大厚度湿陷性黄土

大厚度湿陷性黄土地基处理实例孙宏（大地工程开发（集团）有限公司北京100102）摘要：遵循《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004），借鉴当地工程建设经验，探讨了根据湿陷性黄土的特点和工程要求，因地制宜，以地基处理措施为主，在采取环境治理、场地防排水和上部结构措施的基础上，适当放宽处理后的剩余湿陷量，对大厚度湿陷性黄土进行处理。

提出了陷性黄土地区的工程建设，不但要灵活运用规范，而且要尊重当地的工程经验。

关键词：大厚度，湿陷性，挤密桩，垫层Treatment Example for Large Thickness Collapsible LoessSun Hong(Dadi Engineering Development (Group) Co., Ltd., Beijing 100102) Abstract: According to “Code for building construction in collapsible loess regions”(GB50025-2004), referring to the local construction experience, discussing the characteristics and the engineering requirements of the collapsible loess, adjusting measures to local conditions, taking the foundation treatment measures as the principal thing, adopting environmental management, waterproof and drainage and upper structure measures, loosening the handled remaining collapsible volume, taking the treatment of the large thickness collapsible loess.Key words: Large Thickness, Collapsible, Compaction pile, Cushion湿陷性黄土是特殊性岩土，结构性强，作为建筑物地基，浸水后结构破坏引起湿陷，产生的附加变形影响工程的安全和正常使用。

因此，采取措施防止或减小建筑物地基浸水湿陷是湿陷性黄土地区工程建设的重要任务。

按湿陷性黄土规范提出的几种地基处理方法，垫层法、强夯法、挤密法和桩基础对一般的湿陷性黄土都能满足规范的要求。

本文通过工程实例，论述规范处理方法限度外的大厚度湿陷性黄土的处理方法。

1 工程概况甘肃省兰州市某油页岩炼油工程，该项目是关于国家煤炭深加工政策的重点工程项目，设计处理油页岩1.74Mt∕a。

按黄土地区建筑分类，重要建筑物油灌（10个Φ12m）、塔区、炉区、筛分车间、循环水池和污水处理池属乙类建筑物。

其余属丙类建筑物。

工程场地属陇西地区典型的黄土梁地貌，黄土梁坡面分布强烈切割形成的冲沟，冲沟内的落水洞呈串状分布。

场地位于主冲沟上部，依原地形分标高2027m、2020m、2013m、2010m四级台阶。

2 黄土的湿陷性依据工业场总平面布置图，按黄土规范采取以探井为主配合钻探的勘察手段。

探井数量占勘探点总数58%，探井采取Ⅰ级原状土试样，取样间距1.0m，挖穿湿陷性土层；钻探孔主要做原位测试和查明地层分布，尤其基岩埋深。

场地地层：①黄土状粉土（Q42al）：分布场地边缘，厚度1.1～14.6m，自重湿陷系数0.003～0.064，湿陷系数0.030～0.181，平均值0.104，具有强烈湿陷性，含水量7.8%；②黄土状粉土（Q41eol）：分布普遍，厚度11.0～31.6m，自重湿陷系数0.001～0.110，湿陷系数0.001～0.193，平均值0.057，具有中等湿陷性，含水量8.9%；③马兰黄土（Q3eol）：分布普遍，厚度1.5～17.7m，自重湿陷系数0.002～0.028，湿陷系数0.003～0.029，平均值0.015，具有轻微湿陷性，含水量9.6%；④泥岩夹薄层砂岩（K），属软岩，基岩面呈“V”字型起伏，东西两侧浅中间深，一般埋深30.0～60.0m，东北角处最浅22.5m。

实际工作中探井30.2～31.4m深度末挖穿湿陷性土层，试验结果仍有湿陷性。

后在钻孔和场地下部冲沟内（深度大于探井深度，挖除表层坡积层）取样，试验结果仍有湿陷性，因此判定基岩面以上土层都具有湿陷性。

场地湿陷性土层厚度30.0～60.0m。

自重湿陷量1131.6～3522.8mm，属自重湿陷性黄土场地。

按单体建筑物埋深，地基湿陷量2185.6～4538.0mm，湿陷等级属Ⅳ级。

湿陷起始压力38.0～276.0kPa，大部分38.0～112.0kPa。

3 地基处理方案《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）规定了地基处理原则和限度，“乙、丙类建筑物应消除地基的部分湿陷量。

乙类建筑消除地基部分湿陷量的最小处理厚度：自重湿陷性黄土场地，不应小于湿陷性土层深度的2／3，且下部末处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量不应大于150mm。

丙类建筑消除地基部分湿陷量的最小处理厚度：当地基湿陷等级为Ⅲ级或Ⅳ级时，宜采用整片处理，处理厚度分别不应小于3m或4m，且下部末处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量不应大于200mm。

”。

按照规范对地基处理原则和限度，考虑黄土的湿陷等级和建筑物类别，垫层法（处理深度1.0～3.0m）、强夯法（处理深度3.0～12.0m）和挤密桩法（常规处理深度5.0～12.0m）处理深度都不能满足规范要求。

桩基虽能穿透湿陷性黄土层，有较好的桩端持力层，但“V”字型基岩面两侧浅中间深，桩比较长且桩长变化大，考虑负摩阻力的因素，单桩承载力不高，每个单体建筑物设计的桩数多，工程造价高。

