徐 自 平

(太原富力城房地产开发有限公司，山西 太原 030009)

1 概述

湿陷性黄土广泛分布于我国华北、西北地区，由于湿陷性黄土的不良工程特性，给广大黄土地区的建设工程带来诸多安全隐患，湿陷性黄土对工程的主要危害表现为遇水后，土的大孔隙结构的破坏，产生显著的湿陷性变形，从而引起地基下沉。如何处理湿陷性黄土地基，前人已有诸多研究，比如垫层法、强夯法、预浸法、挤密法、桩基础等。本文从工程实例介绍湿陷性黄土地基沉降注浆加固处理情况。

2 工程地质条件

本工程位于太原市东山地区，场地地形起伏较大，沟壑为东北～西南走向，整个地形东高西低，南北高，中间低，标高介于871.26 m～833.23 m，最大高差39.03 m，场地地貌属东山黄土丘陵地貌，场区地层在勘探深度范围内成因类型为第四系中更新以来形成的松散沉积物组成。地基土自上而下可划分为6层。

第①层，湿陷性黄土：黄褐色，含云母、氧化铁、氧化铝、钙质结核、菌丝等，孔隙发育，稍湿，稍密，具中等偏高压缩性，摇振反应中等，无光泽，干强度及韧性低。该层具有湿陷性，属Ⅱ级自重湿陷性黄土，层底平均标高831.2 m，平均厚度14.5 m，实测标贯击数介于2击～16击，平均6.6击。静力触探侧壁阻力213.8 kPa，锥尖阻力3.46 MPa，地基承载力特征值为120 kPa。

第②，③层，粉土，地基承载力特征值分别为160 kPa，180 kPa。

第④，⑤，⑥层，粉质黏土，地基承载力特征值为240 kPa，300 kPa，320 kPa。

3 地基处理方案

本工程规划高层住宅6栋，地库1座，其中住宅楼地上27层～28层，地下4层；地库地下3层，层高为4.5 m，地库单层面积约2.1万m2。

为消除湿陷性，并增强地基承载力，设计方案采用素土挤密(DDC桩)对地库地基进行处理，住宅楼均采用钢筋混凝土灌注桩基础。地库基底设计标高为841.54 m，场地标高不足部分(沟壑)采用素土分层回填至桩顶预留覆土层标高处，素土压实系数不小于0.94，沟侧壁接触位置应先清至老土，与原土接茬处应按1∶2错台搭接处理。

DDC桩桩径400 mm，夯扩至600 mm，三角形布置，间距900 mm，有效桩长6 m(回填区有效桩长14 m)，总桩数32 638根，其中6 m桩长20 464根，14 m桩长12 174根，桩顶铺设0.5 m厚2∶8灰土，压实系数不小于0.97，地基处理后的承载力特征值不小于170 kPa，桩间土平均挤密系数不小于0.93，桩体夯实压实系数不小于0.96。

在地基处理施工过程中，场地东北角12号住宅楼位置出现一地勘探孔冒水现象，现场勘查并经专业检测机构进行水质化验后，确认为地下承压水。后根据设计意见，对地勘探孔进行了注浆封堵处理。为慎重起见，确保建筑物地基安全，建设单位立即组织了专家论证会，经充分讨论，专家意见如下：

1)住宅楼采用钢筋混凝土灌注桩桩基方案可行。

2)地库地基处理(DDC桩)已完工部分可不作处理。

3)后续地库地基处理方案必须完全消除湿陷性。

根据专家意见，经设计同意，冒水孔附近地库区域地基处理方案调整为CFG桩。本工程进行的复合地基承载力、有效桩长范围内桩间土湿陷性均、桩间土平均挤密系数等检测指标均满足设计和相关规范要求。

4 地基沉降情况

工程于2015年10月竣工，自2016年5月，该地库陆续出现结构、二次结构墙体裂缝，住宅楼和地库沉降后浇带位置裂缝尤为严重。第三方监测单位的沉降监测数据表明地库结构不均匀沉降明显。为探明地基沉降原因，根据设计意见，建设单位委托第三方检测单位对地基处理范围进行了土层钻孔取样，检测结果表明：场地自西南往东北方向土样含水率逐步上升，远超出正常含水率指标，东侧部分探孔甚至出现明水。经现场勘查，排除了室、内外管网漏水可能性，故判定为12号住宅楼处地下承压水扩散，主要沿东北～西南方向(沟壑回填区)渗入地库地基处理范围，部分地基土遇水发生湿陷，造成地基局部沉降。

