陳香鳳，徐建軍

(1.隴東學院 土木工程學院，甘肅 慶陽 745000；2.長慶油田 采油二廠工程項目管理室,甘肅 慶陽 745100)

我國黃土面積分布廣泛，其中有3/4的黃土在浸水時結構發(fā)生破壞而產生濕陷變形，此類黃土稱為濕陷性黃土。濕陷變形是一種失穩(wěn)性變形，下沉量大、下沉速度快，對建筑物危害大。

1 因滲水致黃土濕陷事故簡析

地下管溝滲水是黃土濕陷事故的主因，滲水使局部場地土含水量增大，在土層深度和寬度方向上產生不均勻增濕變形，從而引起黃土的濕陷事故。當已建建筑在使用期內發(fā)生地基或房心土浸水沉降時，必須抓住“浸水”這個主因，綜合沉降的特點來選擇合適的方法進行地基或房心加固處理，從根本上解決濕陷的問題，確保加固效果。

具體的加固處理措施可遵循下列原則[1]：

(1)首先通過查看場地土的地質勘查報告、現(xiàn)場考察、查閱工程檔案等方式，了解地基土質、修建時對地基的處理措施、基礎設計、施工質量及使用情況。

(2)弄清場地土濕陷的主因，有針對性地進行處理。查明是否存在上下水道跑水滲漏、暖氣溝內灌水、地面水由散水等處滲入基礎、地下水位上升等因素。

(3)若經查明得知引起濕陷的原因是管道滲水，則要及時斷絕水源，避免地基或房心土繼續(xù)浸水；若經查明得知引起濕陷的原因是地面水由暖氣溝、散水等部位浸入，則必須先將這些部位處理好，隔斷浸入的路徑。

(4)掌握濕陷變形的發(fā)展情況。對建筑物進行沉降、裂縫觀測，在一段時間后，如果不均勻沉降變形已基本穩(wěn)定或趨于穩(wěn)定，且情況又不嚴重時，只需斷絕各種可能滲入場地土的水源，對建筑物受損部分進行修補加固即可。

(5)若建筑物沉降變形在短時間內無法穩(wěn)定，則應根據(jù)場地地質條件、建筑物要求、施工工藝等因素，選用技術可行、安全可靠、經濟合理的方法進行地基加固處理。

(6)在將下滲浸濕場地土的水源徹底整治后，濕陷性黃土浸水病害加固處理措施可根據(jù)實際情況選用以下方法[2]：

①因給排水管道破裂或雨水滲漏引起的濕陷，可選擇膨脹材料頂升法、誘使沉降法或綜合糾傾措施，以保證糾傾效果和建筑物的安全。

②若建筑物整體剛度良好，但地基軟土層較厚、下沉量過大時，應采用頂升法或橫向加載法。

③采用迫降法有可能造成室內凈空減少、室內外管線標高改變，當這些現(xiàn)象不允許時，應選用頂升法。

④在處理因地基浸水而造成的建筑物傾斜問題時，可采用浸水誘使沉降法或掏土法處理，但要控制浸水量或者避免掏土時突然下沉。

2 工程案例

2.1 工程簡介

西峰區(qū)某能源公司的一棟小高層辦公樓位于西峰南郊，該建筑地基屬隴東黃土塬地貌單元，濕陷程度從上到下由中等到輕微，濕陷等級為Ⅰ級，場地類別為Ⅱ類。該樓修建于2007年，根據(jù)《GB 50011-2001》規(guī)范附錄A.0.25，西峰抗震設防烈度為6°，設計地震加速度為0.05g，第三組。地基土分布自上而下主要為：①黃土墊層，厚度為0.5m。②黃土狀粉土，暗黃-褐黃色，分布均勻，區(qū)域濕陷系數(shù)δs=0～0.034，輕微濕陷，中壓縮性，厚約6m左右。該層承載力特征值為100kpa。③黃土狀粉土，褐黃色，非濕陷性土，中壓縮性，層底埋深9.0-11.0m。該層承載力特征值為90kpa。④圓礫，雜色，稍密～中密，中等風化，該層承載力特征值為180kpa。該工程以第二層黃土狀粉土為持力層，采用筏板基礎，基礎底板厚600mm，基底標高-4.2m，采用素土擠密樁預處理加擠土夯擴樁復合地基方案，既能滿足承載力要求，又可消除地基土的濕陷性。房心回填土采用素黃土，素黃土上為1m厚三七灰土，填土進行了碾壓夯實。

