湿陷性黄土地基相关问题探讨

孙 戈 宇

(山西省第二建筑设计院，山西 长治 046000)

湿陷性黄土地基相关问题探讨

孙 戈 宇

(山西省第二建筑设计院，山西 长治 046000)

分析了新近堆积黄土湿陷系数的取值问题，探讨了湿陷性黄土的地基处理技术，着重对湿陷性黄土场地中自重湿陷量的现场实测值与室内试验计算值不一致的问题作了研究，最终得出了一些有意义的结论。

湿陷性黄土，问题，系数，地基处理

湿陷性黄土作为建(构)筑物地基土时,应对其性状进行分析研究，准确判定地基湿陷类型、等级，根据建筑物规模、湿陷场地情况等采取相应的处理措施。

1 新近堆积黄土湿陷系数取值问题

与一般的湿陷性黄土相比，新近堆积黄土由于堆积年代短而使土的性质有较大的差别。主要表现在地基土承载力较低、压缩性和湿陷性较大等方面。

在同等条件下，一般湿陷性黄土湿陷系数随着压力的增加而增大(即湿陷系数随压力增加呈单调递增)；新近堆积黄土湿陷系数与压力的关系：随着压力的增加，湿陷系数增大，达到某一峰值后，随着压力的继续增大，湿陷系数逐渐减小(即湿陷系数与压力曲线呈上凸形)，而且峰值压力一般较小，大都位于50 kPa～150 kPa之间。

工程实例：某工程为6层住宅楼，基础埋深为地表下2.0 m。勘察中挖掘探井深度为8.0 m，所取探井土样的各级压力下湿陷系数见表1。

表1 各级压力下湿陷系数表

1)取200 kPa压力下湿陷系数计算湿陷量为(湿陷量自地表以下2.0 m算起)：Δs1=1.5×(0.047×0.4+0.043×1.0+0.040×1.0+0.035×1.0+0.030×1.0+0.036×0.6)+1.0×0.036×0.4=0.297 m=297 mm。

2)取峰值压力下湿陷系数计算湿陷量为(湿陷量自地表以下2.0 m算起)：Δs2=1.5×(0.085×0.4+0.074×1.0+0.072×1.0+0.068×1.0+0.058×1.0+0.036×0.6)+1.0×0.036×0.4=0.505 8 m=505.8 mm。

在湿陷量的计算中，对一般湿陷性黄土通常取200 kPa压力下湿陷系数。由上述计算可知，对于新近堆积黄土采用200 kPa压力下湿陷系数与采用峰值湿陷系数，湿陷量的计算结果有较大的差别，地基的湿陷等级可能由Ⅰ级(轻微)变为Ⅱ级(中等)，从而对地基土处理厚度、对工程造价带来较大的影响。因此在湿陷性黄土的地基勘察中，首先应根据黄土的堆积环境、颜色、结构、包含物及相应的判别式进行判定是否为新近堆积黄土，然后再采用相应的湿陷系数计算湿陷量；否则可能使工程中的地基处理存在着较大的安全隐患，尤其对低层建筑(基底接触压力较小时，如50 kPa～150 kPa时)，影响更为明显。

2 湿陷性黄土地基处理问题

A工程为2层办公楼，砖混结构，条形基础，基础埋深为地表以下2.5 m，丙类建筑。勘察中挖掘探井深度为6.0 m，探井所取土样湿陷性见表2(本场地土为一般湿陷性土，湿陷系数为200 kPa压力下的取值)。

表2 探井土样湿陷性表(A工程)

由实验结果得知本场地无自重湿陷，湿陷量计算(湿陷量自地表以下2.5 m算起)：Δs1=1.5×(0.030×0.9+0.015×1.0)=0.063 m=63 mm。

B工程为6层住宅楼，砖混结构，筏板基础，基础埋深为地表以下2.0 m，丙类建筑。勘察中探井深度为7.0 m，探井所取土样湿陷性见表3(本场地土为一般湿陷性土，湿陷系数为200 kPa压力下的取值)。

表3 探井土样湿陷性表(B工程)

自重湿陷量计算：Δzs1=0.5×(0.020×1.0+0.019×1.0+0.017×1.0+0.023×1.0)=0.039 5 m=39.5 mm。

湿陷量计算(湿陷量自地表以下2.0 m算起)：Δs1=1.5×(0.040×0.4+0.058×1.0+0.04×1.0+0.045×1.0+0.039×1.0)=0.297 m=297 mm。

依据GB 50025—2004湿陷性黄土地区建筑规范第4.47条判定：A，B工程地基的湿陷等级均为Ⅰ级(轻微)非自重湿陷性场地。依据GB 50025—2004第6.1.5条，当地基湿陷等级为Ⅰ级时，对多层建筑，地基处理厚度不应小于1 m，且下部未处理湿陷性黄土层的湿陷起始压力值不宜小于100 Pa。

A，B工程的地基处理按规范均需进行换填处理，且厚度均不应小于1 m。根据工程实际规模，湿陷性土层的湿陷系数大小，湿陷起始压力，总湿陷量的大小分析。A工程虽为Ⅰ级地基，但地上仅为2层，湿陷起始压力较大，总湿陷量较小(仅为63 mm)，按规范要求换填1 m厚土层，显然安全度较大。B工程尽管为Ⅰ级地基，但地上为6层，湿陷起始压力较小，总湿陷量较大(为297 mm，接近Ⅱ级湿陷性场地)。按规范要求，当地基湿陷等级为Ⅱ级时，在非自重湿陷性黄土场地，对多层建筑，地基处理的厚度不宜小于2 m，且下部未处理湿陷性黄土层的湿陷起始压力值不宜小于100 kPa。按规范要求换填1 m厚土层，与Ⅱ级场地处理要求差距较大，显然存在安全隐患。

