鐵路沿線生產(chǎn)房地基軟弱土層的一種新處理技術(shù)

唐安員

【摘要】當?shù)鼗嬖谲浫跬翆訒r，通常是采取換填法將軟弱土換掉，用砂石墊層取以代替。在鐵路沿線大量生產(chǎn)房屋的地基中，軟弱土層上普遍存在著一定厚度且達到一定強度的老填土層，基礎(chǔ)直接落在填土層上，不夠安全；做整板基礎(chǔ)或砂墊層換填，相對小生產(chǎn)房而言費用太高不合算。這里介紹的非換填法砂墊層，采取了不破壞原土層不換取軟弱土的新方法，創(chuàng)造了砂墊層在基礎(chǔ)利用中的新突破。

【關(guān)鍵詞】軟弱地基 不換除軟弱土 砂墊層利用技術(shù)

工程上當?shù)鼗熊浫跬翆訒r，多選用換填法進行地基處理，砂墊層就是最常用的一種換填法，其基本做法是將軟弱層全部或部分挖除換以中、粗砂代替，因此換土是其最顯著的特征。在鐵路沿線生產(chǎn)房地基軟弱土層的處理中，我們探索了一種新的處理技術(shù)——砂墊層非換填法，這種砂墊層的處理是不需換除軟弱土而直接使用，這里我們稱之為非換填法，現(xiàn)詳述它的使用和特點。

一、鐵路沿線常見的地基軟弱土層及特點

鐵路沿線生產(chǎn)房基本上是建在鐵路線路兩側(cè)的空余場地上，該場址連同線路路基大部分系鐵路新建時的填方區(qū)，經(jīng)過多年的固結(jié)，形成了圖-1常見的一種地基情況。圖中軟弱層上面的硬土層，便是鐵路填方經(jīng)過多年的固結(jié)達到一定強度的老填土層，厚度1—3米居多，承載力可達140-180kpa，而軟弱層正好是當初填方時未做排淤處理的農(nóng)田、塘地。

二、該類地基通常的處理方法及缺點

按通常的砂墊層處理就是換掉全部或部分軟弱層（見圖-2），這樣處理硬土層就得不到利用，且土方量大，施工成本高，施工工期長。

如果將基礎(chǔ)直接落在硬土層上，（見圖-3）且硬土層太薄，擴散寬度B=b1，擴傳到軟弱層的壓應(yīng)力仍很大，很難滿足承載力要求；即使理論上滿足承載力要求，由于持力層比較薄H=H1，加之硬土層自身均勻性的缺陷，以及施工時人為的破壞也是極不可取的。鐵路沿線很多房屋出現(xiàn)沉降開裂便是這類基礎(chǔ)。

三、砂墊層非換填法的原理、做法

砂墊層非換填法就是不換除軟弱土層而直接在原硬土層上增設(shè)一層砂墊層的技術(shù)處理方法。構(gòu)造做法如下（見圖-4）：

①在硬土層上直接填筑砂墊層，厚度一般為1-2米。

②砂墊層上做鋼筋砼柔性基礎(chǔ)。

③綜合考慮提高室外設(shè)計地坪，保證基礎(chǔ)有足夠的埋置深度。

④當室外地坪提高受限制時，可做成二階（見圖-4）。

由上可知，非換填法既不挖除軟弱層又保留了原硬土層，不破壞原土層結(jié)構(gòu)，更重要的是提高了軟弱層以上基礎(chǔ)受力層的厚度，H=H1+H2，擴散寬度增為B=b1+b2，這樣擴傳到軟弱層的應(yīng)力就更小了。

四、砂墊層非換填法的綜合評定

1、非換填法是一種最簡單、最直接的地基加固方法，它不破壞原有的硬土層、軟弱層的天然結(jié)構(gòu)狀態(tài)。

2、土方工作量很小，施工安全、簡單、工期短，施工中對氣候要求小。

3、加大了淺埋基礎(chǔ)的適用范圍，對于硬土層太薄不適于淺埋，經(jīng)過非換填法的處理卻能達到要求。

4、耗資少、降低基礎(chǔ)成本，相同條件下比換填法節(jié)約成本30%左右；有些淺埋片筏基礎(chǔ)通過非換填法處理，可做成條形基礎(chǔ)。

5、新建房屋的室外地坪一般都有一定提高，對于本身需要提高室外標高的項目還可節(jié)約一筆填方費用。

五、砂墊層非換填法的適用性

廣泛適用于2-6層磚混房屋和1-3層框架房屋，這類房屋傳給基礎(chǔ)的荷載不算很大，當遇到圖-1地基時應(yīng)優(yōu)先考慮使用這種技術(shù)。鐵路沿線大量的生產(chǎn)房都屬于這類結(jié)構(gòu)，而且象圖-1的地基情況較多。因此非換填法砂墊層技術(shù)應(yīng)廣泛推廣，以達到保證工程質(zhì)量，降低建設(shè)成本，縮短建設(shè)工期的目的。

六、注意事項

1、設(shè)計中應(yīng)注意房屋的沉降變形驗算。

2、施工中要保證砂墊層的質(zhì)量，竣工使用后要注意地表水的有組織排走。

3、有較高抗震要求的框架結(jié)構(gòu)房屋慎用。

七、實踐中的實例介紹

石門北24戶住宅為六層磚混結(jié)構(gòu)，場址在一片桔園、菜地上，按規(guī)劃要求整個場地提高1.4m，地質(zhì)資料由湘北地礦勘察所鉆探提供，地質(zhì)情況見圖-5。

地質(zhì)的評價建議有以下兩點：

①、優(yōu)先選用樁基礎(chǔ)。

②、以粉質(zhì)粘土做持力層，需用片筏基礎(chǔ)，但由于土質(zhì)分布厚度變化大，且其下粉土、粉砂層均勻性差，處于很濕與飽和之間，變形難以控制，宜慎用。

采用樁基礎(chǔ)造價大高，以粉質(zhì)粘土層做持力層，厚度太?。ㄗ畋√幉?.2米），且其下軟弱層土質(zhì)不均勻，的確不偏于安全，選用換填法把軟弱層全部挖掉，工作量太大，且施工不安全，也不經(jīng)濟，最后綜合考慮充分利用場地填方這一因素，采用了砂墊層非換填法、其上做鋼筋砼條形基礎(chǔ)的方案（見圖-6），經(jīng)比較，該方案比直接采用片筏基礎(chǔ)節(jié)約基礎(chǔ)費用達40%以上。

采用砂墊層非換填法解決了如下幾個問題：

①、大面積填土對持力層的附加壓力已不存在，因為砂墊層代替了填土，成了持力層。

②、基底壓力能過砂墊層的擴散，大大減小了下層受力層的應(yīng)力，降低了基礎(chǔ)對下層軟弱層的影響。

③、砂墊層直接填筑在粉質(zhì)粘土層上，增加了表層硬土層的總體厚度。

④、采用砂墊層對基礎(chǔ)的沉降起到了緩沖、調(diào)衡作用，減弱了因下層土質(zhì)的不均勻?qū)е碌幕A(chǔ)不均勻沉降。

石門北24戶住宅已使用多年，到目前以止，狀態(tài)良好，未發(fā)現(xiàn)任何異常情況，實踐證明采用砂墊層非換填法是成功、可取的。