軟弱膨脹土的地基處理與實(shí)例

摘要：軟弱膨脹土地基是一種比較特殊的地基。當(dāng)利用這種土作為建筑物地基時(shí)，必須采取必要的處理措施，以消除土的膨脹潛勢(shì)。處理措施一般分深層和淺層處理，本文通過工程實(shí)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(qiáng)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?xí)驗(yàn)橥林泻康淖兓l(fā)生相應(yīng)的膨脹或收縮變形，特別是在場(chǎng)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(shí)，就會(huì)導(dǎo)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(duì)膨脹性土場(chǎng)地進(jìn)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(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地基的脹縮等級(jí)、場(chǎng)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(yàn)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(xué)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(duì)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(dòng)下部膨脹土。由此可知，軟弱膨脹土地基的處理應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地土脹縮性能、水文地質(zhì)條件，考慮具體建筑物適應(yīng)變形的能力，采取相應(yīng)的處理措施。同時(shí)加強(qiáng)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(shí)例3.1工程概況云南個(gè)舊電解鋁廠位于云南省個(gè)舊市大屯鎮(zhèn)，地面絕對(duì)標(biāo)高為1293.6~1297.57m，地形平坦。在地貌上場(chǎng)地屬于盆地邊緣平坦地貌。據(jù)地質(zhì)勘察資料，本場(chǎng)地為膨脹性填土場(chǎng)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(dòng)物殘骸，夾細(xì)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(chǎng)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(xué)指標(biāo)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(xué)指有標(biāo)表土層編號(hào)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(xì)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(biāo)收準(zhǔn)值土層編號(hào)土層名稱土的狀態(tài)痕地基承載堂力標(biāo)準(zhǔn)值蒙（久KP財(cái)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(shí)250④1粘土竿可慌塑夠~區(qū)硬塑240④2細(xì)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(diǎn)較多，結(jié)膠構(gòu)型式多麗樣，對(duì)不扔均勻脹縮漲變形的適率應(yīng)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(yùn)用地代基處理方畝案，對(duì)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(jìn)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(biāo)紀(jì)高盒16.臥0征米，軌頂根標(biāo)撥高冶9.1混5第米，車間燈內(nèi)設(shè)有標(biāo)檢高厚為醒2.糾4釣米鋼筋混起凝土操作煮平臺(tái)，操轉(zhuǎn)作荷救載莫50KN皮/m喊2靈,著酸兩臺(tái)電解樂鋁多功能免起重機(jī)及滾一違臺(tái)察20梁t帶普通天車?yán)?，多功能泡起重機(jī)最楚大輪豪壓凈Pma嚴(yán)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(qiáng)度，減臣少基底附袋加應(yīng)力和學(xué)調(diào)整基礎(chǔ)季變形沉降醬，較深層西處理經(jīng)濟(jì)宜，且施工灣機(jī)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(chǎng)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(jī)械返碾壓，如晉果采用人位工分層夯拖實(shí)，質(zhì)量俱不易保證略，往往壓止實(shí)系數(shù)達(dá)伴不到設(shè)計(jì)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(huì)給工程描地基處理社及基礎(chǔ)的星施工質(zhì)量預(yù)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(jià)低，三施工快。嚼但根據(jù)地胳質(zhì)勘探報(bào)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(duì)上部土女層的破壞雜較為嚴(yán)重際，且該樁善的成樁質(zhì)圈量人為因冊(cè)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(hù)壁灌注辰樁。該處潮理方案施誰工簡單，汁機(jī)具設(shè)備弱少，進(jìn)度文快，成本敘低，也能盲有效地克案服膨脹土規(guī)對(duì)建筑物嫂的危害。費(fèi)根據(jù)地質(zhì)劫勘探報(bào)告修，人工挖擔(dān)孔護(hù)壁灌珍注樁樁端菠阻力大，其通過擴(kuò)底吹等技術(shù)處江理，可節(jié)中約樁數(shù)量顯，根據(jù)當(dāng)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(jìn)度。瘡經(jīng)過技術(shù)債及經(jīng)濟(jì)分革析比較，遷本工程采牛用人工挖程孔護(hù)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(jī)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(hù)壁灌注岔樁，擴(kuò)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(yàn)證鬼人工挖孔陳擴(kuò)底樁在狗本工程的踏適宜程度冊(cè)，在本場(chǎng)沾地做了兩待組挖孔樁當(dāng)?shù)脑嚇?。認(rèn)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(shè)共計(jì)要求。訂由此可見罰，采用人陳工挖孔擴(kuò)磚底樁對(duì)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(jī)根據(jù)當(dāng)?shù)卣咛幚砼蛎洕裢恋慕?jīng)驗(yàn)鉛，工程采把用樁基較怠為穩(wěn)妥。鴉但根據(jù)現(xiàn)苗場(chǎng)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(jià)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(jià)旬，且對(duì)周獄邊建（構(gòu)棗）筑物也栗有一定影再響，同時(shí)備，對(duì)下部給膨脹土層德擾動(dòng)過大瑞。經(jīng)過分逝析比較，漸決定采用蛙換填級(jí)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(shè)計(jì)參尾數(shù)震3.2.其2.2.緩1挨配合比設(shè)城計(jì)慶根據(jù)當(dāng)?shù)鼐骋酝笆艍|層級(jí)配鉛的配比經(jīng)腹驗(yàn)，決定創(chuàng)選用忌表凡3漫所示的重蓮量比砂石趣級(jí)配，并蔬進(jìn)行了室雹內(nèi)壓縮試搶驗(yàn)。試驗(yàn)哥表明，該蠟級(jí)配的砂觀石，室內(nèi)正壓實(shí)下取隊(duì)得了較好雪的密實(shí)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(wù)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(shè)計(jì)規(guī)堅(jiān)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(jì)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(yīng)碌避免人為鼻擾動(dòng)。級(jí)承配填料在淋摻加總手重波4.5世%依的水后，邊以攪拌機(jī)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(dòng)碾漂壓機(jī)振碾凝，碾壓時(shí)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(cuò)帆，重疊振移壓各四遍孔。巨墊層碾壓冠結(jié)束后，質(zhì)對(duì)墊層進(jìn)故行了現(xiàn)場(chǎng)逐檢驗(yàn)，經(jīng)關(guān)測(cè)定，砂鈴石墊層的傳壓實(shí)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(duì)于場(chǎng)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(shè)計(jì)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(yīng)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(jì)油氈滑動(dòng)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(dāng)?shù)睾勺匀患?jí)配勁土加石，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(jiān)度不小頁于錫250m掌m劃。通過對(duì)減已建成建帝筑物的沉叉降觀測(cè)，卡平均沉降鄙量洪為帥50~7鑄0m腳m除，相對(duì)傾