濕陷性黃土地區高層建筑地基的處理方法討論

岳小興

摘 要 隨著我國經濟發展水平的不斷提高，建筑行業得到了飛速發展，但是不同地區建筑地基處理方法存在差異，本文針對濕陷性黃土地區的地質特點與巖土工程條件，結合高層建筑特性與地基處理方法提出幾點經濟、合理的施工方法，結合具體工程實踐與復合型地基處理方法，表現其在高層建筑中的具體應用，希望為濕陷性黃土地區高層建筑地基處理提供一些借鑒。

關鍵詞 濕陷性黃土；高層建筑；地基處理；復合型地基

在我國，濕陷性黃土分布非常遼闊，常見于陜西、山西以及甘肅等地區，寧夏、青海以及河北部分區域也有分布。受不同地區堆積環境、地理條件以及氣候特征的影響，濕陷性黃土的厚度與工程特性存在一定差異。在城市化進程不斷推進下，高層建筑越來越多，并且需要處理更多的濕陷性黃土，如何才能找到適合的地基處理方法，使高層建筑地基處理更加規范成為人們關注的重點。

1 地基處理方法

濕陷性黃土地區由于所處地貌單元不同，使巖土工程條件存在很大差異。對此，需要采取更加科學、合理的方法結合巖土工程條件與建筑特征，依靠先進的技術與工藝因地制宜的對地基基礎進行處理。對于厚度不大的濕陷性黃土，通常可采用單一地基處理方法。如果濕陷性土層以下分布著承載力較大的沙礫地層，可以應用換填法將上部濕陷性土層部分或全部挖除，再用級配砂石或者灰土分層回填，這樣才能使地基處理效果增強；如果濕陷性土層下層承載力偏低，則可以使用基樁將其穿透，可以將樁端放置到承載力較高的地層中 [1]。

對于厚度較大的濕陷性黃土場地，可以使用復合型地基處理方法，就是先用樁預處理擠密，將濕陷性消除，完成這些工序準備以后才能進行施工樁基礎施工。比如，建筑物荷載較大時，就可以使用擠密樁與鋼筋混凝土灌注樁，先進行注漿再使用復合樁地基處理法。如果較大的建筑物荷載，還能應用素土擠密樁或者CFG樁復合型地基處理法；不管使用哪種地基處理法都需要結合工程實際條件選擇適合的材料。此外，如果具備良好的施工條件，可以使用灰土擠密樁復合地基處理法。下面就結合工程實例進行分析[2]。

2 工程實例

2.1 灰土擠密樁復合地基處理法

（1）工程概況

工程位于甘肅省慶陽市西峰區，地層分布雜填土（Q4ml）、黃土（Q3eol）、古土壤（Q3el），具有自重濕陷性，濕陷性等級Ⅱ級（中等），濕陷性土層深度為15m。場地分布的濕陷性黃土的指標見下表一所示。建筑擬建的地上層數為23層，剪力墻結構，基礎為筏板，深埋為8.000m。

（2）地基處理方法

該建筑物是中等自重濕陷性黃土場地，建筑類別為甲類。依據國家《濕陷性黃土地區建筑規范》（GB50025-2004），甲類建筑施工需要將地基中濕陷性全部消除，或使用樁基礎將全部濕陷性黃土層全部穿透，將基礎設置在非濕陷性黃土層內 [3]。

設計地基處理采用DDC法，成孔直徑設計為400mm，成樁以后直徑為550mm，樁長為7.0m，布置為正三角形。使用2：8比例填料，樁間距設置為800mm，能夠達到施工標準。

（3）檢測地基處理效果

經過對復合地基承載力的檢測，承載力特征值為250kPa，能夠達到設計要求；并且樁身灰土壓實系數值為0.89～1.00間，壓實系數平均值為0.87，深埋范圍與擠密系數范圍為0.80～0.85之間，擠密系數平均值為0.87，能夠達到設計要求；樁間土樣自重濕陷性系數與濕陷性系數值低于0.015，表示處理的深度范圍內樁間濕陷性基本消除。上述檢測結果表明，地基承載力從原來的160kPa提升到了250kPa；樁間土干容重也大幅度提升，明顯減少了孔隙，使壓縮系數大大減少，提升了壓縮模量，表示地基處理效果明顯增強[4]。

2.2 素土擠密樁與CFG樁復合型地基處理

（1）工程概況

擬建場地位于西安市，地貌單元為浐河三級階地。地層分布著素填土、黃土（Q3eol）、古土壤（Q4ml）、粉質黏土（Q2al+Pl）以及中砂（Q2al+Pl）、中粗砂（Q2al+Pl）等。呈中等濕陷性的為黃土（Q3eol）與古土壤（Q4ml），濕陷性黃土層深度為12m，屬于自重濕陷性黃土場地，地基濕陷性等級劃分為II級，是中等濕陷性黃土地基。建筑地面層數15層，高等約為38.67m，分布剪力墻結構，基礎深埋為-5.300m，地基壓力為280kPa。

（2）地基處理方法

設計素土擠密樁直徑為300mm，樁長為5.40m，等邊三角形布置，樁距為780mm，樁排間距為678mm。CFG樁設計樁長為13.00m，樁徑為300mm，樁身混凝土等級為C20，頂樁配置450mm厚度的砂石褥墊層，經過試驗，這一設計方案能夠達到設計標準[5]。

2.3 檢測地基處理效果

壓縮系數由原來的0.20MPa-1降低至0.15MPa-1；壓縮模量由11.25MPa-1提高到了13.87MPa-1。樁間土樣自重濕陷系數低于0.012，表示處理深度范圍內的地基自重濕陷性消除。完成CFG樁施工以后，檢測低應變動力，樁身混凝土波速測量為3012～4061lm/s，平均值為3021m/s，說明樁身是完整的。經過反復檢測地基靜載荷，發現地基承載力從原來的120kPa提高到了200kPa，能夠達到設計標準。鋼筋混凝土鉆孔灌注樁成孔深度能夠滿足設計標準，均能控制在合理、科學范圍內，使施工成本大大降低，還能使垂直度偏差也控制在允許范圍內。

3 結束語

隨著建筑項目的增多以及建筑范圍的擴充，濕陷性黃土地區的高層建筑地基處理開始受到人們關注，鑒于濕陷性黃土地區土質條件復雜，比起其他地區的施工難度更大，為了確保建筑穩定性與安全性，需要結合建筑場地巖土工程條件與建筑荷載，應用可靠的技術、選擇適合的復合型地基處理方法，這樣才能使施工質量達到標準。

參考文獻

[1]王同濤，閆相禎，楊秀娟等.基于彈塑性地基模型的濕陷性黃土地段懸空管道受力分析[J].中國石油大學學報（自然科學版），2010，34（4）：113-118.

[2]黃雪峰，陳正漢，哈雙等.大厚度自重濕陷性黃土場地濕陷變形特征的大型現場浸水試驗研究[J].巖土工程學報，2010，28（3）：382-389.

[3]屈耀輝，苗學云.3種常用地基處理方法在黃土區高鐵地基中的適用性研究[J].中國鐵道科學，2015，36（4）：8-12.

[4]楊校輝，黃雪峰，朱彥鵬，等.大厚度自重濕陷性黃土地基處理深度和濕陷性評價試驗研究[J].巖石力學與工程學報，2014（5）：1063-1074.

[5]張世徑，黃雪峰，朱彥鵬，等.大厚度自重濕陷性黃土地基處理深度和剩余濕陷量問題的合理控制[J].巖土力學，2013（z2）：344-350.