2.2 黃土濕陷狀況

2012年春季發(fā)現(xiàn)首層地面局部凹陷，具體情況如下：

大廳：地板磚拆除后測量房心土下沉量為2-20cm不等，最大下沉量為20cm。用洛陽鏟挖探土質含水量，挖至1.7m以下房心土含水量較大，為濕土。

庫房：地板磚拆除后測量房心土下沉量為3-35cm不等，最大下沉量為35cm。用洛陽鏟挖探土質含水量，挖至0.5m以下房心土含水量較大，為濕土。

配電室：地板磚拆除后測量房心土下沉量為5-25cm不等，最大下沉量為25cm。用洛陽鏟挖探土質含水量，挖至2.0m以下房心土含水量較大，為濕土。

總控室：地板磚拆除后測量房心土下沉量為3-28cm不等，最大下沉量為28cm。用洛陽鏟挖探土質含水量，挖至1.5m以下房心土含水量較大，為濕土。

表面明顯房心土下沉的只有這4間房屋，但根據(jù)整體房心土下沉情況判斷整棟樓首層房心土都有不同程度的下沉。

現(xiàn)場勘測情況如圖1所示。

圖1 房心土勘察實況

2.3 浸水原因查找

2.3.1 室內管線破漏查找情況：

一樓消防管線破損：消防管線閘門打開，提升管線內壓力，發(fā)現(xiàn)一樓消防管線有明顯破損，其中管道漏孔2處，室外進口PVC管線接頭松動一處，室內樓梯口鋼制管線破損一處。

消防管線運行時間太久，沒有定時檢修，管線破損嚴重，最大破損孔徑達到1cm；進口管線為PVC管材，受溫度變化熱脹冷縮現(xiàn)象突出，且專用接頭安裝技術要求太高(熱熔對接)，一般施工隊伍沒有專業(yè)器材進行對接；消防水長期屬于戒備狀態(tài)，房頂上60m3的消防水罐一直在補水，而管線一直在滲漏，且消防管溝為磚砌小管溝，長期滲漏的水并沒有順著管溝流入排水井，而是滲入溝底，延溝底一直擴散，造成大面積房心土吸水，導致下陷。消防管道破損情況如圖2所示。

圖2 消防管道破損情況

2.3.2 室外漏點查找情況

辦公樓外東北角墻根區(qū)域：通過拆除室外散水，開挖散水下濕泥，發(fā)現(xiàn)地坪以下墻體上有貫穿室內外透水洞若干。

根據(jù)現(xiàn)場查探，整棟樓外地坪以下墻體存在大量這種透水洞，墻體為透水磚且未做防水處理，樓四周又有一圈草坪，長年累月雨、雪、草坪澆灌水通過透水洞透灌進室內，如圖3所示。

圖3 墻根透水洞

辦公樓外東北角檢查井區(qū)域：所有室內地溝及管線從此處通往室外檢查井，但地坪為草坪，密封效果不好，且前期此處進戶的給水管線破漏過多次，落水管線存在孔洞，導致大量的水通過地溝下方及透水洞和磚墻滲透入室內，如圖4所示。

圖4 給排水管線破損

樓層房間及管線布置情況如5圖所示：

2.4 房心土下沉原因分析

通過對現(xiàn)場各種管線的勘察，得出該辦公樓首層房心回填土下沉的原因主要有以下幾點：

(1)開挖過程中發(fā)現(xiàn)房心回填土夯實度不能滿足要求，以至于孔隙率太高，給水的浸透提供了條件。

圖5 樓層房間及管線布置圖

(2)消防管線運行時間太久，沒有定時檢修，管線破損嚴重，造成長期的大量的水滲入地下，造成房心土下陷，并延溝底擴散至整個樓層。

(3)室內采暖管線年年都有不同程度的破損和更換，且采暖管線外有保溫層，破漏后很難被發(fā)現(xiàn)，導致采暖管線內大量水長期滲漏至房心土內。

(4)室外進戶的給水管線破漏過多回，落水管線存在孔洞，導致大量的水通過地溝下方及透水洞和磚墻滲透入室內。

(5)整棟樓室外墻根沒有做灰土隔水層，樓外地坪下墻體為普通砂漿罩面，未做防水處理，容易脫落，墻體上有很多的透水洞，樓四周又有草坪，長年累月雨、雪、草坪澆灌水通過透水洞透灌進室內。

2.5 事故處理

由于浸水造成的黃土濕陷僅限于房心部分，基礎并未出現(xiàn)不均勻沉降，建筑物上部結構沒有明顯裂縫或傾斜，所以只要隔斷水的浸入途徑，并對濕陷黃土進行加固處理即可保證該辦公樓的正常使用。

2.5.1 隔斷水源

在找出浸水原因后，對破損的消防管線、落水管線進行更換或維修，對散水下墻根存在的孔洞進行填補，并對墻基進行全面的防水處理，以斷絕各種可能滲入基礎的水源，從源頭上解決地基濕陷的問題。

