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閱讀 13280 次 談關(guān)于粉、細(xì)砂場地中的地基處理

摘要:本文就粉、細(xì)砂場地地基處理方案進(jìn)行了分析與比較,得出一個(gè)既符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,又能夠滿足設(shè)計(jì)要求的合理地基處理方案,并對施工進(jìn)行了簡要介紹,最后結(jié)合實(shí)際情況提出了一些建議。...

談關(guān)于粉、細(xì)砂場地中的地基處理

韓博師雅英余樂玲

(西部建筑抗震勘察設(shè)計(jì)研究院710054西安)

1、工程及地質(zhì)概況

    本工程為一棟綜合辦公樓,建筑面積2500m2,建筑為地上三層,結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu),內(nèi)隔墻均為240厚非承重空心磚,基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土柱下條形基礎(chǔ),基底每平方米荷載為60KNm2,地基承載力特征值不應(yīng)小于l80KNm2。本工程建造于陜北地區(qū),為高速公路靖邊至王圈梁段的定邊管理所。

    1.1地質(zhì)條件

    該場地位于定邊縣城以西,根據(jù)中國兵器工業(yè)北方勘察設(shè)計(jì)研究院西安分院所提供的地質(zhì)勘察報(bào)告,介紹該場地土層分布自上而下分為二層,第一層為粉砂,砂質(zhì)較均,稍濕~飽和,松散,承載力特征值fak=100kPa,層厚2.0~2.7m。第二層為細(xì)砂,砂質(zhì)較均,局部夾粉土,飽和,松散~稍密,承載力特征值fak=120kPa,此土層未揭穿。該場地地貌屬固定~半固定沙丘,場地土屬于軟弱土,場地類別為類,不具有濕陷性,場地地下水埋深為3.33.5m,屬潛水類型,地下水對鋼筋混凝土具有中等腐蝕性。

    1.2實(shí)地考察情況

    為了對本場地地基處理作出合理的方案,我們進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)地考察。該場地位于沙漠地區(qū),第一層是粉砂表面,比較松軟,站在粉砂表面,腳可踩出小坑,沙子能夠漫過腳面。經(jīng)過對粉砂仔細(xì)觀察,發(fā)現(xiàn)它的粒徑非常小,即象粉沫一樣,砂質(zhì)比較均勻,松散,有些潮濕。

2、粉、細(xì)砂場地強(qiáng)度分析

    查找有關(guān)軟土地基的資料可以獲悉,飽和松散的粉、細(xì)砂場地在靜荷載作用下常具有較高的強(qiáng)度,但是當(dāng)振動(dòng)荷載(地震、機(jī)械振動(dòng)等)作用時(shí),飽和松散砂土地基則有可能產(chǎn)生液化或大量震陷變形,甚至喪失承載能力。這是因?yàn)樯巴令w粒松散排列,在外部動(dòng)力作用下使顆粒的位置產(chǎn)生錯(cuò)位,以達(dá)到新的平衡,瞬間產(chǎn)生較高的超靜孔隙水壓力,有效應(yīng)力迅速減低。這種場地不應(yīng)作為持力層,故在這種場地建造建筑物,必須對這種場地進(jìn)行處理。其處理目的就是使它變得較為密實(shí),消除該場地在動(dòng)荷載作用下產(chǎn)生液化的可能性。

3、地基處理方案

    經(jīng)過查找有關(guān)資料進(jìn)行分析和現(xiàn)場踏勘以及了解當(dāng)?shù)剌^為成熟的施工經(jīng)驗(yàn),確定了以下兩種處理方案:

    3.1第一種方案

    根據(jù)場地情況,該場地第一層為粉砂,地基土承載力特征值為l00kpa,按照建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBS0007—2002)5.2.4f1=fak+γbr(b-3)+γdrm(d-0.5)經(jīng)深度和寬度修正后承載力特征值fa=116kpa,其承載力偏低,且第一層粉砂飽和,松散,沉降不均勻,故天然地基不滿足建筑設(shè)計(jì)要求,必須進(jìn)行地基處理。

    根據(jù)當(dāng)?shù)刈陨項(xiàng)l件以及結(jié)合當(dāng)?shù)剌^成熟的施工經(jīng)驗(yàn)、工程作法,要提高地基承載能力,減小地基不均勻沉降,采用的方法有兩種,一種為大開挖水墜砂地基處理,即用水來對分層回填的砂層進(jìn)行淺灌,這樣可以使松散的砂土顆粒排列更加密實(shí),提高地基承載力。水墜砂法適宜于陜北干旱地區(qū),施工周期短,費(fèi)用低,處理后的地基承載力能達(dá)到l80kpa200kpa,在當(dāng)?shù)厥且环N常用的地基處理方法。而本場地含有地下水,且水位很高,屬潛水類型,因此水墜砂這種地基處理方法不適用于該場地。

    3.2第二種方案

    在大開挖后人工立槎非風(fēng)化片巖,其上再作砂卵層墊層。這種方法經(jīng)過試驗(yàn)既滿足當(dāng)?shù)貪撍愋蛨龅兀譂M足設(shè)計(jì)承載力及沉降要求,為有效降低成本,縮短工期起到了積極的作用。

4、方案的分析

    4.1在松散的粉、細(xì)砂場地上,人工分層立槎非風(fēng)化片巖,經(jīng)過碾壓后其上再作砂卵石墊層,作為地基持力層,增強(qiáng)了地基強(qiáng)度。

