大厚度自重湿陷性黄土地基处理深度和剩余湿陷量问题的合理控制

（山东方大工程有限责任公司，山东 淄博 255100）

在黄土地区进行工程建设时，施工单位为了解决黄土的湿陷性问题必须对地基进行处理。而自重湿陷性的大厚度黄土则对地基处理技术提出了更高的要求。在施工实践中发现，现行的黄土地基处理规范对于地基处理深度以及剩余湿陷量的技术标准与实际情况存在一定的差异。因此施工单位需要积极总结实践经验，并通过开展现场试验研究等方法来对相关问题进行深入的探讨，从而在确保工程结构安全的基础上，优化黄土地基处理技术，提高剩余湿陷量以及地基处理深度控制标准的合理性。

1 黄土地基处理深度和剩余湿陷量控制试验基本情况

为了准确掌握具有较大厚度的湿陷性黄土地基的处理深度以及剩余湿陷量控制问题，选择在一地势较为平坦的黄土区域开展相关试验。该试验场地内的黄土厚度达到了36 m左右，且具有明显的自重湿陷性。在试验过程中，首先对场地进行了注水增湿作业，然后通过挤密桩方式来进行不同深度的处理。处理完成后，在试验区域设置40个地表观测点、8个深层观测点以及4个承台观测点，试验人员在171 d的注水期内对各观测点进行了连续的沉降观测分析。

2 大厚度自重湿陷性黄土地基处理深度的合理控制分析

2.1 现行黄土地基处理深度规范要求

在现行的黄土地区湿陷性黄土地基处理规范中，乙类建筑工程在施工时应将地基处理厚度控制在湿陷性黄土土层厚度的2/3以上，同时未处理部分的剩余湿陷量应控制在150 mm以内[1]。而在丙类建筑工程的施工中，则应将Ⅲ级以及Ⅳ级湿陷性黄土地基的处理厚度控制在3～4 m以上，为处理部分的剩余湿陷量则必须控制在200 mm以内。该技术标准与施工实践存在一定差异，因此施工单位通过现场试验方式来加以验证分析。

2.2 黄土地基处理深度试验分析

在试验过程中，主要通过注水孔向挤密处理区进行注水的方式来进行观测。注水应持续171 d左右，同时应采取精度较高的水准仪等仪器设备来实时监测各观测点沉降量的变化情况。在本次试验中，设置在地表部分的观测点主要是对土体经过长时间深层浸水后由于自重因素而产生的湿陷性沉降量进行监测。经观测发现，黄土地基处理深度控制在6 m左右时，地表会产生明显的沉降。其中在试验场区东侧的沉降量为245 mm左右，而西侧沉降量则在157 mm左右，二者存在较大的差异，沉降平均值为201 mm左右。这说明地基处理深度为6 m时会产生明显的地表沉降。但在室内试验过程中发现，在此处理深度时的自重湿陷量为约1 057 mm，与现场实测结果存在较大的差异[2]。而当黄土地基处理深度达到12 m时，试验现场的平均沉降量下降为126 mm左右，不过其自重湿陷量仍达到了约680 mm。在黄土地基处理深度进一步增加到15 m时，沉降量的平均值也随之降低，而室内试验中测得的自重沉降量则是约486 mm。室内外试验结果的差距达到了约5倍。造成这种差异的原因主要是传统试验中检测的主要是浅层土体湿陷量，本次试验所测得的主要是深层土体的湿陷量。

此外，在本次试验中还在处理地基上设置了承台观测点，通过采取堆载方式来进行检测分析，以提高试验与实际情况的一致性。在堆载压力为200 kPa时，对湿陷性土层厚度达到了36 m的试验现场进行了挤密桩处理，且地基处理厚度分别控制在12 m和15 m左右。经检测发现，其实际沉降量均在200 mm以内。根据试验结果，说明湿陷性土层即使厚度很大，对黄土地基进行12～15 m的处理也能够确保其承载能力基本满足乙类以及丙类建筑工程的施工要求[3]。不过要注意做好相应的垫层处理以及防水措施。

3 大厚度自重湿陷性黄土地基剩余湿陷量问题的合理控制

为了准确掌握黄土地基处理后的剩余湿陷量，在试验中分别将观测点设置在不同处理深度的挤密桩下方约1 m处，以观测土体深层的实际沉降情况。在试验时首先进行了持续的深层浸水，当其沉降趋于稳定后再对各观测点的沉降量进行观测，从而了解土体未处理部分的实际湿陷变形量。

在对黄土地基进行6 m深度处理的测试区域观测时发现，其东侧的沉降量为160 mm左右，西侧沉降量则高达221 mm左右，沉降量平均在190.5 mm左右，说明未处理土体存在较大的剩余湿陷量，同时沉降总量中的约2/3为70～100 d的沉降发生量，具有较高的突发性特点，难以保证工程基础结构的安全性和稳固性。当黄土地基的处理深度增加到10 m时，经过观测其总体深层沉降量明显低于6 m处理深度时的沉降量。其中设置在西侧的观测点测得深层沉降量在79 mm左右，而东侧则在87 mm左右，沉降均值在83 mm左右，同时与自重湿陷量理论值相比，该深层沉降值仅约为其1/9，在沉降控制方面具有明显的优势。随着黄土地基处理深度的进一步增加，在15 m深度时的总体沉降量以及均值均出现了明显的下降，同时未处理部分的剩余湿陷量也仅为69 mm左右，明显低于自重湿陷量计算值的486 mm。造成黄土地基沉降量计算值与深层沉降量的实际发生值之间差异的主要原因同样是黄土地区深层以及浅层土体存在不同湿陷性特点。

此外，为了更加准确地掌握工程项目实际的沉降情况，试验中也采取的设置承台观测点的方式来进行观测分析，同样发现计算值与沉降实际发生值之间存在明显的差异。其原因除了由于土体深度不同而造成的湿陷性差异外，还需要考虑自重湿陷性黄土中的水分渗透深度等因素。

根据对试验结果的分析发现，现行湿陷性黄土地基处理规范中剩余湿陷量标准与施工实践存在一定的差异，因此施工单位应积极总结施工实践经验，并结合建筑类型特点，根据不同类型建筑对剩余湿陷量控制的不同要求来对该参数进行合理化调整。施工单位可以引入折减系数理论，对剩余湿陷量的计算值进行折算，从而使其与湿陷变形的实际发生量相一致，满足黄土地基处理规范的要求，保证工程基础结构的安全。以10 m以上的黄土地基处理深度为例，可以取0.5作为折减系数来对剩余湿陷量进行计算控制；而当处理厚度在10 m以内时，则可以根据0.5的折减系数来合理控制剩余湿陷量。

4 结语

在黄土地区开展工程项目的施工建设时，施工单位必须对自重湿陷性大厚度黄土不同土体深度的湿陷性特点有充分的认识，要积极开展相关的现场试验，并根据试验结果以及工程项目类型的不同来对相关的黄土地基处理规范的相关技术标准进行优化调整，科学的将黄土地基处理深度以及剩余湿陷量等指标参数控制在合理区间，保证工程施工的质量安全能够达到设计要求。