軟弱膨脹土的地基處理與實例

摘要：軟弱膨脹土地基是一種比較特殊的地基。當利用這種土作為建筑物地基時，必須采取必要的處理措施，以消除土的膨脹潛勢。處理措施一般分深層和淺層處理，本文通過工程實例，分析了不同建（構(gòu)）筑物在相同的地質(zhì)條件下的幾種處理方法。關(guān)鍵詞：膨脹土地基處理灌注樁砂石墊層砂包基礎(chǔ)1概述膨脹土系指粘粒成分主要由強親水性礦物組成，具有吸水膨脹和失水收縮特性的粘性土。由于膨脹性土會因為土中含水量的變化而發(fā)生相應的膨脹或收縮變形，特別是在場地膨脹性土層厚度不一，均勻性不一、不同部位處含水量的變化以及建筑物基底壓力不等等原因時，就會導致地基土不均勻的隆起或下陷，使得建筑物產(chǎn)生墻體開裂、地面隆起或下陷等破壞。因此，必須對膨脹性土場地進行處理，以滿足自由膨脹率δef均小于0.4的要求。2軟弱膨脹土地基處理的一般原則膨脹土地基的處理應根據(jù)當?shù)氐臍夂驐l件、地基的脹縮等級、場地的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況和建筑物結(jié)構(gòu)類型等。結(jié)合建筑經(jīng)驗和施工條件，因地制宜采取治理措施。如果能夠采用換填非膨脹土或采取化學等方法，從根本上改變地基土的性質(zhì)，則是根治的最好方法。如果用樁基或深埋的辦法，使基礎(chǔ)落到含水量較穩(wěn)定的土層，就能大大減少建筑物的危害；對于上部荷重較輕的小型建（構(gòu)）筑物，亦可淺埋基礎(chǔ)但必須避免擾動下部膨脹土。由此可知，軟弱膨脹土地基的處理應根據(jù)場地土脹縮性能、水文地質(zhì)條件，考慮具體建筑物適應變形的能力，采取相應的處理措施。同時加強結(jié)構(gòu)的整體變形能力，切斷基底下外界滲水條件，以保證地基的穩(wěn)定性。3工程實例3.1工程概況云南個舊電解鋁廠位于云南省個舊市大屯鎮(zhèn)，地面絕對標高為1293.6~1297.57m，地形平坦。在地貌上場地屬于盆地邊緣平坦地貌。據(jù)地質(zhì)勘察資料，本場地為膨脹性填土場地。各地層由上而下為：①1層填土（Qm1）：褐紅色，稍濕，稍密~中密，主要由灰?guī)r碎石、角礫及粘土等組成，層厚0.5~1米。①2層耕植土（Qm1）：褐紅色，稍濕~濕，松散，含植物根系。層厚0.4~0.5米。②1層粘土（Qa1+p1）：褐紅色，可塑狀態(tài)，局部硬塑或軟塑，局部含砂巖圓礫，局部夾薄層圓礫、礫砂，成分主要為砂巖。層厚0.5~2.10米。②2層卵石（Qa1+p1）：褐紅色、褐灰色，稍濕~濕，稍密，砂及粘土充填。層厚1.20~1.30米。③1層粘土（Qp1+1）：黑灰色、灰色、灰黃色，可塑狀態(tài)，局部軟塑狀態(tài)，局部含砂、礫石，次棱角狀，頂部偶見動物殘骸，夾細砂、中砂。層厚3.2~8.4米。③2層中砂（Qp1+1）：灰色、淺灰色、灰黃色，很濕，松散~稍密，分選性較差，含卵石、圓礫，次棱角狀，含量5~10%，含粘粒。④1層粘土（Qa1+p1）：黃綠色、淺黃色，可塑~硬塑狀態(tài)，局部含少量碎石、角礫。層厚0.6~4.80米。④2層中砂（Qa1+p1）：淺灰色、灰色、黃綠色，濕，稍密~中密，分選性一般，含圓礫、卵石，含量3~10%，含粘粒。層厚0.6~2.9米。嘗④雀層粘土胃（賽Q隆a1+p愈1諒）：淺黃跳色、褐黃烘色、黃綠腰色，硬塑令狀態(tài)，局秧部可塑或挎硬塑狀態(tài)低，含碎石園、圓礫，除含量懂約渣5老%慰左右，局走部夾粉質(zhì)再粘土。鉆勝孔未揭穿土，層頂埋旋深頸6.00佳~13.竹4予0迎米。免本場地地權(quán)下水穩(wěn)定迫埋媽深宿0~1.確3衛(wèi)米。刃上述各土蛛層的物理段力學指標弓見盟表敗1督，各土層偉的容許承忽載力見寄表參2川。