    淺基礎(chǔ)的地基承載力與基礎(chǔ)下砂層的抗剪強(qiáng)度有關(guān),以抗剪強(qiáng)度高的片巖、砂石替代軟弱的砂層對提高地基的承載力起著非常重要的作用。

    4.2通過片巖及墊層的壓力擴(kuò)散作用,使作用在下臥層砂的壓力減小,會(huì)相應(yīng)減少下臥砂層的沉降量。由于地基淺層部分的沉降量在總沉降量中所占的比例是較大的,以密實(shí)片巖及砂石替代軟弱的砂層就可以減少沉降量,增強(qiáng)了地基的穩(wěn)定性。

    4.3片巖及墊層可起排水作用。如果建筑物的不透水性基礎(chǔ)直接與軟弱砂層相接觸,在荷載作用下,軟弱砂層地基中的水被迫繞基礎(chǔ)兩側(cè)排出,因而使基礎(chǔ)底下的軟弱砂層不易固結(jié),形成較大的孔隙水壓力,還可能導(dǎo)致由于地基強(qiáng)度不夠甚至降低而產(chǎn)生塑性破壞的危險(xiǎn),片巖、砂、卵石材料透水性大,軟弱砂層變壓后,墊層可成為基礎(chǔ)良好的排水面,使基礎(chǔ)下面的孔隙水壓力迅速消散,加速墊層下軟弱砂層固結(jié),提高其強(qiáng)度,避免地基的塑性破壞。

    基于上述三點(diǎn),當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱,不能滿足上部荷載對地基的要求時(shí),采用這種方法來處理軟弱砂層地基是比較適合的,而且也解決了沉降的問題。

5、施工簡介

    5.1首先將基坑開挖至設(shè)計(jì)墊層底標(biāo)高后,應(yīng)驗(yàn)槽,將基底表面雜物清除干凈,四周應(yīng)設(shè)一定坡度,防止碾壓時(shí)塌方。由于本工程地下水位較高,在立槎片巖時(shí)加強(qiáng)了基坑內(nèi)及外側(cè)四周的排水工作,使地下水降低到基坑底500mm以下部位,這樣保證了片巖的施工。在施工過程中嚴(yán)禁擾動(dòng)片巖下臥層及側(cè)壁的軟弱砂層,防止被踐踏,受凍,降低其強(qiáng)度。

    5.2在墊層底標(biāo)高處用人工分層立槎長度為300mm,厚度為50mm的非風(fēng)化片巖,非風(fēng)化片巖中不得含有雜草等雜物,含泥量不得超過5%,將非風(fēng)化片巖立槎入細(xì)砂層中。在立槎第一層片巖時(shí),應(yīng)間隔槎人,這樣就給第二層片巖預(yù)留出了立槎空間。每層立槎非風(fēng)化片巖的厚度≤300mm,立槎完后用l8噸自行式振動(dòng)壓路機(jī)碾壓五遍左右后,當(dāng)沉降量小于2cm時(shí),方可立槎下一層。如沉降量不滿足要求時(shí)應(yīng)繼續(xù)碾壓,直至滿足沉降要求為止。在碾壓過程中,如果片巖被壓路機(jī)壓倒,這時(shí)應(yīng)停止碾壓,把被壓倒的片巖扶起重新立槎后,方可繼續(xù)碾壓。(由于本工程場地為飽和松散的粉、細(xì)砂場地,當(dāng)碾壓第一層非風(fēng)化片巖時(shí),基本上已完全把非風(fēng)化片巖碾人細(xì)砂層中)。立槎片巖層數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工情況確定,片巖總厚度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求的500厚。

    5.3非風(fēng)化片巖作完后,再在其上分層鋪設(shè)拌合均勻、級配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬37(砂:卵石)砂石墊層,砂用中砂或細(xì)砂,不得含有雜草、樹根等有機(jī)雜質(zhì),含泥量不得超過3%;而卵石中不得含有植物殘?bào)w、垃圾等雜物,吸水率及含泥量均要求小于5%。用15噸壓路機(jī)碾壓,碾壓過程中應(yīng)適量補(bǔ)充水,使砂子填入卵石中。砂石墊層的虛鋪厚度、碾壓遍數(shù)應(yīng)通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)確定,總厚度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求的500厚。砂石墊層的壓實(shí)系數(shù)應(yīng)≥0.97,處理后的地基承載力特征值要求達(dá)到180kpa

    5.4本處理方案根據(jù)地基檢測報(bào)告結(jié)果,地基承載力特征值達(dá)到了l80kpa,滿足設(shè)計(jì)要求,且沉降均勻。按照JGJ79-20024.2.1條軟弱下臥層公式進(jìn)行驗(yàn)算,結(jié)果表明本工程軟弱下臥層滿足要求。目前該工程沉降穩(wěn)定,使用狀況良好。

6、結(jié)論及建議

    6.1對于多層建筑來說此處理方法在粉、細(xì)砂場地中是比較適用的,既能夠加快地基土固結(jié),減少不均勻沉降,提高地基承載力,又結(jié)合了當(dāng)?shù)氐牟牧腺Y源,因地制宜,經(jīng)濟(jì)合理。為今后開展這方面的工作積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

    6.2片巖的碾壓遍數(shù)、沉降量和砂石墊層的壓實(shí)系數(shù)以及施工機(jī)械碾壓噸位的大小是確保施工碾壓質(zhì)量的前提。

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):

[1]國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范))(GB50007—2002)

[2]  行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(Jq79—2002)

(本文來源:陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò):文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)

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