房建工程中防止地基湿陷沉降的方法研究

文/ 易韶宇 湖南省第二工程有限公司 湖南长沙 410015

1、引言

处于黄土地质的房建工程，黄土的含水量和干密度直接影响其湿陷系数，如果地基的处理和设计稍有不当很容易产生湿陷沉降，导致房屋的结构发生破坏，因此必须采用适当的方法对地基进行加固，防止地基的湿陷性沉降[1]。在众多方法中，利用生石灰这种课膨胀材料进行顶升是一种高效的防止地基深陷沉降的方法，生石灰桩的吸水膨胀特性可以降低黄土含水量，同时提高地基土密度[2]。本文对处于湿陷土质的房屋进行了现场检测，在此基础上采用生石灰膨胀顶升进行了地基加固，进而达到了防止地基湿陷沉降的目的。

2、房建地基湿陷沉降的检测分析

本文检测的房建工程地基土层情况较为复杂，含有少量杂填土的素填土层厚度在1.2m到3.3m之间，灰土厚0.7m到2.5m，黄土状土和黒垆土的层厚度分别为2.2-4.2m和0.8-1.8m，黄土以及古土壤的厚度分别在4.8-6.8m和1.2-1.7m之间，其中素填土、黄土状土、黒垆土、黄土和古土壤的湿陷系数分别为0.001、0.021、0.027、0.014和0.021。对房屋进行了现场检测，首先对房屋的倾斜进行了观测，结果如图1所示，采用的仪器是电子经纬仪(DT系列)，从图1可以看出，房屋整体倾斜方向为东南。

图1 房屋的倾斜观测结果

之后对房屋的沉降进行了观测，对于湿陷沉降的观测采用自动安平水准仪(DZS3-1)，得到图2所示的沉降结果。

图2 房屋的沉降观测结果

分析沉降观测结果发现，房屋的倾斜主要是由于地基的湿陷沉降引起的，这可能与房屋建设中的设计方案不适合有关，原方案中，地基部分采用的是灰土换填，检测结果显示，在距离地表不到15m的距离为卵石层，同时房屋的主体结构框架只有四层，因此最优方案为采用桩基础。在对房屋进行现场检查时还发现该房屋的给水排水管道采用的是直埋PVC管的方式，深度为1.6m。。该房屋所处的地点的土质为湿陷性土质，要求各种管道距离墙壁的防护距离应当大于5m，而实际管道距离房屋墙壁仅有2.5m，远远小于要求距离，因此管道破裂后的渗水经由灰土层逐渐进入地基中，从而引发黄土层的湿陷沉降。

3、地基加固方法和效果

3.1 加固方法

本文研究的房屋地基，由于管道渗水导致的黄土湿陷使得地基发生湿陷沉降导致房屋倾斜，对于这种情况，采用诱导沉降和利用可膨胀材料对房屋结构进行顶升是首选方案，也可以采取一些纠正倾斜的措施保证房屋安全；如果房屋的整体刚度较好，对于地基沉降较大且具有厚软土层的房屋，顶升和加载(横向)是最佳方法；但由于此房屋的住户已经对房屋的地下管道进行了更换，如果采用诱导沉降，需要将多达15根轴在房屋的东南方向进行沉降，施工难度较高，同时会对更换的管道产生影响，工程的造价也会偏高，因此本文利用可膨胀材料(生石灰桩)进行顶升。

3.2 加固效果

图3 加固后沉降监测点分布

图4 地基加固后的沉降监测结果

对该房屋进行顶升法加固，施工工期为90d，在加固工程期间，选择不同的沉降观测点，如图3所示，在各个监测点每隔15d进行沉降监测，发现沉降量最大的监测点分别为1#，2#，3#，12#和13#，将这五个监测点的沉降数据作图，得到如图4所示的沉降监测结果，从图中可以看出，各个监测点在60d时的沉降量最大，随着施工的进行，生石灰桩吸水膨胀发生的顶升作用开始显现，沉降量逐渐减小，在第90d时沉降量各个监测点发生了回升。

表1 加固后地基土基本物理参数的变化

由于生石灰桩的长度限制，可能会导致顶升加固的效果不理想，但从图4的结果可以看出，房屋地基的沉降得到了一定程度的缓解。对地基土的基本物理参数进行了测试，也可以反映出该方法对地基湿陷沉降的控制效果，如表1所示，从表1可以看出，加固后地基的含水量大幅下降，同时压实系数得到了提高。

结论：

综上所述，利用生石灰桩的吸水膨胀作用对房屋地基进行顶升，可以达到防止地基湿陷沉降的效果，从加固效果来看，这种方法对于地基的加固是成功的。对于房建工程中地基的湿陷沉降，应当在分析沉降原因的基础上采用适当的方法进行加固，才能达到预想效果。