陕北地区湿陷性黄土地基不均匀沉降相关因素

谢 超

陕北地区湿陷性黄土地基不均匀沉降相关因素

谢 超

谢 超

延安市工程地质勘测院

谢超，男，本科，出生年月：1970.5，陕西商州，职称：工程师，研究方向：工程地质勘察。

黄土是一种第四纪陆相沉积物，主要分布在北纬33°～47°之间，属于干旱、半干旱气候类型。在我国西北地区广泛分布，由于黄土的独特的结构和物理力学性质，在具体的建筑工程应用中，当采用以湿陷性黄土为持力层的地基处理方案时，对湿陷性黄土的处理不能严格按照相关规范执行时，很容易使以其为持力层的建（构）筑物产生不均匀沉降，引发建（构）筑物墙体开裂、整体倾斜，进而危及主体的安全使用，给国家和人民的生命财产造成巨大的损失。

1 湿陷性黄土的物理力学性质及地基变形特点

湿陷性黄土颗粒组成以粉粒（粒径0.05～0.005mm）为主，含量一般在60％以上。湿陷性黄土自身具有孔隙较大的特点，孔隙比变化一般在0.85～1.24之间，大多数在1.0～1.1之间。孔隙比是影响黄土湿陷性的主要指标之一，一般情况下其孔隙比越小，往往不具湿陷性或湿陷性很弱。例如：西安地区的黄土当e＜0.9，兰州地区的黄土当e＜0.86时，就一般不具湿陷性或湿陷性很弱。天然含水量较低，一般情况下w＜20％。而黄土的含水量大于25％时，往往不具湿陷性。另外，饱和度和液限也是决定黄土湿陷性的重要指标，当Sr＞75％、wl＞30％时，黄土已不具湿陷性或湿陷性一般较弱。湿陷性黄土在其结构强度未被破坏或软化的压力范围内，具有强度高，压缩性低（新近堆积土除外）的特性。其压缩系数一般介于0.1～1.0MPaˉ1之间，压缩模量一般在2.0～20.0MPa之间，但是一旦受水浸湿，其结构将迅速破坏，孔隙变小或消除，压缩性增大，强度迅速降低，浸水后的地基土湿陷量越大，湿陷等级越高，对建（构）筑物和地面产生的变形就越严重，对建筑物危害就越大。

2 引起地基产生不均匀沉降相关因素分析

在湿陷性黄土地区，引起地基产生不均匀沉降的根本原因是防水措施不严格、管道水渗漏等引起地基浸水湿陷，其相关因素分析主要归纳以下几个方面。

设计与地基施工方面

就地基而言，产生不均匀沉降主要包括以下几个方面：

地基处理深度不足。根据相关技术规范要求，对于甲类建筑的地基要求应该全部清除地基湿陷量主要的措施就是将桩基础设置在非湿陷性黄土层上或者将桩基础的持力层穿透湿陷性黄土层。对于乙、丙类建筑需要清除部分湿陷量。在具体的施工中，我们可以采用换填的办法进行局部或者部分换填，有的可是使用浆砌片石来增加基础的地基承载力，但是对于湿陷量的处理应该高度的重视，对于湿陷性黄土和松软土层一定要处理好，否则由于基础的承载力的原因，会出现不均匀的沉降的现象，建筑物出现不均匀沉降后会导致建筑物墙体的开裂以及建筑物的倾斜，导致影响建筑物的安全性能，这些现象在乙、病类的建筑物中的变现比较突出。我们应该加强湿陷性黄土地基的处理力度，地基处理深度不够就会产生不均匀沉降的现象。

由于施工方法不正确导致建筑物的不均匀沉降或者出现建筑物地基均匀性比较差的现象，对于湿陷性黄土这种现象是相对比较明显的，主要是由于黄土的湿陷性比较严重，黄土的含水量相对比较大和黄黏土的含水率比较大，在进行基础开挖的过程中没有采取相应的保护措施去有效的控制扰动原状土，在进行基坑开挖的过程中由于采用的是机械开挖，没有在接近基坑底标高的时候采用人工进行修整，导致出现了原状土被扰动的现象，这样就会降低地基的承载力，在后续的施工中出现了比较严重的扰动原状土的现象，由于原状土的扰动就会出现建筑物的不均匀沉降，导致建筑物墙体开裂或者倾斜的现象。

施工质量优劣差异性较大。不论是采取换土垫层还是复合地基，甚至桩基础等各种地基处理方案，当地基处理的施工过程中，现场技术员把关不严，使工程质量自身存在隐患时，均会造成地基的差异沉降变形。

