软弱膨胀土的地基处置与实例分析.docx
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软弱膨胀土的地基处置与实例分析
软弱膨胀土的地基处置与实例分析
摘要：
软弱膨胀土地基是一种比较特殊的地基。
当利用这种土作为建筑物地基时，必需采取必要的处置方法，以排除土的膨胀潜势。
处置方法一样分深层和浅层处置，本文通过工程实例，分析了不同建（构）筑物在相同的地质条件下的几种处置方式。
关键词：
膨胀土地基处置灌注桩砂石垫层砂包基础
1概述
膨胀土系指粘粒成份要紧由强亲水性矿物组成，具有吸水膨胀和失水收缩特性的粘性土。
由于膨胀性土会因为土中含水量的转变而发生相应的膨胀或收缩变形，专门是在场地膨胀性土层厚度不一，均匀性不一、不同部位处含水量的转变和建筑物基底压力不等等缘故时，就会致使地基土不均匀的隆起或下陷，使得建筑物产生墙体开裂、地面隆起或下陷等破坏。
因此，必需对膨胀性土场地进行处置，以知足自由膨胀率δef均小于的要求。
2软弱膨胀土地基处置的一样原那么
膨胀土地基的处置应依照本地的气候条件、地基的胀缩品级、场地的工程地质及水文地质情形和建筑物结构类型等。
结合建筑体会和施工条件，因地制宜采取治理方法。
若是能够采纳换填非膨胀土或采取化学等方式，从全然上改变地基土的性质，那么是根治的最好方式。
若是用桩基或深埋的方法，使基础落到含水量较稳固的土层，就能够大大减少建筑物的危害；关于上部荷重较轻的小型建（构）筑物，亦可浅埋基础但必需幸免扰动下部膨胀土。
由此可知，软弱膨胀土地基的处置应依照场地土胀缩性能、水文地质条件，考虑具体建筑物适应变形的能力，采取相应的处置方法。
同时增强结构的整体变形能力，切断基底下外界渗水条件，以保证地基的稳固性。
3工程实例
工程概况
云南个旧电解铝厂位于云南省个旧市大屯镇，地面绝对标高为~，地形平坦。
在地貌上场地属于盆地边缘平坦地貌。
据地质勘探资料，本场地为膨胀性填土场地。
各地层由上而下为：
①1层填土（Qm1）：
褐红色，稍湿，稍密~中密，要紧由灰岩碎石、角砾及粘土等组成，层厚~1米。
①2层耕植土（Qm1）：
褐红色，稍湿~湿，松散，含植物根系。
层厚~米。
②1层粘土（Qa1+p1）：
褐红色，可塑状态，局部硬塑或软塑，局部含砂岩圆砾，局部夹薄层圆砾、砾砂，成份要紧为砂岩。
层厚~米。
②2层卵石（Qa1+p1）：
褐红色、褐灰色，稍湿~湿，稍密，砂及粘土充填。
层厚~米。
③1层粘土（Qp1+1）：
黑灰色、灰色、灰黄色，可塑状态，局部软塑状态，局部含砂、砾石，次棱角状，顶部偶见动物残骸，夹细砂、中砂。
层厚~米。
③2层中砂（Qp1+1）：
灰色、浅灰色、灰黄色，很湿，松散~稍密，分选性较差，含卵石、圆砾，次棱角状，含量5~10%，含粘粒。
④1层粘土（Qa1+p1）：
黄绿色、浅黄色，可塑~硬塑状态，局部含少量碎石、角砾。
层厚~米。
④2层中砂（Qa1+p1）：
浅灰色、灰色、黄绿色，湿，稍密~中密，分选性一样，含圆砾、卵石，含量3~10%，含粘粒。
层厚~米。
④层粘土（Qa1+p1）：
浅黄色、褐黄色、黄绿色，硬塑状态，局部可塑或硬塑状态，含碎石、圆砾，含量约5%左右，局部夹粉质粘土。
钻孔未揭穿，层顶埋深~米。
本场地地下水稳固埋深0~米。
上述各土层的物理力学指标见表1，各土层的允许承载力见表2。
表1各要紧土层要紧物理力学指标表
土层
编号
土层
名称
天然含水量
（%）
重力密度
r
KN/m3
含水比
aW
孔隙比
e
液性指数
IL
紧缩系数
a1-2
MPa-1
紧缩模量
Es1-2
MPa
粘聚力
Ck
kPa
内磨擦角
Φk
度
②1
粘土
34
19
45
③1
粘土
33
35
③2
中砂
④1
粘土
25
80
14
④2
细砂
④
粘土
23
75
表2各层土的承载力标准值
土层编号
土层名称
土的状态
地基承载力标准值（KPa）
①1
填土
稍密
70
①2
耕植土
松散
②1
粘土
可塑
135
②2
卵石
稍密
180
③1
粘土
可塑
140
③2
中砂
松散~稍密
150
③3
砾石
中密~密实
250
④1
粘土
可塑~硬塑
240
④2
细砂
稍密~中密
135
④
粘土
硬塑
240
地基处置方案的选择
因全厂新建建筑物较多，结构型式多样，对不均匀胀缩变形的适应能力和利用要求均不同。
因此慎重研究比较，合理选择运用地基处置方案，关于保证建筑物平安靠得住，节省投资，加速工程进度都具有十分具有重要的意义。
电解车间
概况