5 沉降主要原因分析

1)回填土施工质量：为达到土方平衡，节约成本之目的，地基处理范围存在大面积填方区，虽然压实系数抽样检测满足设计要求，但存在压实质量问题风险。

2)设计缺陷：根据GB 50025—2004湿陷性黄土地区建筑规范建筑物分类，住宅楼属甲类、地库属于乙类，其中第6.1.1条规定甲类建筑应消除地基的全部湿陷性或采取桩基础穿越全部湿陷性黄土层、乙类建筑应消除部分湿陷性。但本工程地库非独立建筑物，和高层住宅楼地下结构相连，尤其是在地库湿陷性黄土地基受水浸湿风险较大的情况下，地基按甲乙两类标准进行处理明显不妥，地库地基应严格处理，消除湿陷性黄土的全部湿陷性，以减少住宅和地库地基沉降不均匀带来的影响。

3)对地下水未采取有效处理措施：湿陷性黄土的特性决定了解决地基浸水、泡水问题的重要性，防水的原则是“堵排结合”。施工时对地下水未考虑预留降水井强排方案，致使地下承压水通过地基薄弱部位进行了渗透。

6 加固处理

针对局部回填土较厚，部分区域DDC桩未穿透湿陷性黄土层，持力层土仍具有湿陷性情况，为确保结构安全，控制建筑物继续沉降，并结合地库内现场施工条件，采用双液注浆法对整个地库地基进行加固。以达到消除湿陷性，提高地基承载力，控制整体不均匀沉降效果。双液注浆施工工序：注浆孔定位→钻孔埋管→配置浆液→压力注浆→孔口清理。

1)注浆孔定位：根据设计图纸确定孔位，孔间距10 m，有障碍物处，孔间距可适当调整。

2)钻孔埋管：地库钢筋混凝土地面采用水钻开孔，然后用M50钻机钻孔，钻孔深度(基底以下)14 m，确保钻孔深度穿越回填土深度，并大于湿陷性黄土层平均厚度，成孔后预埋袖阀管、灌注套壳料、固定袖阀管，待袖阀管固定24 h后具备注浆条件。

3)配置浆液：套壳料配合比为水泥∶粘土∶水=1∶1.5∶1.88(重量比)，注浆材料采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，水玻璃模数3.2，配合比为水泥∶水∶水玻璃=1∶0.8∶0.33(重量比)，注浆材料中含有速凝剂，能减小注浆过程的附加沉降。

4)压力注浆：双液注浆压力2 MPa，每个孔注浆量约65 t(根据注浆试验数据)，现场以实际注浆压力达到2 MPa或基础底板小幅抬升为准。注浆时，自孔底至孔顶分段灌注，整个注浆过程基本连续，发现冒浆现象立即停止注浆，并设法封堵冒浆口，换孔进行注浆或待注浆液稍凝后再注浆，严重冒浆或漏注点，进行补注，对注浆孔堵塞或袖阀管损坏造成注浆压力不到设计要求的，应在原来位置重新开孔注浆，注浆期间，每天进行施工沉降观测，监控注浆产生的附加沉降，确保结构安全。

5)孔口清理：停止注浆后用高标号水泥砂浆(加膨胀剂)封孔，并恢复地面原样。

7 加固处理效果

双液法注浆施工全部完成后，第三方监测单位对地库所有个沉降测点均按照1次/30 d的监测频率进行沉降观测，150 d观测期内测点最大沉降速率为0.02 mm/d，小于规范沉降稳定标准要求，说明地库沉降已趋于稳定或者沉降不明显。

8 结语

湿陷性黄土地基处理方法很多，应根据不同的地质情况和不同的基础形式，选用合理的地基处理方案，确保满足处理后的地基具有足够的承载力和变形条件的要求。通过此例工程可以发现，双液注浆加固法是降低湿陷性黄土地基沉降的一种有效方法。