強夯地基處理膨脹土地

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膨脹土地基基本處理方法

　　1 換土法

　　即將膨脹土全部或部分挖掉，換填非膨脹黏性土、砂礫土、砂土或灰土以及其他性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料，消除或減小地基脹縮變形。該法本質(zhì)是回避膨脹土的不良工程特性，從源頭上改善地基，是膨脹土地基處理方法中簡單而且有效的方法。

　　2 墊層法

　　該法與換土法施工過程基本相同，主要應(yīng)用于較薄的膨脹土層及主要脹縮變形層不厚的情況，但對膨脹土層較厚的地基可采用部分挖除，鋪設(shè)碎石墊層、砂墊層抑制膨脹土的升降變形引起的危害，其作用主要是減小地基脹縮變形和調(diào)節(jié)膨脹土地基沉降量，具有補償功能。在規(guī)定的時間間隔后，按步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，最后用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程。此外，砂土層還具有防止地下水毛細(xì)作用上升的作用，避免地基受膨脹作用的影響。

　　3 壓實控制法

　　膨脹土壓實需考慮壓實后的干容重關(guān)、含水量、壓實的方法、附加荷載等因素，但在實際施工中因目前的壓實設(shè)備基本均能滿足壓實功的要求，采用該法的工程一般荷載不大，因此附加荷載也不大，故后兩個因素可忽略。但因膨脹土具有濕脹干縮的性質(zhì)，且該性質(zhì)具有反復(fù)性，壓實到較大容重后濕水必然帶來更大的膨脹。二、強夯施工過程中，依照要求記載下每次夯擊時候夯錘分量，落距、夯點間距、填筑路基高度、夯擊面積、每坑的夯擊點數(shù)，并用水準(zhǔn)儀檢測并記載每錘夯擊沉降量。因此，使用該法施工時一般是在含水量略高于自然含水量的情況下進行壓實，壓實在一個相對低容重的標(biāo)準(zhǔn)。壓實法需在現(xiàn)場作試驗，建立含水量、干容重、膨脹潛勢之間的關(guān)系，以指導(dǎo)施工。并應(yīng)特別注意控制含水量，以免含水量過大導(dǎo)致水分向下層缺水的土層中轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致膨脹。

　　4 土質(zhì)改良法

　　即利用石灰、水泥或其他固化材料通過與膨脹土的物理化學(xué)作用進行膨脹土的改性處理，以達(dá)到降低膨脹土膨脹潛勢、增強強度和水穩(wěn)性的目的。具體來說，石灰的固化作用是由于鹽基交換、次生碳酸鈣膠結(jié)性、粘土顆粒與石灰相互作用形成新的含水硅酸鈣、鋁酸鈣等新礦物而顯現(xiàn)出來；水泥的固化作用是由于鈣酸鹽與鋁的水化物和顆粒間的膠結(jié)作用，膠結(jié)物逐漸脫水和新生礦物的結(jié)晶作用，從而降低膨脹土的液限，增大膨脹土的塑限和抗剪強度；NCS固化材料除具有石灰、水泥的優(yōu)點消除土的脹縮性外，還有吸水增強作用，改善土的壓實性并生成微型加筋結(jié)構(gòu)，提高土的強度。碎石填土層的欠固結(jié)特性，決議了必須考慮其工后沉降，以及填土段樁根底核算的負(fù)摩阻力疑問。

　　5 濕度控制法

　　濕度控制法是通過控制膨脹土含水量的變化，保持地基中的水分少受蒸發(fā)及降雨入滲的影響，進而抑制地基的脹縮變形。當(dāng)前較成功的保濕方法有四種，即暗溝保濕法、預(yù)浸水法、全封閉法及帳幕保濕法。

強夯處理——膨脹土地區(qū)新建房屋采取的措施

　　1 建筑措施：1）設(shè)置建筑物上，應(yīng)選擇場地條件簡單、沒有地裂、陡坎、沖溝不發(fā)育、地質(zhì)分層均勻的有利地段；通常強夯法是目前大多數(shù)建筑地基建設(shè)的基本處理方法，而強夯機是必不可少的設(shè)備。2）建筑物體型不宜過長，切忌平面凹凸曲折和立面高低不一；3）山梁處、建筑平面轉(zhuǎn)折部位和高度(荷重)有顯著差異部位――建筑結(jié)構(gòu)類型(或基礎(chǔ))不同部位，適當(dāng)設(shè)置沉降縫分隔開，以減少膨脹的不均勻性；4）民用建筑層數(shù)宜多于三層以上，有外廊時外廊部分宜采用懸挑結(jié)構(gòu)。

　　2 基礎(chǔ)措施：1）盡可能用鋼筋混凝土樁基，單層民用建筑在膨脹土脹縮性較弱時，可采用砂墊層砂包的條形基礎(chǔ)。脹縮性較強時，可采用砂墊層墩基。砂包、砂墊能隔離和調(diào)節(jié)脹縮力的傳遞，減少條形基礎(chǔ)遭受拉裂的可能性。墩基減少了與膨脹土地基的接觸面；在墩與墩之間發(fā)裂時，可通過油氈的滑動面而任意移動，形成滑動支座；基礎(chǔ)梁承擔(dān)墩座移動時的磨擦力，以及上部荷載所產(chǎn)生的彎矩；墩基下的砂墊層可隔離在墩基下脹縮力的傳遞，以保護墩基不遭受拉損。建議將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應(yīng)及時將坑底整平。另外，為避免房屋開裂破損，膨脹土地區(qū)的房屋基礎(chǔ)宜設(shè)置鋼筋混凝土基礎(chǔ)圈梁。

