重庆地区强夯地基遇雨水稳定性分析与防治对策研究

孔凡林，李成芳，李昕，戚震男

（1重庆市建设工程质量检验测试中心 重庆 400015 2恒大地产集团重庆有限公司 重庆 400039）

重庆地区强夯地基遇雨水稳定性分析与防治对策研究

孔凡林1，李成芳1，李昕1，戚震男2

（1重庆市建设工程质量检验测试中心 重庆 400015 2恒大地产集团重庆有限公司 重庆 400039）

本文针对重庆2009年8月4日暴雨后，部分建筑强夯地基出现不同程度的不均匀沉降，讨论了强夯地基的遇水稳定性因素，并提出了确保强夯地基稳定的技术措施。

强夯地基；稳定性分析

1 引言

目前，强夯地基已经广泛应用于重庆的基础设施建设和民用建筑。由于重庆的山地特点，强夯地基土多数为砾石土、碎石土以及夹杂的粘性土，具有填方深度大（10～50m）、填土粒径不均匀、透水性好、自重固结等特点。在经历了雨水浸泡，特别是重庆2009年8月4日暴雨后，部分建筑强夯地基出现不同程度的不均匀沉降，个别基础出现局部开裂现象，沉降量绝对值13 cm左右，局部倾斜达2～4‰。那么，强夯地基在遇雨水条件下会对地基稳定性产生什么影响，应采用什么可靠的控制措施，才能保证强夯地基基础的稳定性，是本文讨论的重点。

2 强夯地基稳定性因素

2.1 承载力问题

强夯地基的承载力主要影响因素与单击夯击能、夯击次数等强夯施工参数有关，还与地基土性质、土层的厚度和埋藏顺序以及地下水位等因素有关。对于重庆地区的砾石土、碎石土，地基承载力遇雨水变化较小。

2.2 沉降问题

强夯地基的沉降，可以分为基础附加应力的沉降、强夯有效深度以下土层的自重固结沉降和遇雨水等特殊条件下的沉降。基础地面附加应力产生的沉降可以根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.3.5条规定，采用各向同性均质线性变形体理论进行计算。影响结构安全的沉降主要有强夯有效深度以下土层的自重固结沉降和遇雨水等特殊条件下的沉降。

2.2.1 附加应力沉降

这部分沉降，主要是地基土有效加固深度范围在附加应力作用下产生的，为一般建筑物在施工期间完成的工后沉降量，对于砾石土或碎石土可认为其最终沉降量已基本完成。

2.2.2 固结沉降

自重固结沉降一般需要3～5年的时间。为了加快地基土的沉降，可以采用强夯法处理，加速固结沉降。但是对填土深度较厚的地基，强夯有效深度以下部分地基土还会存在部分土欠固结，当地基土在遇雨水等条件下，地基土还会沉降。

当压实填土阻碍原地表水畅通排泄时，将会使压实填土遇水饱和，当水位下降变化产生压力，使地基土沉降，预测地基变形量可按如下公式：

s=ΔP·h/E；

其中：s为地基变形量，ΔP为水位下降增加的压力，h为地基欠固结深度，E为地基土的压缩模量。

2.3 边坡稳定性问题

砾石土、碎石土等填土的边坡稳定性取决于填土的抗剪力学参数以及建筑与边坡的关系。根据建筑边坡工程技术规范，土质边坡稳定性的计算宜采用圆弧滑动法。为了简便起见，采用填土的等效内摩擦角法，即边坡的坡角小于填土的等效内摩擦角，边坡稳定，反之不稳定。

图1 等效内摩擦角示意

图2 基础底面外边缘线至坡顶的水平距离示意

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.4.2条，当位于稳定土坡坡顶上的建筑垂直于坡顶边缘线的基础底面边长小于或等于3m时，其基础底面外边缘线至坡顶的水平距离a应符合下式要求，但不得小于2.5m。

3 强夯地基稳定性风险防治对策

3.1 强夯地基承载力应满足设计要求，同时考虑地下水对承载力的降低影响

根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2.1条规定，建筑地基的承载力特征值应满足上部结构的荷载需要，即相应于荷载效应标准组合时，基础底面的压力小于等于修正后的地基承载力特征值。当偏心荷载作用下，相应于荷载效应标准组合时，基础底面的压力最大值小于等于修正后的1.2地基承载力特征值。

