土的處理不能嚴格按照相關規范執行時，很容易使以其為持力層的建（構）筑物產生不均勻沉降，引發建（構）筑物墻體開裂、整體傾斜，進而危及主體的安全使用，給國家和人民的生命財產造成巨大的損失。

1 濕陷性黃土的物理力學性質及地基變形特點

濕陷性黃土顆粒組成以粉粒（粒徑0.05～0.005mm）為主，含量一般在60％以上。濕陷性黃土自身具有孔隙較大的特點，孔隙比變化一般在0.85～1.24之間，大多數在1.0～1.1之間。孔隙比是影響黃土濕陷性的主要指標之一，一般情況下其孔隙比越小，往往不具濕陷性或濕陷性很弱。例如：西安地區的黃土當e＜0.9，蘭州地區的黃土當e＜0.86時，就一般不具濕陷性或濕陷性很弱。天然含水量較低，一般情況下w＜20％。而黃土的含水量大于25％時，往往不具濕陷性。另外，飽和度和液限也是決定黃土濕陷性的重要指標，當Sr＞75％、wl＞30％時，黃土已不具濕陷性或濕陷性一般較弱。濕陷性黃土在其結構強度未被破壞或軟化的壓力范圍內，具有強度高，壓縮性低（新近堆積土除外）的特性。其壓縮系數一般介于0.1～1.0MPaˉ1之間，壓縮模量一般在2.0～20.0MPa之間，但是一旦受水浸濕，其結構將迅速破壞，孔隙變小或消除，壓縮性增大，強度迅速降低，浸水后的地基土濕陷量越大，濕陷等級越高，對建（構）筑物和地面產生的變形就越嚴重，對建筑物危害就越大。

2 引起地基產生不均勻沉降相關因素分析

在濕陷性黃土地區，引起地基產生不均勻沉降的根本原因是防水措施不嚴格、管道水滲漏等引起地基浸水濕陷，其相關因素分析主要歸納以下幾個方面。

設計與地基施工方面

就地基而言，產生不均勻沉降主要包括以下幾個方面：

地基處理深度不足。根據相關技術規范要求，對于甲類建筑的地基要求應該全部清除地基濕陷量主要的措施就是將樁基礎設置在非濕陷性黃土層上或者將樁基礎的持力層穿透濕陷性黃土層。對于乙、丙類建筑需要清除部分濕陷量。在具體的施工中，我們可以采用換填的辦法進行局部或者部分換填，有的可是使用漿砌片石來增加基礎的地基承載力，但是對于濕陷量的處理應該高度的重視，對于濕陷性黃土和松軟土層一定要處理好，否則由于基礎的承載力的原因，會出現不均勻的沉降的現象，建筑物出現不均勻沉降后會導致建筑物墻體的開裂以及建筑物的傾斜，導致影響建筑物的安全性能，這些現象在乙、病類的建筑物中的變現比較突出。我們應該加強濕陷性黃土地基的處理力度，地基處理深度不夠就會產生不均勻沉降的現象。

由于施工方法不正確導致建筑物的不均勻沉降或者出現建筑物地基均勻性比較差的現象，對于濕陷性黃土這種現象是相對比較明顯的，主要是由于黃土的濕陷性比較嚴重，黃土的含水量相對比較大和黃黏土的含水率比較大，在進行基礎開挖的過程中沒有采取相應的保護措施去有效的控制擾動原狀土，在進行基坑開挖的過程中由于采用的是機械開挖，沒有在接近基坑底標高的時候采用人工進行修整，導致出現了原狀土被擾動的現象，這樣就會降低地基的承載力，在后續的施工中出現了比較嚴重的擾動原狀土的現象，由于原狀土的擾動就會出現建筑物的不均勻沉降，導致建筑物墻體開裂或者傾斜的現象。

施工質量優劣差異性較大。不論是采取換土墊層還是復合地基，甚至樁基礎等各種地基處理方案，當地基處理的施工過程中，現場技術員把關不嚴，使工程質量自身存在隱患時，均會造成地基的差異沉降變形。

