軟弱膨脹土的地基處理與實(shí)例分析(一)

1、軟弱膨脹土的地基處理與實(shí)例分析一 摘要： 軟弱膨脹土地基是一種比擬特殊的地基。 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。 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根底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 會導(dǎo)致地基土不均勻的隆起

2、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(jìn)行處理，以滿足自由膨脹率S e均小于0.4的要求。2 軟弱膨脹土地基處理的一般原那么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、 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(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)， 那么是根治的最好方法。 如果 用樁基或深埋的方法， 使根底落到含水量較穩(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，亦可淺埋根底但必須防止擾動(dòng)下部膨脹土。由此可知，

3、 軟弱膨脹土地基的處理應(yīng)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(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)，地面絕對標(biāo)高為1293.61297.57m，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： 1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 0.51 米。 2 層耕植土 Qm1 ：褐紅色，稍濕 濕，松散，含植物根系。層厚0.40.5 米。

4、 1 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 0.52.10 米。 2層卵石Qa1+p1：褐紅色、褐灰色，稍濕 濕，稍密，砂及粘土充填。層厚1.201.30米。 1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 3.28.4米。 2 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 510%，含粘粒。 1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

5、厚 0.64.80 米。 2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 310%，含粘粒。層厚 0.62.9米。 層粘土Qa1+p1:淺黃色、褐黃色、黃綠色，硬塑狀態(tài)，局部可塑或硬塑狀態(tài)， 含碎石、 圓礫，含量約 5%左右，局部夾粉質(zhì)粘土。鉆孔未揭穿，層頂埋深6.0013.40 米。本場地地下水穩(wěn)定埋深 01.3 米。 上述各土層的物理力學(xué)指標(biāo)見表 1，各土層的容許承載力見表 2。 表 1 各主要土層主要物理力學(xué)指標(biāo)表土層編號土層名稱天然含水量% 重力密度 rKN/m3含水比aW孔隙比 e 液性指數(shù)IL壓縮系數(shù)a1-2MPa-1 壓縮模量Es1-2M

6、Pa 粘聚力 Ck kPa 內(nèi)磨擦角 k度 1粘土34190.760.960.40.44.9459.5 1 粘土18.80.660.910.30.454.7359.22 中砂20.81 粘土2520.50.490.670.050.29.080142 細(xì)砂 粘土20.40.550.660.060.29.07513.5表 2 各層土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值 土層編號 土層名稱 土的狀態(tài) 地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值 KPa 1 填土 稍密70 2 耕植土 松散 1 粘土 可塑135 2 卵石 稍密180 1 粘土 可塑140 2 中砂松散 稍密1503 礫石 中密 密實(shí)250 1 粘土可塑 硬塑240 2 細(xì)砂 稍密

7、中密 135 粘土 硬塑 2403.2 地基處理方案的選擇 因全廠新建建筑物較多，結(jié)構(gòu)型式多樣，對不均勻脹縮變形的適應(yīng)能力和使用要求均不同。 因此慎重研究比擬， 合理選擇運(yùn)用地基處理方案， 對于保證建筑物平安可靠，節(jié)省投資，加 快工程進(jìn)度都具有十分具有重要的意義。3.2.1 電解車間3.2.1.1 概況電解車間全長 313.0 米，柱距 6.2 米，跨度 24.0 米，鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，屋架下弦標(biāo)高 16.0 米，軌頂標(biāo)高 9.15 米，車間內(nèi)設(shè)有標(biāo)高為 2.4米鋼筋混凝土操作平臺， 操作荷載 50KN/m2, 兩臺電解鋁多功能起重機(jī)及一臺 20t 普通天車，多功能起重機(jī)最大輪壓Pmax 為

8、 410KN。3.2.1.2 地基處理方案的選擇根據(jù)本工程框架內(nèi)力分析結(jié)果，各柱腳內(nèi)力為N=3940kN,M=2200KN.m,V=141KN。根底方案選擇如下：方案一：砂石墊層法。 能夠充分利用天然地基強(qiáng)度， 減少基底附加應(yīng)力和調(diào)整根底變形沉降， 較深層處理經(jīng)濟(jì)，且施工機(jī)具簡單， 材料來源廣， 通常是一種優(yōu)先考慮的地基處理方案。由 于本場地地下水位高， 且與電解區(qū)域內(nèi)凈化系統(tǒng)除塵煙道較近， 煙道開挖較深， 如采用本處 理方法使得基槽開挖較寬較深，不利于機(jī)械碾壓，如果采用人工分層夯實(shí)，質(zhì)量不易保證， 往往壓實(shí)系數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求， 施工工期較長， 由于該地區(qū)雨量豐富， 工期拖延會給工程地 基處理及根底的施工質(zhì)量造成不利影響，且砂石用量較大。 方案二：沉管灌注樁。該樁單價(jià)低，施工快。但根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，沉管灌注樁端阻力小， 所需樁數(shù)多， 因而對上部土層的破壞較為嚴(yán)重， 且該樁的成樁質(zhì)量人為因素很大， 容易產(chǎn)生 質(zhì)量缺陷樁。 方案三：人工挖孔護(hù)壁灌注樁。該處理方案施工簡單，機(jī)具設(shè)備少，進(jìn)度快，本錢低，也能 有效地克服膨脹土對建筑物的危害。根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，人工挖孔護(hù)壁灌注樁樁端阻力大， 通過擴(kuò)底等