某地基土含水率变化原因分析

2004年11月做了岩土工程勘察，2005年9月基坑开挖，12月验槽时发现持力层西段部分地段湿度很大，主要表现为湿度极大，脚踏留痕，在碾压时出现“橡皮泥”现象，与勘察报告出入很大。勘察报告西侧布置有探井，并取样进行了土工试验，其结果与现场不符，判断其承载力特征值不足80kPa。为了将地基处理好，施工单位已擅自比设计标高多挖出1.5m深。鉴于这一情况，笔者应业主要求对地基进行了现场检验，对这一情况进行了原因分析。之后，施工单位对事故地基进行了换填处理。

2 工程地质概况

据勘察报告，该场地地层均为第四系冲洪积物：

第一层：杂填土，杂色，稍湿，松散。土质不均，包含少量砖块、煤渣、砂砾等。厚0.7～2.2m。

第二层：粉土，黄～黄褐色，稍湿～湿，稍密～中密，中等压缩性，土质较均，包含少许钙质结核、蜗壳碎片等。厚3.4～14.2m，埋深0.7～2.2m。具湿陷性，湿陷程度轻微，最大湿陷深度4.6m，湿陷类型为非自重湿陷，湿陷等级为I级（轻微）。

第三层：角砾，杂色，湿～饱和，中密～密实。最大揭露厚度6.9m，埋深5.6～15.2m。

地下水：赋存于角砾层中，为第四系孔隙潜水。稳定水位14.6～15.1m，水位稳定。

勘察报告建议以粉土层为持力层，基础型式为独立基础。粉土的承载力特征值145kPa、压缩模量6.3MPa。

3基础方案

基础方案采用了勘察报告的建议，设计为柱下钢筋混凝土独立基础。地基处理方法为用灰土垫层法对湿陷性土层进行处理。具体方案为：

基坑开挖3m至粉土层，将熟石灰与挖出的土按2:8混合均匀，然后分层铺设、夯实成为灰土垫层。处理厚度2.5m,在此之上做独立基础。

4原因分析

根据上述状况，从几个方面分析了基坑西侧渗水的原因：

1、土体本身的特征：从土体的渗透性与含水率的性质方面分析；

2、降雨：从降雨量的变化对土体含水率的影响方面加以分析；

3、地面排水：从地表排水对土体含水率的影响方面进行分析；

4、人为积水：从施工等人为因素对基土层的影响方面入手进行分析。

第一方面是土层的特征。原勘察报告已查明：（1）该层土为湿陷性黄土，黄土的垂直裂隙发育，使得地表水很容易下渗。（2）土层中夹杂无规律的坡积成因的粉质粘土夹层。坡积土层往往呈碎裂块状，裂隙很发育，且呈无规律状，降雨使它的含水量大大增加，而且会变得稀湿，表现为土层局部很湿，使得它的物理力学性质变得很不均匀，稳定性大大降低。

还有，原勘察报告中已表明：（1）该楼场地土层含水量在平面分布上呈现西湿东干：西侧含水量平均值24.3％，东侧含水量平均值15.9％，西侧土层的含水量比东侧高53％；（2）含水量在剖面分布上出现上高下低的倒置的不正常现象（一般情况下土层的含水量随深度的增加而增大），这就表明该钻孔周围长期受地表水的渗水影响，其水源有原有锅炉房的渗水和西侧的排洪沟。

第二方面的原因是降水。众所周知，2005年天水地区的降雨量空前的大，据天水气象台的资料：2005年1至11月的降雨量596.3mm，比去年全年增加65％（去年全年的降雨量只有361.0mm），比年平均降雨量高出10％（天水地区年平均降雨量540.2mm）。加之该楼原有几个地坑，容易造成积水，雨水的渗入使得土层的含水量增加。

此次取样结果：三个样的含水量分别为21.7％、24.4％和34.1％。平均值26.7％，比去年增加了10％。

第三个原因是场地西侧的排洪沟。该楼西侧约6m远处有一条排洪沟，该排洪沟并未经过防渗处理，只要沟里有水，就会往土层中渗水，而且是长期渗水。为了地基的稳定和防止不均匀沉降，建议采取预防措施：第一是隔断建筑场地和排洪沟的地下水的水力联系，可以在该楼西侧和北侧做地下连续墙；第二是切断排洪沟与周围土层的水力联系，可以对排洪沟进行重新设计修缮，采取隔水措施。

第四个原因是有无人为积水，即调查有无施工过程中的漏水事故发生。经过仔细调查，查明当基坑开挖到设计标高后，施工单位发生了生产用水管破裂，导致水漏到基坑，时间达一夜之久。第二天，事故单位在没有向监理或甲方汇报的前提下，用挖掘机挖出了部分被水浸泡过的土层，并擅自用东侧挖出的土进行了回填碾压。但是，虽然挖出了部分被水浸泡过的土层，但还残留了相当厚度的饱和土。虽然回填了湿度不大的土，但回填土吸收了下部浸透的土中的水，变成了“橡皮泥”。至此，西侧土层含水率变大的原因找到了，漏水事故的发生才是主要原因。

5结论

通过对地基事故产生的原因的分析，揭示了影响土体含水率的各种因素，剖析了这几种影响因素的影响机理。使我们对作为建筑物地基的土层及周围环境对土层的影响有了更深刻的认识，对地层的特征、周围环境、施工影响等有了更深入的认识。

参考文献：

⑴《岩土工程勘察报告》2004.11

⑵《工程地质手册》（第四版）

⑶《地基处理手册》（第三版）

⑷《岩土工程手册》