地基受力不均。由于同一建筑物中縱橫墻之間、中柱與邊柱之間以及不同部位的縱橫、橫墻之間荷載存在很大的差異，為了使地基承載力能夠滿足上部荷載需要，同使地基底壓力趨于一致，就必須按等強設計原則進行設計，經過認真地分析計算，確定不同位置基礎尺寸，使地基承受幾乎相同的附加壓力，這樣就不至于產生較大的不均勻沉降，否則地基沉降不均勻的后果將必然產生。

相鄰建筑物的相互影響，在很多時候建筑物的周圍是存在建筑物的，由于相鄰建筑物會出現土壓力疊加的現象，這樣就會導致土中的附加應力加大，導致建筑物的土基產生不均勻沉降。

建筑物基礎受水影響的程度不一樣，基礎處理的方式和建筑物的沉降量也是不一樣的，建筑物基礎受水侵泡嚴重的時候應該進行基礎換填，以免造成建筑物基礎的不均勻沉降帶來的建筑物的墻體開裂或者傾斜，對于不均勻沉降的現象在濕陷性黃土地區是普遍存在的，我們應該采取相應的措施進行整改。

管道水滲與地基浸水方面

產生不均勻沉降的原因主要是內因，內因是引起地基沉降的主要因素，至于外因則是相對比較好控制的一些隱患，是一種間接的因素，建筑物的不均勻沉降主要是內因造成的，我們從大量的現場實踐中總結了一些造成不均勻沉降的外界因素主要包括：

建筑物周圍引起的不均勻沉降主要是建筑物周圍的水池、泵房、排水溝和給排水設施，在建筑施工過程中如果沒有注意將排水設施等破壞，產生漏水的現象就會導致建筑物基礎被水浸泡，浸泡的部分基礎的強度相對比較低就會出現不均勻沉降，導致建筑物墻體開裂或者建筑物傾斜。

施工質量差，引發地下管道斷裂?，F在的建筑中管材的質量不合格也會造成地下排水管道漏水或者滲水，主要是外部回填土部分。在進行施工時由于施工方對于回填土的施工質量控制不到位就會造成回填的效果達不到設計要求。在現場進行回填時的壓實度和回填的質量不合格就會產生回填土的不均勻沉降，這樣就會導致出現不均勻沉降，使得地下管道出現裂痕。

建設單位使用的不合理。如果在建筑物養護以及不采用合理的方式進行養護，這樣就會大大降低建筑物的使用年限，在建筑物建筑完成后就減少了建筑物的維修和養護，我們的檢查都是形同虛設的，發現管道出現漏洞時沒有及時地進行修正和養護，對于出現漏洞的管道沒有及時的更新，對于出現問題的管道也沒有進行及時的更新，而是簡單的修補，沒有采取相關的補救措施，這樣導致管道漏水出現的不均勻沉降就會引發建筑物的不均勻沉降或傾斜，甚至會出現倒塌的事件。

3 對已產生不均勻沉降導致建筑物傾斜的糾偏方法

我們經過多年的現場實際經驗，我們依據相關的實際經驗，我們主要采取了以下幾種措施對產生不均勻沉降的現象進行糾偏和預防，這樣可以在很大的程度上減少地基不均勻沉降的現象。

對于以濕陷性黃土為持力層的建筑物，當建筑物地基沉降出現不均勻沉降時，可以對濕陷性黃土地基不均勻沉降量比較大的一側進行注水處理，使得沉降量基本上保持一致。

在已經發生變形的建筑物的一側采取相應的技術措施例如托換樁等進行頂壓使得建筑物的變形在相關的技術規范范圍內，滿足設計及相關技術規范要求。

采用梅花擠密樁進行糾偏

梅花擠密樁進行糾偏是采用比較普遍的糾偏技術措施，在建筑物樁基周圍布置群樁，樁徑在150～300mm之間，樁基端部應該進行擠密充填，這樣樁端就會吸水膨脹，這樣就會將變形量比較小的建筑物糾正過來，然后回填土夯實。

4 結束語

通過對以上引起地基不均勻沉降相關因素的分析，使廣大工程建設人員能夠更進一步了解濕陷性黃土的特性以及危害，充分認識到每一項工作特別是容易使人們忽略的微小方面均可能存在工程隱患，導致工程質量事故發生。總之，只要我們真正做到細致勘察、精心施工、認真維護、層層把關，那么就會最大限度的杜絕工程質量事故發生，確保建筑物安全使用。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.02.019