因此，应加强强夯地基的设计工作，确定适当的夯击能、夯击次数、夯点间距等参数，保证地基在自重压力和附加应力作用下的地基承载力和变形符合要求，地基下不存在欠固结层。经过强夯处理，地基主要受力层深度承载力的降低趋势，应小于基础附加应力衰减的趋势，对于不满足要求的，需进行分层强夯，避免地基土存在欠固结层。

强夯地基设计时，应考虑地下水对承载力的降低影响。

3.2 合理选择基础形式，避免强夯地基土下存在欠固结土层强夯地基的沉降问题，特别是地基的不均匀沉降，是威胁地基基础稳定乃至上部结构破坏的主要因素。控制不均匀沉降，应选择合理的强夯处理方案，将欠固结地基土处理为一般固结土。同时考虑地基土遇雨水沉降和附加应力沉降，合理选择建筑的基础形式，比如筏板基础、弹性地基梁基础、独立基础等较为可靠的基础形式，能够抵抗地基的合理沉降。

比如，西南政法大学重庆渝北校区花园小区，上部结构为8层框架，基础为独立基础，由中冶赛迪股份有限公司设计。该场地表层覆土大部为第四系人工填土（Q4m1），主要由泥岩、砂岩块碎石及粉质粘土组成，为新近随意堆填，未经压实处理。人工填土以下主要为侏罗系中统上沙溪庙组（J2s）紫红色泥岩夹砂岩。该工程由重庆市建筑科学研究院进行强夯设计与施工，强夯的单击夯击能采用3000kN·m。本工程于2008年竣工至今，工后沉降最大值33mm，经过重庆2009年8月4日暴雨后，未发现任何异常。

图3 西南政法大学重庆渝北校区花园小区（待使用）

图4 位于重庆巴南区李九路北东侧的某首期项目（结构封顶）

重庆恒大地产集团重庆有限公司投资兴建的恒大城首期项目，位于重庆市巴南区李九路北东侧，项目占地418亩。建筑共有11栋，上部结构为11+1框架结构，基础为筏板基础，由中冶赛迪股份有限公司设计。该场地覆盖土层厚度为0～43m，为仅2年的新近填土，场地基岩为侏罗系中统沙溪庙组(J2s)泥岩为主。其覆盖层为第四系全新统人工堆积层 (Q4ml)和残坡积层(Q4el+dl)，该工程由重庆市建筑科学研究院进行强夯设计，强夯的单击夯击能采用4000kN·m，局部采用6000kN·m。本工程部分栋楼于2009年5月竣工至今，工后沉降最大值约10mm，经过重庆2009年8月4日暴雨后，未发现任何异常。

3.3 建筑地基外边坡处理的范围和高度应满足边坡稳定性要求

由于边坡的稳定性指标为岩土的抗剪指标填土的C、Φ值，雨水浸泡后会有所降低。根据重庆地区经验，强夯地基尽量避免人工边坡，确实存在人工边坡的建筑物外边坡的处理深度应超过潜在滑动面以下，处理宽度应超过边坡高度的1/2加上3m。

通过调查，重庆2009年8月4日暴雨后，个别建筑出现的局部不均匀沉降，主要是建筑基础外边坡处理的深度和宽度不足造成的。

4 结语

强夯地基处理技术已经越来越多的应用于工程建设。加强强夯地基的技术措施，完全可以确保强夯地基的稳定。重庆2009年8月4日暴雨后个别建筑出现的局部不均匀沉降，已经给我们敲响了警钟。为了确保强夯地基的稳定性，应采取的重点防治措施如下：

（1）重视地基处理的设计程序，特别是遇雨水后的地基稳定性应作为结构设计和强夯地基处理设计的重点考虑问题。

（2）根据强夯地基预测的工后沉降和遇雨水后的沉降量，合理选择基础形式，比如筏板基础、弹性地基梁基础、独立基础等为较为可靠的基础形式，能够抵抗地基的合理沉降。

（3）建筑地基外边坡处理的宽度和深度应满足边坡的稳定性要求。根据重庆地区经验，强夯地基尽量避免人工边坡，确实存在人工边坡的建筑物外边坡的处理深度应超过潜在滑动面以下，处理宽度应超过边坡高度的1/2加上3m。

[1]JGJ79-2002,建筑地基处理技术规范[S].

[2]GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].

[3]GB20330-2002,建筑边坡工程技术规范[S].

[4]黑瑞文,等.地下水对浅基础地基承载力的影响[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版）[J].2004,23(05).

责任编辑：余咏梅

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