強夯法處理

強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。強夯置換法適用于高飽和度的粉土與軟塑至流塑的黏性土等地基上對變形控制要求不嚴(yán)的工程。強夯置換法在設(shè)計前必須通過現(xiàn)場試驗確定其適用性和處理效果。

　　強夯和強夯置換施工前，應(yīng)在施工現(xiàn)場有代表性的場地上選取一個或幾個試驗區(qū)，進行試夯或試驗性施工。試驗區(qū)數(shù)量應(yīng)根據(jù)建筑場地復(fù)雜程度、建筑規(guī)模及建筑類型確定。考慮到“邊界效應(yīng)”，每個試夯區(qū)的面積不能太小，不宜少于3排夯點。

　　當(dāng)進行試夯方案設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)地基條件、工程要求和設(shè)備等條件確定夯擊參數(shù)和夯擊工藝。應(yīng)對主要工藝、參數(shù)進行必要的組合優(yōu)化，通過效果測試和環(huán)境影響評價，提出一種或幾種方案。配有棘輪鎖止的變幅卷揚組織，確保了強夯機起重臂安全牢靠的定位。試夯后應(yīng)確定的強夯參數(shù)包括:夯擊能量—錘重(包括選定夯錘靜壓力)和落距，單點夯擊次數(shù)和夯擊遍數(shù)，夯間距及布點間距，起夯面高程，達(dá)到飽和夯擊能的場區(qū)平均夯沉量，停錘標(biāo)準(zhǔn)(錘擊貫入度)，遍間歇時間，有效加固深度，檢測項目點位、合格指標(biāo)等。

　　當(dāng)場地表土軟弱或地下水位較高，夯坑底積水影響施工時，宜采用人工降低地下水位或鋪填一定厚度的松散性材料，使地下水位低于坑底面以下2m?？觾?nèi)或場地積水應(yīng)及時排除。在較高能級的強夯機施工的時候都會加裝門架作為支撐，來提高起重機的起重能力，除此之外，加裝支撐結(jié)構(gòu)還有其他的優(yōu)勢：1、適合國內(nèi)現(xiàn)有的起重機機械裝備水平，用較小起重量就能吊起較重的夯錘，經(jīng)濟性價比高。對飽和度較高、地下水位埋深較淺的地基，宜通過試夯確定有效的輔助措施，如是否設(shè)置豎向排水體或直接采用強夯置換工藝。

　　在有成熟經(jīng)驗的地區(qū)，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件相同時，可不進行專門試夯，直接采用成功的工藝、參數(shù)。但在施工之前應(yīng)進行小片試驗性施工，以核實施工工藝和強夯設(shè)計參數(shù)是否符合現(xiàn)場地質(zhì)條件。

?強夯工程出現(xiàn)的地基總沉降分為哪幾種情況

     我們實施的一些強夯工程項目。針對地基方面，從機理上分析，地基總沉降可分為瞬時沉降、固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降三部分。

瞬時沉降主要來源于外荷載使土體在剪切作用而引起的側(cè)向變形，由側(cè)向擠出導(dǎo)致土體的位移變形在地基總沉降量中占有一定的比重。一般認(rèn)為瞬時沉降有兩部分組成: 一部分是由土體的彈性變形引起的；另一部分則由土體塑性區(qū)的發(fā)展引起。對細(xì)顆粒土不宜超過10—20mm落距宜大于4m，一般為4—6m。目前，有關(guān)初始沉降的計算都針對部分沉降而言，對后一部分沉降計算目前還沒有找到令人信服的計算方法，大多是在部分計算結(jié)果的基礎(chǔ)上進行一些修正來考慮塑性變形的影響。

     固結(jié)沉降是由于外荷載引起的超孔隙水壓力的水力梯度促使水從土內(nèi)排出，而應(yīng)力增量轉(zhuǎn)移到土骨架上而發(fā)生的沉降，這是一個與時間有關(guān)的過程，主要發(fā)生體積的變化。例如一些丘陵地帶，這里的地質(zhì)比較疏松，一些沙土地質(zhì)經(jīng)過常年的沖刷，表面雖然看不多有溝壑，但是內(nèi)部有一些沖刷。固結(jié)沉降在總沉降量中所占的比例較大，固結(jié)變形持續(xù)時間較長，且與地基土的性質(zhì)、土層厚度、排水條件和土體的固結(jié)系數(shù)有關(guān)。

     次固結(jié)沉降是土體在附加應(yīng)力作用下，因土骨架本身隨時間的蠕變發(fā)展而產(chǎn)生的緩慢沉降。因此，次固結(jié)沉降又稱蠕變沉降，它是工后沉降的主要組成部分。

     一般來講，瞬時沉降常用彈性理論求解；固結(jié)沉降多采用分層總和法，根據(jù)固結(jié)試驗確定參數(shù)求解；次固結(jié)沉降常用分層總和法和根據(jù)蠕變試驗的確定參數(shù)求解。