途表想1每橫各主要土沒層主要物挺理力學指有標表土層編號土層名稱罰天然含水米量（%）重力密度r虧KN/m嘩3含水比aW孔隙比e液性指數(shù)IL壓縮系數(shù)a1-2送MPa遇-1壓縮模量悅Es鏈1-2MPa粘聚力CkkPa內(nèi)磨擦角Φk度②1粘土34190.760.960.40.44.9459.5③1粘土3318.80.660.910.30.454.7359.2③2中砂20.8④1粘土2520.50.490.670.050.29.08014④2細砂④粘土2320.40.550.660.060.29.07513.5居表原2狼稈各層土的妄承載力標收準值土層編號土層名稱土的狀態(tài)痕地基承載堂力標準值蒙（久KP財a融）①1填土稍密70①2耕植土松散②1粘土可塑135②2卵石稍密180③1粘土可塑140③2中砂盟松量散獄~葬稍密150③3礫石捕中柏密畢~你密實250④1粘土竿可慌塑夠~區(qū)硬塑240④2細砂惑稍慧密惕~杰中密135④粘土硬塑240叔3.2酬瞎地基處理姓方案的選迷擇暖因全廠新廁建建筑物點較多，結(jié)膠構(gòu)型式多麗樣，對不扔均勻脹縮漲變形的適率應能力和鉗使用要求黃均不同。陵因此慎重登研究比較樸，合理選姨擇運用地代基處理方畝案，對于字保證建筑件物安全可頓靠，節(jié)省形投資，加樓快工程進瓶度都具有萄十分具有舟重要的意壇義。江3.2.虹1窗良電解車間慌3.2.福1.真1腳概況相電解車間謊全兼長霞313.肝0仁米，柱賊距解6.鍋2仙米，跨壽度慢24.只0膏米，鋼筋致混凝土排刃架結(jié)構(gòu)，輝屋架下弦痛標紀高盒16.臥0征米，軌頂根標撥高冶9.1混5第米，車間燈內(nèi)設有標檢高厚為醒2.糾4釣米鋼筋混起凝土操作煮平臺，操轉(zhuǎn)作荷救載莫50KN皮/m喊2靈,著酸兩臺電解樂鋁多功能免起重機及滾一違臺察20梁t帶普通天車愧，多功能泡起重機最楚大輪豪壓凈Pma嚴x半為奇410K蠶N乳。謊3.2.僑1.奏2混地基處理素方案的選痛擇鋸根據(jù)本工撇程框架內(nèi)陜力分析結(jié)骨果，各柱愉腳內(nèi)力慣為繼N=39廈40kN汪,M=破2200哲KN斬.宣m,V脈=141熊K俱N面?；A(chǔ)方塊案選擇如絕下：體方案一：昏砂石墊層改法。能夠兼充分利用穴天然地基碰強度，減臣少基底附袋加應力和學調(diào)整基礎(chǔ)季變形沉降醬，較深層西處理經(jīng)濟宜，且施工灣機具簡單俱，材料來桑源廣，通住常是一種拘優(yōu)先考慮贏的地基處誘理方案。繳由于本場橡地地下水偶位高，且孩與電解區(qū)渴域內(nèi)凈化邁系統(tǒng)除塵事煙道較近傾，煙道開才挖較深，潛如采用本陰處理方法繳使得基槽挪開挖較寬屯較深，不冠利于機械返碾壓，如晉果采用人位工分層夯拖實，質(zhì)量俱不易保證略，往往壓止實系數(shù)達伴不到設計房要求，施飾工工期較樹長，由于休該地區(qū)雨怨量豐富，裳工期拖延焰會給工程描地基處理社及基礎(chǔ)的星施工質(zhì)量預造成不利耽影響，且帽砂石用量浪較大。秘方案二：累沉管灌注料樁。該樁塞單價低，三施工快。嚼但根據(jù)地胳質(zhì)勘探報傷告，沉管欠灌注樁端紋阻力小，副所需樁數(shù)富多，因而航對上部土女層的破壞雜較為嚴重際，且該樁善的成樁質(zhì)圈量人為因冊素很大，牲容易產(chǎn)生芳質(zhì)量缺陷誤樁。劑方案三：益人工挖孔必護壁灌注辰樁。該處潮理方案施誰工簡單，汁機具設備弱少，進度文快，成本敘低，也能盲有效地克案服膨脹土規(guī)對建筑物嫂的危害。費根據(jù)地質(zhì)劫勘探報告修，人工挖擔孔護壁灌珍注樁樁端菠阻力大，其通過擴底吹等技術(shù)處江理，可節(jié)中約樁數(shù)量顯，根據(jù)當鑰地人力情燦況，可大院面積開挖痛施工，以仙加快施工規(guī)進度。瘡經(jīng)過技術(shù)債及經(jīng)濟分革析比較，遷本工程采牛用人工挖程孔護壁灌壩注樁。由從于樁的長取度主要取戶決于地層革的結(jié)構(gòu)和揪上部結(jié)構(gòu)壓傳下來的裕荷載，加積上機械器傾具的因素物，本工程辱采持用壁Φ票80答0客人工挖孔伏護壁灌注岔樁，擴底鬧直徑截為膏1.7退m添。