对处理方案进行经济、安全分析论证后，湿陷性规范提出的几种处理方法都不具有可行性。

孔内深层强夯法最深可处理30m的湿陷性黄土层。

深度处理需预钻孔，夯后桩径及桩间土湿陷性的消除没有一定的可观性，且没法定量控制；若夯扩成孔，地基土层较低的含水量7.8～9.6%使成孔及处理深度难度较大。

既安全又经济、合理处理本工程大厚度湿陷性黄土，没有现行的规范标准依据。

4 地基处理方案论证处理方案既安全又经济、合理，处理方法首先从当地的工程经验开始，再从现行的规范标准中寻求解决方法。

经过在青海省西宁市、甘肃省兰州市、陕西省西安市和山西太原市多家有关从事岩土专业的单位调查了解，虽然没有湿陷性土层厚度类似与本工程的实例，但对于稍厚的湿陷性黄土处理方法：①按照湿陷性黄土规范，采用挤密桩法和垫层法相结合，加大处理厚度。

当地挤密桩长无论设计还是施工，最长12.0m。

②采用孔内深层强夯法，加深处理深度；③采用桩基础，穿透湿陷性土层，据了解桩长有40.0～50.0m。

在了解工程实例和当地工程经验的基础上，对本工程的解决方法又回到了现行《湿陷性黄土地区建筑规范》。

规范总则第3条“在湿陷性黄土地区进行建设，应根据湿陷性黄土的特点，因地制宜，采取以地基处理为主的综合措施，防止地基湿陷对建筑物产生危害。

”依据规范总则，确定了本工程大厚度湿陷性黄土地基处理原则：①环境治理方面：当地气候干燥，年平均降雨量322mm，因此做好工业场地外雨水排放，既可解决雨水对地基湿陷产生危害。

另外场地位于主冲沟上部，无地下水上升和雨水汇集浸湿地基的危害。

②综合措施：消除湿陷性是主要处理方法，同时采取场地防排水和上部结构措施，以弥补地基处理的不足。

场地内防排水可防止生产和雨水汇集引起地基湿陷。

采取上部结构措施以适应超出规范限制的地基处理所产生的不利影响。

以地基处理为主，同时采取环境治理、场地放排水和上部结构措施相结合的综合处理方案：①环境治理：场地东北西三面汇水区内的冲沟做好排水，回填落水洞，周边边坡坡顶设置截水沟，雨水及时经厂区排出场外。

②场地防排水：高度重视生产、生活用水设施的封闭性，加大排水力度。

建筑物基础底面以上回填土应按垫层要求的密实度控制。

工业广场全场采用中、低能量强夯，封闭整个工业广场，保证雨水、生产漏水不浸湿地基，引起湿陷。

③结构设计按湿陷性黄土规范的规定设计。

④地基处理：采用挤密桩和垫层叠加的方案，全部消除挤密桩处理范围内黄土的湿陷性，乙类单体建筑物处理范围外增设围护挤密桩，以防止地基侧向浸水湿陷。

⑤地基土含水量代表值7.8%，较低的含水量影响并决定挤密桩施工成败，处理深度内的地基土含水量须增湿达到挤密要求的最优含水量。

初步方案制定后，邀请了煤炭行业勘察大师王步云、湿陷性黄土委员会副主任委员汪国烈、湿陷性黄土委员会委员张豫川教授、湿陷性黄土委员会委员华遵孟等黄土治理专家，对初步处理方案进行论证分析。

专家明确了本工程大厚度湿陷性黄土处理超出了现行《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）的限制。

专家达成一致意见：①既要重视地基处理，又要重视环境治理。

②在做好防水措施和结构措施的基础上，可适当放宽处理后的剩余湿陷量。

③处理深度：乙类建筑物应不小于15.0m，丙类建筑物应不小于10.0m。

5 岩土工程设计与地基处理施工依据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）和《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002），按照专家达成的对处理深度及处理后剩余湿陷量的要求，进行增湿、挤密桩和垫层岩土工程设计。

①增湿前取土做最优含水量试验，确定增湿达到的标准。

根据每个单体建筑物地基处理范围的形状分块，每块宽6m，增湿孔正方形布置间距1.5m，孔径100mm，孔深小于挤密桩深度1.0m，孔内填砾石（粒径10～20mm，控制含泥量小于5%）。

计算每个增湿单元格所需的注水量，控制格内水位进行增湿。

增湿后经7～10天的消散，在增湿孔正方形布置的中心取土检测增湿效果。

②挤密桩：乙类建筑物桩长12.0m，桩顶保护桩长500mm，桩径400mm，桩距900mm，正三角形布置，桩体材料采用2：8灰土或3：7灰土，桩土压实系数≥0.97，三孔之间土的挤密系数≥0.93。

丙类建筑物桩长9～11.0m，桩体材料采用素土、2：8灰土或下部素土上部2：8灰土。

挤密处理范围外围设置3排围护桩，桩体材料采用素土（素土的渗透系数小于灰土的渗透系数，围护效果更好，而且充分利用场地的挖方土）。

③垫层：乙类建筑物厚3～4.0m，材料3：7灰土，压实系数0.97。

丙类厚1～3.0m，材料2：8灰土，压实系数≥0.95。

施工前在场地附近具有代表性地段进行增湿、挤密桩试验。

根据试验性施工检验，调整增湿和挤密桩方案。