通过以上对比，作者认为依据工程规模、地基土湿陷情况，A工程换填厚度宜适当减小，而B工程换填厚度应适当增大。

3 湿陷性黄土场地中，自重湿陷量的现场实测值与室内试验计算值不一致的问题

1)工程概况。某电厂住宅楼工程，长60 m，宽13 m，地上6层，地下1层，砖混结构。筏板基础，场地整平标高100.00 m(假定标高)，基础埋深2.0 m，基础底面标高98.00 m。

2)场地、地形、地貌、地层岩性特征及成因类型。拟建场地地形基本平坦，各勘探点地面标高介于99.50 m～100.30 m之间。地貌单元为河流河漫滩后缘至山前冲积平原过渡带。地基土构成及特征如下：

3)场地地下水。该场地地下水类型为第四系松散岩类孔隙浅水。静止水位埋深约为16.8 m～17.5 m，水位标高为93.3 m～93.9 m。

4)场地湿陷性。该工程勘察中共布置探井2个，深度均为10.0 m，TJ1孔口标高99.90 m，TJ2孔口标高100.30 m。各探井土工试验成果见表4。

a.自重湿陷量计算：TJ1:Δzs1=0.5×(0.036×1.0+0.019×1.0+0.018×1.0+0.022×1.0+0.029×1.0+0.025×1.0+0.020×1.0+0.016×1.0)=0.092 5 m=92.5 mm。

TJ2：Δzs2=0.5×(0.017×1.0+0.020×1.0+0.018×1.0+0.016×1.0+0.025×1.0+0.030×1.0+0.028×1.0+0.020×1.0+0.015×1.0)=0.085 5 m=85.5 mm。

b.湿陷量计算(湿陷量自地表以下2.0 m算起)：TJ1：Δs1=1.5×(0.136×0.7+0.064×1.0+0.040×1.0+0.047×1.0+0.048×1.0+0.037×0.3)+1.0×(0.037×0.70+0.021×1.0+0.017×1.0)=0.521 85 m=521.85 mm。

TJ2：Δs2=1.5×(0.064×0.3+0.062×1.0+0.046×1.0+0.056×1.0+0.060×1.0+0.049×0.7)+1.0×(0.049×0.30+0.026×1.0+0.016×1.0)=0.472 95 m=472.95 mm。

表4 各探井土工试验成果表

根据GB 50025—2004湿陷性黄土地区建筑规范第4.47条，该场地地基的湿陷等级为Ⅱ级自重湿陷性黄土场地。

c.相关问题探讨。该场地在电厂主体结构勘察中，为了准确了解自重湿陷量，在现场进行了试坑浸水试验。试验结果自重湿陷量实测值小于70 mm，判定地基湿陷等级为Ⅱ级非自重湿陷场地。在同一地貌单元的同一场地，不同的湿陷类型存在的原因：第一，与室内黄土压缩试验相比，现场试坑浸水试验中土体的吸水程度小于室内试验。首先由于受到土体结构、构造、孔隙等因素的影响，浸水后现场地基土的饱和度小于室内试验饱和度。其次，由于土层垂直渗透性的影响，现场试坑浸水试验中，地基土深部土层含水量的增量小于浅部土层；而在室内试验中，由于人为干预，不存在上述因素，也即各土样均可达到饱和状态。第二，地基土中存在卵石、圆砾、砂土等透镜体或薄层，在现场试坑浸水试验中，这些成分不存在湿陷的问题。而在室内黄土压缩试验中，不存在不可压缩的卵石，圆砾等成分，均为压缩的粉土或粘性土，因此其湿陷量应大于现场试验；在自重湿陷量及湿陷量的计算中，土层厚度未去除，不湿陷的卵石、圆砾等成分的厚度，因此使计算值大于实测值。第三，黄土湿陷量计算中，所取湿陷系数为最大值，且修正系数与现场试坑浸水试验有一定差异。

通过上述对比分析，作者认为通过室内试验判定黄土地基的湿陷等级不会小于现场试验实测值，这对工程安全是有利的，是有一定安全储备的。

4 结语

1)新近堆积黄土湿陷量计算中，湿陷系数应取峰值。

2)湿陷性黄土场地地基处理中，换土垫层的厚度应根据工程规模、湿陷量大小等因素综合确定。

3)通过室内试验计算判别黄土地基的湿陷等级，对工程安全有利，有一定安全储备。

[1] GB 50021—2001，岩土工程勘察规范(2009版)[S].

[2] JGJ 79—2012，建筑地基处理技术规范[S].

[3] GB 50025—2004，湿陷性黄土地区建筑规范[S].

[4] 常土骠，张苏民.工程地质手册[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社，2011.

Inquiry on relevant collapsible loose foundation issues

Sun Geyu

(Shanxi2ndBuildingDesignInstitute,Changzhi046000,China)

The thesis analyzes new loess collapsibility coefficient valuing issue, explores collapsible loose foundation treatment technology, mainly studies the inconformity of in-situ measurement value and indoor testing calculation value of self-weight collapsible amount in collapsible loose field, and finally draws some meaningful conclusions.

collapsible loose, problem, coefficient, foundation treatment

2015-04-06

孙戈宇(1970- )，女，工程师

1009-6825(2015)17-0051-03

TU475.3

A