王 示 杨秋玲 刘金波

摘要：本文通过河北某文化广场沉降处理实例及分析，介绍当较厚的人工回填土作为外部荷载对原地基土产生附加应力，且该附加应力超过原土层承载力，以及具有湿陷性的人工回填土在水渗入时产生湿陷，最终导致广场构筑物产生不均匀沉降的原因分析以及采取的加固措施。

关键词：不均匀沉降； 钻孔灌注桩；后压浆；湿陷性；自重湿陷性

Deal with and analysis a differential settlement of square

WANG Shi1，YANG Qiu—ling1，LIU Jin—bo2

(Build University of Shan Dong； Department of Foundation—China Academy of Building Research)

Abstract: This text introduces management and analysis methods when a square come into being differential settlement. Introduces artificial backfill soil generate extra tension to foundation，and the extra tension surpass foundation bearing capacity. Selfweight collapse loess generate collapsibility, thereby lead to the square generate differential settlement and analysis the causes, also introduces adoptment the strengthening measure.

Keywords: differential settlement；bored pile；later-grouting；collapsibility；selfweight collapsibility

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1.工程概况

广场建成前该场地为冲沟一部分，后经人工清平、填土、机械分层碾压密实。于2003年建成，占地面积约10000平米，是该地区重要的景观和当地百姓主要活动场所。从2007年开始广场原冲沟高填方区域多次多处出现地面过大和不均匀变形导致广场地面沉陷，广场地面屡次修复屡次损毁，至今广场地面最大累计沉降处已超过一米。

2.地质情况

该场区上部土层以填土为主，局部为灰土，厚度约10.00～18.00m不等，虽经碾压，但密实度、含水量差异较大，①、①—1、①—2层是素填土，其中①—2层土质松软，部分具有轻微湿陷性，局部有自重湿陷性, 第2、3、4层黄土状粉质粘土，承载力低，部分具有轻微湿陷性，局部有自重湿陷性，各土质的物理特性和某些孔口位置的自重湿陷量见表2.1和表2.2

表2.1场地内各土质物理特性

勘察期间（2011年5月26日～6月9日）勘察范围钻孔内未见地下水。

表2.2自重湿陷量计算

3.事故原因分析

根据勘察报告并结合现场实地考查，对文化广场地面大范围沉降原因进行分析，造成目前沉降的原因是多方面的，主要包括如下四点：

水的影响，水渗入回填土中，破坏地基土的原状结构，甚至使地基土成软烂泥或“橡皮泥”，且填土和下部土层部分具有湿陷性，局部自重湿陷。本地区雨季降水量比较集中，雨季到来雨水渗入直接导致欠固结填土产生沉降，填土土质疏松地带和填土层较厚的区域尤为明显。

回填土厚度不均，造成沉降不均, 且回填土主要为中等~高压缩性土，在施工期间一般只能完成最终沉降量的5%~50%以及当时机械辗压不密实，导致文化广场大部分地方沉降。

整个场地填土厚度较大，局部为16.00～18.00m，该回填土作为外荷载局部超过300kPa，对原土层产生附加压力，该附加压力超过原土层的承载力，导致原土层产生沉降，沉降传到地面，造成地面下陷。

排洪涵洞接头处存在漏水的可能，如漏水必造成广场沉降。

4.加固方案

4.1一般加固方案

表4.1湿陷性黄土地基常用处理方法【3】

4.2本工程加固方案

经技术经济综合分析比较，本广场宜采用桩基础结合上部梁板进行加固处理，在湿陷性黄土场地采用桩基础，桩端必须穿透湿陷性黄土层，如果为自重湿陷性黄土，桩端应支承在可靠的岩层中。桩基础的设计应考虑由于人工填土的后期自重固结即欠固结沉降量和湿陷性黄土的湿陷沉降量，而且还需考虑湿陷性黄土对桩侧产生的负摩阻力.

4.2.1 桩基承载力估算

（1）单桩承载力估算

表4.2单桩设计参数

图4.2桩基位置尺寸

表4.3土层性质及参数

单桩极限承载力标准值按下式计算【2】：

经计算=2600kN

单桩承载力特征值：

=/K=1300 kN（K为安全系数取2）

（2）桩侧负摩阻力估算【2】

桩侧负摩阻力标准值，按下式计算：

当填土、自重湿陷性黄土湿陷、欠固结土层产生固结时：

经计算kN

根据桩基平面布置图，经计算单桩承受广场平面的上部恒载和活载效应组合设计值为：

设计计算时，需满足下式要求：

+ S

经验算单桩承载力满足要求，一般情况下广场上部荷载不大，针对本工程桩基础设计主要是考虑满足沉降量要求。

4.2.2 沉降估算理论

（1）湿陷性黄土沉降计算

当湿陷性黄土地基需要进行变形验算时，其变形计算和变形允许值可采用各向同性均质线变形体理论，其最终变形量可按下式计算【4】：

表4.3沉降计算经验系数【3】

其中为变形计算深度范围内压缩模量的当量值，按下式计算：

（2）欠固结土的沉降计算【5】

欠固结土的沉降量包括两部分：①由土的自重应力增加即固结完成后的有效自重应力与目前有效自重应力之差引起的沉降。②由附加应力产生的沉降。

5.结论建议

当广场构筑物沉降不满足设计要求或者影响其使用时，其处理步驟和主要考虑因素如下：

（1）分析造成广场产生沉降的原因，一般可从勘察资料的准确性、土质情况、地基承载力、上部结构荷载、外界环境变化、施工工艺影响等分析原因。

（2）对于人工填土较厚的广场构筑物，设计计算时一定要考虑填土作为外部荷载是否超过原地基土的承载力。

（3）当人工填土较厚时，要确保填土的压实质量以及岩土后期的欠固结沉降量；如果该地区岩土具有湿陷性和自重湿陷性，设计计算时需考虑岩土的湿陷和后期自重固结沉降对桩侧产生的负摩阻力。

（4）根据分析的原因和可能造成的危害以及考虑场地施工条件、工期和经济效益综合确定适合本工程的加固方案。

参考文献：

【1】张永钧，叶书麟.即有建筑地基基础加固工程实例应用手册，中国建筑工业出版社，2002.

【2】JGJ94-2008, 建筑桩基技术规范，中国建筑工业出版社,2008.

【3】GB50025—2004，湿陷性黄土地基建筑规范，中国建筑工业出版社，2004.

【4】GB50007—2002，建筑地基基础设计规范，中国建筑工业出版社，2002.

【5】土力学地基基础，陈希哲，清华大学出版社.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。