2.5.2 房心土加固

根據(jù)實地調查，須對辦公樓房心回填黃土進行濕陷性、壓縮性和承載力三方面的加固補強，經過經濟技術比較，選擇灰土擠密樁進行加固處理。

灰土擠密樁是將按比例拌合的素土和熟石灰填入預先所成的孔中，然后將混合灰土分層夯填而成的樁型。成樁過程中樁周土被擠密，壓縮性降低、干密度增加，改善了工程物理性質，濕陷性部分或全部消除，此外灰土擠密樁的工程造價較低，相比于其他的加固方法，具有非常顯著的經濟效益和社會效益。

(1)材料準備[3]

土料：采用有機質含量不超過5%的素黃土，過篩使用，要求粒徑小于等于15mm。

石灰：選用優(yōu)質新鮮的塊灰，開袋后立即使用不可存放過久，且提前7d加水熟化。熟石灰用5mm篩子過篩，將未熟化完全的生石灰塊和雜質篩除，石灰品質應達二級標準，主要成分(活性Ca+MgO)的含量不得低于60%。

機具設備：洛陽鏟、灰土拌合設備、夯實錘。

石灰和素黃土按照2∶8的比例使用拌合機集中拌合，拌合要充分均勻無色差。為了保證有更好的干密度，灰土的含水量應為最優(yōu)含水量(正負不超過2%)，所以邊拌合邊加水，以免加水過多而影響灰土夯實質量。夯實過程應分層進行，確保每一層灰土的夯實度，以達到擠密土體，消除濕陷性的效果。

(2)操作流程[3]

成孔：用洛陽鏟成孔，孔徑為400mm，深度達到筏板基礎頂部，樁孔按梅花樁形排列。樁孔成型后為避免遭機具碾壓縮孔，應及時夯填。若因操作不當造成碾壓縮孔，必須二次成孔且達標后方可夯填。樁孔周邊的擾動土壤應及時移開，以免掉落。

灰土拌和：首先對消解后的石灰和土分別過篩，然后按2∶8的比例拌合。灰土隨伴隨用，不可過夜。為保證施工質量，對灰土的灰劑量、含水量在每天施工前都要進行檢測。

夯實：填料前，先夯實孔底以保證樁與樁周土傳力可靠，然后將最優(yōu)含水率的灰土分層夯填，每層厚度不超過500mm。材料從兩個對稱方向同時填入，確保填料均勻平整以避免樁體歪斜。用不低于3m的垂距至少夯擊6次，待每層夯擴密實后方可夯填上一層，如此反復至設計標高為止。施工過程中按一定的頻率檢測樁體壓實度完工后，亦應檢測樁基擠密效果。

(3)施工注意問題[4]

嚴格執(zhí)行現(xiàn)行標準、規(guī)范、規(guī)程。

1)夯擊注意事項：夯錘均應對準樁中心，確保樁孔垂直，夯錘能平穩(wěn)落入孔底，擊實力度和次數(shù)應達到設計要求。

2)鉆孔應按隔排跳打的順序進行，打一孔填一孔，且必須當天回填夯實，以免被碾壓破壞。若夯打太頻繁土壓力來不及消散有可能出現(xiàn)縮頸堵塞現(xiàn)象，對此可跳打夯實。

3)成孔深度達筏板頂部，填料前，先夯實孔底。夯填過程為隨填隨夯，對持力層范圍內的密實度要嚴格把關，根據(jù)檢測記錄若密實度不夠，可酌情增加錘擊數(shù)。

4)樁孔用料要提前計算，避免材料不足或浪費。

5)設立專人專項負責制，各施工工序(成孔、回填、夯實)都要設專人嚴把質量關，隨時做好施工記錄，如發(fā)現(xiàn)影響正常施工的異象時應立即停止施工，待異象排除或妥善處理后方可繼續(xù)施工。

6)按照不少于2%成樁數(shù)量的比例對灰土樁進行質量抽查，并做好相關記錄，抽查內容為樁身壓實系數(shù)、樁間土擠密系數(shù)。抽查時采用環(huán)刀取樣法，減少對樁身及樁周土的擾動。若抽查質量有不合格者，需加樁補救。

2.6 事故處理效果

加固完工后，隨機抽取三處灰土樁按照復合地基的要求進行單樁復合地基載荷試驗檢測，得出其承載力特征值為260kPa左右，表明該工程房心土的承載力有了顯著提高，壓縮性明顯降低，濕陷性可望得到消除。該工程于2012年7月處理完工，至今未發(fā)生新的房心土下沉事故，說明隔斷水源和房心土加固兩項工作確實達到了預期的效果。

3 結論

在建筑物建成后出現(xiàn)了地基或房心土濕陷問題，則一定要查清原因，消除水源，并根據(jù)具體情況選擇合適的加固處理方法。

灰土擠密樁可有效消除樁間土的濕陷性，減少場地土變形，有效提高場地土承載力，可達到場地土加固處理的目的。而且該樁型施工設備簡單、施工速度快、造價低廉，是濕陷性黃土地區(qū)進行地基或房心土加固處理的有效方法。