电解车间全长米，柱距米，跨度米，钢筋混凝土排架结构，屋架下弦标高米，轨顶标高米，车间内设有标高为米钢筋混凝土操作平台，操作荷载50KN/m2,两台电解铝多功能起重机及一台20t一般天车，多功能起重机最大轮压Pmax为410KN。
地基处置方案的选择
依照本工程框架内力分析结果，各柱脚内力为N=3940kN,M=,V=141KN。
基础方案选择如下：
方案一：
砂石垫层法。
能够充分利用天然地基强度，减少基底附加应力和调整基础变形沉降，较深层处置经济，且施工机具简单，材料来源广，一般是一种优先考虑的地基处置方案。
由于本场地地下水位高，且与电解区域内净化系统除尘烟道较近，烟道开挖较深，如采纳本处置方式使得基槽开挖较宽较深，无益于机械碾压，若是采纳人工分层夯实，质量不易保证，往往压实系数达不到设计要求，施工工期较长，由于该地域雨量丰硕，工期拖延会给工程地基处置及基础的施工质量造成不利阻碍，且砂石用量较大。
方案二：
沉管灌注桩。
该桩单价低，施工快。
但依照地质勘探报告，沉管灌注桩端阻力小，所需桩数多，因此对上部土层的破坏较为严峻，且该桩的成桩质量人为因素专门大，容易产生质量缺点桩。
方案三：
人工挖孔护壁灌注桩。
该处置方案施工简单，机具设备少，进度快，本钱低，也能有效地克服膨胀土对建筑物的危害。
依照地质勘探报告，人工挖孔护壁灌注桩桩端阻力大，通过扩底等技术处置，可节约桩数量，依照本地人力情形，可大面积开挖施工，以加速施工进度。
通过技术及经济分析比较，本工程采纳人工挖孔护壁灌注桩。
由于桩的长度要紧取决于地层的结构和上部结构传下来的荷载，加上机械器具的因素，本工程采纳Φ800人工挖孔护壁灌注桩，扩底直径为。
试桩及分析
为了验证人工挖孔扩底桩在本工程的适宜程度，在本场地做了两组挖孔桩的试桩。
分析以上两组P—S曲线可得出单桩极限承载力可取为3200kN，知足设计要求。
由此可见，采纳人工挖孔扩底桩对本工程是适宜的。
50米砖烟囱
地基处置方案的选择
依照本地处置膨胀土的体会，工程采纳桩基较为稳妥。
但依照现场具体情形，该烟囱位于电解区域内，周边建（构）筑物已大体完工，如采纳桩基，施工周期要加长，且工程造价也要提高。
若是将基础深埋，即把基础直接座在第④层土上。
这种方式尽管施工简单，但基础高度需加高3米，不仅增加了基础的造价，且对周边建（构）筑物也有必然阻碍，同时，对下部膨胀土层扰动过大。
通过度析比较，决定采纳换填级配良好的砂石垫层。
砂石垫层的设计参数
配合比设计
依照本地以往砂石垫层级配的配比体会，决定选用表3所示的重量比砂石级配，并进行了室内紧缩实验。
实验说明，该级配的砂石，室内压实下取得了较好的密实度。
表3
颗粒组成（%）
干重度γd
（kN/m3）
紧缩系数a1-2
（kPa-1）
紧缩模量Es（1-2）
（kPa）
粒径（mm）
50~20
20~5
砂
松散状态
19
紧缩状态
4×10-5
×104
垫层厚度的确信
依照《建筑地基基础设计标准》（GBJ7-89）及《建筑地基处置技术标准》（JGJ79-91）的规定，经计算本工程垫层厚度取，宽度宽出基础边缘米。
砂石垫层的施工
在砂石垫层施工前，作为持力层的膨胀土层应幸免人为扰动。
级配填料在掺加总重%的水后，以搅拌机搅拌均匀，并以~米的厚度分层铺垫。
然后采纳120kN的振动碾压机振碾，碾压时采取分条叠合搭接，每次重叠1/2的碾轮，纵横交织，重叠振压各四遍。
垫层碾压终止后，对垫层进行了现场查验，经测定，砂石垫层的压实系数λc＞.知足标准要求，能够做为本构筑物的地基。
单层附属建筑
关于场地内单层附属建筑，由于其上部结构荷载较小，设计采纳了砂包基础的处置形式。
由于砂包基础能释放地裂应力，在膨胀土发育地域，中等胀缩性土地基，采纳砂包基础、地基梁、梁下油毡滑动层和加宽散水坡四者相结合的处置方法，能够取得良好成效。
砂采纳中砂或本地自然级配土加石，基础下处置厚度不小于300mm，每边宽出基础宽度不小于250mm。
通过对已建成建筑物的沉降观测，平均沉降量为50~70mm，相对倾斜仅为%~%，完全知足功能利用要求。
4结论
基础的型式很多，设计中应依照上部结构特性、工程地质、施工条件、环境条件、施工工期、经济条件和材料市场价钱等方面的因素进行综合评判，选择既适应上部结构利用要求，又经济可行的地基处置方案。
地基处置的方式很多，但不管采纳何种方式，处置后的建筑场地必需知足强度、变形、动力稳固、透水性及特殊土地基稳固性的要求。
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