地基受力不均。由于同一建筑物中纵横墙之间、中柱与边柱之间以及不同部位的纵横、横墙之间荷载存在很大的差异，为了使地基承载力能够满足上部荷载需要，同使地基底压力趋于一致，就必须按等强设计原则进行设计，经过认真地分析计算，确定不同位置基础尺寸，使地基承受几乎相同的附加压力，这样就不至于产生较大的不均匀沉降，否则地基沉降不均匀的后果将必然产生。

相邻建筑物的相互影响，在很多时候建筑物的周围是存在建筑物的，由于相邻建筑物会出现土压力叠加的现象，这样就会导致土中的附加应力加大，导致建筑物的土基产生不均匀沉降。

建筑物基础受水影响的程度不一样，基础处理的方式和建筑物的沉降量也是不一样的，建筑物基础受水侵泡严重的时候应该进行基础换填，以免造成建筑物基础的不均匀沉降带来的建筑物的墙体开裂或者倾斜，对于不均匀沉降的现象在湿陷性黄土地区是普遍存在的，我们应该采取相应的措施进行整改。

管道水渗与地基浸水方面

产生不均匀沉降的原因主要是内因，内因是引起地基沉降的主要因素，至于外因则是相对比较好控制的一些隐患，是一种间接的因素，建筑物的不均匀沉降主要是内因造成的，我们从大量的现场实践中总结了一些造成不均匀沉降的外界因素主要包括：

建筑物周围引起的不均匀沉降主要是建筑物周围的水池、泵房、排水沟和给排水设施，在建筑施工过程中如果没有注意将排水设施等破坏，产生漏水的现象就会导致建筑物基础被水浸泡，浸泡的部分基础的强度相对比较低就会出现不均匀沉降，导致建筑物墙体开裂或者建筑物倾斜。

施工质量差，引发地下管道断裂。现在的建筑中管材的质量不合格也会造成地下排水管道漏水或者渗水，主要是外部回填土部分。在进行施工时由于施工方对于回填土的施工质量控制不到位就会造成回填的效果达不到设计要求。在现场进行回填时的压实度和回填的质量不合格就会产生回填土的不均匀沉降，这样就会导致出现不均匀沉降，使得地下管道出现裂痕。

建设单位使用的不合理。如果在建筑物养护以及不采用合理的方式进行养护，这样就会大大降低建筑物的使用年限，在建筑物建筑完成后就减少了建筑物的维修和养护，我们的检查都是形同虚设的，发现管道出现漏洞时没有及时地进行修正和养护，对于出现漏洞的管道没有及时的更新，对于出现问题的管道也没有进行及时的更新，而是简单的修补，没有采取相关的补救措施，这样导致管道漏水出现的不均匀沉降就会引发建筑物的不均匀沉降或倾斜，甚至会出现倒塌的事件。

3 对已产生不均匀沉降导致建筑物倾斜的纠偏方法

我们经过多年的现场实际经验，我们依据相关的实际经验，我们主要采取了以下几种措施对产生不均匀沉降的现象进行纠偏和预防，这样可以在很大的程度上减少地基不均匀沉降的现象。

对于以湿陷性黄土为持力层的建筑物，当建筑物地基沉降出现不均匀沉降时，可以对湿陷性黄土地基不均匀沉降量比较大的一侧进行注水处理，使得沉降量基本上保持一致。

在已经发生变形的建筑物的一侧采取相应的技术措施例如托换桩等进行顶压使得建筑物的变形在相关的技术规范范围内，满足设计及相关技术规范要求。

采用梅花挤密桩进行纠偏

梅花挤密桩进行纠偏是采用比较普遍的纠偏技术措施，在建筑物桩基周围布置群桩，桩径在150～300mm之间，桩基端部应该进行挤密充填，这样桩端就会吸水膨胀，这样就会将变形量比较小的建筑物纠正过来，然后回填土夯实。

4 结束语

通过对以上引起地基不均匀沉降相关因素的分析，使广大工程建设人员能够更进一步了解湿陷性黄土的特性以及危害，充分认识到每一项工作特别是容易使人们忽略的微小方面均可能存在工程隐患，导致工程质量事故发生。总之，只要我们真正做到细致勘察、精心施工、认真维护、层层把关，那么就会最大限度的杜绝工程质量事故发生，确保建筑物安全使用。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.02.019