樣3.2.填1.惱3算試樁及分兩析艘為了驗證鬼人工挖孔陳擴底樁在狗本工程的踏適宜程度冊，在本場沾地做了兩待組挖孔樁當?shù)脑嚇?。認分析以上研兩社組僚P蛇—皮S羅曲線可得饑出單樁極第限承載力俊可取性為事3200收k松N穴，滿足設共計要求。訂由此可見罰，采用人陳工挖孔擴磚底樁對本正工程是適宗宜的。啞3.2.棋25竟0濾米磚煙囪慣3.2.引2.筒1中地基處理奏方案的選議擇機根據(jù)當?shù)卣咛幚砼蛎洕裢恋慕?jīng)驗鉛，工程采把用樁基較怠為穩(wěn)妥。鴉但根據(jù)現(xiàn)苗場具體情慎況，該煙釣囪位于電漸解區(qū)域內(nèi)住，周邊建硬（構(gòu)）筑國物已基本榨完工，如隸采用樁基格，施工周栗期要加長劃，且工程聞造價也要術(shù)提高。如菌果將基礎(chǔ)趟深埋，即及把基礎(chǔ)直帝接座在第彩④舟層土上。固這種方法追雖然施工巡簡單，但的基礎(chǔ)高度掉需加裕高痕3妨米，不僅廚增加了基唐礎(chǔ)的造價旬，且對周獄邊建（構(gòu)棗）筑物也栗有一定影再響，同時備，對下部給膨脹土層德擾動過大瑞。經(jīng)過分逝析比較，漸決定采用蛙換填級配申良好的砂痛石墊層。恥3.2.健2.僑2僑砂石墊層薄的設計參尾數(shù)震3.2.其2.2.緩1挨配合比設城計慶根據(jù)當?shù)鼐骋酝笆艍|層級配鉛的配比經(jīng)腹驗，決定創(chuàng)選用忌表凡3漫所示的重蓮量比砂石趣級配，并蔬進行了室雹內(nèi)壓縮試搶驗。試驗哥表明，該蠟級配的砂觀石，室內(nèi)正壓實下取隊得了較好雪的密實度秘。表3晝顆粒組成插（駱%艦）謝干重躺度批γ琴d腐（滴kN/m葛3趴）狂壓縮系歡數(shù)慘a雅1-2井（張kPa果-1鄭）坦壓縮模敗量玻E飾s旺（齊1-茶2透）斬（潮kP退a淚）沉粒徑軌（糟m欺m定）掛50~2將020~5砂松散狀態(tài)45.030.025.019壓縮狀態(tài)42.132.025.926.3徒4×10累-5雜33.4飽×10側(cè)4滿3.2.務2.2.何2吊拳墊層厚度山的確定妻根據(jù)《建口筑地基基巴礎(chǔ)設計規(guī)堅范》郊（逐GBJ7榜-8籌9壁）及《建末筑地基處騎理技術(shù)規(guī)尸范》亭（辱JGJ7短9-9管1珍）的規(guī)定閱，經(jīng)計算緞本工程墊坡層厚度休取定1.2采m旬，寬度寬絕出基礎(chǔ)邊騰緣陰1.針0看米。胞3.2.拋2.3它懷砂石墊層淡的施工慧在砂石墊喝層施工前蹦，作為持挎力層的膨叢脹土層應碌避免人為鼻擾動。級承配填料在淋摻加總手重波4.5世%依的水后，邊以攪拌機頂攪拌均勻秋，并圓以松0.3~峰0.蔑5貝米的厚度貸分層鋪墊在。然后采樸用房120k羅N殘的振動碾漂壓機振碾凝，碾壓時蓄采取分條民疊合搭接昂，每次重睬疊謎1/牌2批的碾輪，美縱橫交錯帆，重疊振移壓各四遍孔。巨墊層碾壓冠結(jié)束后，質(zhì)對墊層進故行了現(xiàn)場逐檢驗，經(jīng)關(guān)測定，砂鈴石墊層的傳壓實系倚數(shù)膀λ旅c套＞忌0.95襯.毫滿足規(guī)范銷要求，可前以做為本尼構(gòu)筑物的純地基。趟3.2.帽3爬堂單層附屬腹建筑駁對于場地肅內(nèi)單層附名屬建筑，甲由于其上院部結(jié)構(gòu)荷并載較小，娘設計采用玩了砂包基激礎(chǔ)的處理論形式。由年于砂包基案礎(chǔ)能釋放料地裂應力決，在膨脹睡土發(fā)育地題區(qū)，中等懇脹縮性土疏地基，采貨用砂包基硬礎(chǔ)、地基相梁、梁下計油氈滑動猴層以及加罵寬散水坡醉四者相結(jié)側(cè)合的處理蹲措施，能窮夠取得良榆好效果。笑砂采用中減砂或當?shù)睾勺匀患壟鋭磐良邮?，膊基礎(chǔ)下處呈理厚度不璃小稼于數(shù)300m笛m憐，每邊寬林出基礎(chǔ)寬堅度不小頁于錫250m掌m劃。通過對減已建成建帝筑物的沉叉降觀測，卡平均沉降鄙量洪為帥50~7鑄0m腳m除，相對傾