塔基換填墊層做法實(shí)例分析

吳丹

摘要：塔基遇到不良軟弱地基土?xí)r，最常采用的基礎(chǔ)形式為機(jī)械鉆孔樁，有些情況下，受場(chǎng)地限制，大型機(jī)械無(wú)法進(jìn)場(chǎng)，本文針對(duì)這種情況，提出換填墊層結(jié)合筏板基礎(chǔ)的做法，簡(jiǎn)述了換填法的原理和適用范圍，解決上述問(wèn)題，以具體實(shí)例進(jìn)行案例分析，驗(yàn)證了換填法施工的可行性，值得推廣。

關(guān)鍵詞：換填墊層；淤泥質(zhì)土；地基承載力

1：引言

塔基施工時(shí)經(jīng)常遇到湖積、沖積形成的淤泥、淤泥質(zhì)土、流砂等不良軟弱地基土，這種情況下塔基常規(guī)采用機(jī)械鉆孔樁基礎(chǔ)的形式，但某些情況下，受場(chǎng)地限制，導(dǎo)致大型機(jī)械無(wú)法進(jìn)場(chǎng)，機(jī)械鉆孔樁無(wú)法施工。根據(jù)塔基處工程條件，鐵塔荷載特點(diǎn)，若采用拋石擠淤等換填墊層以及聯(lián)合式筏板基礎(chǔ)，往往事半功倍，換填墊層是一種經(jīng)濟(jì)、高效、快捷的地基處理方法，墊層材料可采用碎石、塊石等，可就地取材，本文以xx基站的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為例，探討換填墊層的可行性。

2：換填法的原理及適用范圍

換填法就是將基礎(chǔ)底面以下不太深的一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，然后以質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高、性能穩(wěn)定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、粉煤灰、礦渣等材料以及土工合成材料分層充填，并同時(shí)以人工或機(jī)械方法分層壓、夯、振動(dòng)，使之達(dá)到要求的密實(shí)度，成為良好的人工地基。當(dāng)?shù)鼗浫跬翆虞^薄，而且上部荷載不大時(shí)，也可直接以人工或機(jī)械方法進(jìn)行壓、夯、振動(dòng)等密實(shí)處理，同樣可取得換填加固地基的效果。

經(jīng)過(guò)換填法處理的人工地基或墊層，可以把上部荷載擴(kuò)散傳至下面的下臥層，以滿足上部建筑所需的地基承載力和減少沉降量的要求。當(dāng)墊層下面有較軟土層時(shí)，也可以加速軟弱土層的排水固結(jié)和強(qiáng)度的提高。

換填法適用于淺層地基處理，包括淤泥、淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土、已完成自重固結(jié)的吹填土等地基處理以及暗塘、暗浜、暗溝等淺層處理和低洼區(qū)域的填筑。換填法還適用于一些特殊土的處理：用于膨脹土地基可消除地基上的漲縮作用，用于濕陷性黃土地基可消除黃土的濕陷性，用于山區(qū)地基可用于處理巖面傾斜、破碎、高低差，軟硬不均以及巖溶與土洞等，用于季節(jié)性凍土地基可消除凍脹力和防止凍脹損壞等。

當(dāng)采用換填法進(jìn)行地基處理時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑體型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、荷載性質(zhì)和量級(jí)、場(chǎng)地工程地質(zhì)資料及環(huán)境條件并結(jié)合施工積極設(shè)備與當(dāng)?shù)夭牧蟻?lái)源進(jìn)行綜合分析，合理進(jìn)行換填設(shè)計(jì)，選擇換填材料和相應(yīng)的施工方法。

3：實(shí)例

4：案例分析

本基站采用45米三管塔，塔腳反力標(biāo)準(zhǔn)值為：彎矩2386.5kNm，剪力：73.5kN，壓力：120.0kN，暫定筏板基礎(chǔ)尺寸為7mx7m，埋深為2.2m。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》公式5.2.2，計(jì)算地基承載力：

=81KPa

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》公式5.2.1，地基承載力應(yīng)滿足以下要求

fa=72kpa，通過(guò)計(jì)算，地基承載力不滿足要求。

由此判斷若地基土不做處理，該站地基承載力應(yīng)不小于68KPa，根據(jù)地勘，基礎(chǔ)持力層為第二層淤泥層，該層的地基承載力僅為60KPa，不滿足要求，無(wú)法直接采用筏板基礎(chǔ)，需對(duì)地基進(jìn)行相應(yīng)處理，提高地基承載力。本基站采用的地基處理方法為換填墊層法，具體作法如下：1：開(kāi)挖至-3.0m標(biāo)高后采用小塊毛石密鋪壓底擠淤，毛石頂鋪1：2級(jí)配碎石墊層，碎石在鋪設(shè)前需加水拌和均勻，平板振動(dòng)器振實(shí)四～六遍，縱橫向交叉進(jìn)行（單向?yàn)槎椋?，壓?shí)系數(shù)λc=0.94，振實(shí)后的碎石墊層頂標(biāo)高為-2.5；墊層施工須邊挖邊做并分段分塊進(jìn)行，分段分塊大小根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況定。2：碎石墊層施工結(jié)束后，宜對(duì)復(fù)合地基進(jìn)行檢驗(yàn)，換填結(jié)束后地基承載力特征值不小于80kPa。

軟弱下臥層驗(yàn)算：

塔基換填后，塊石以下的淤泥可視為軟弱下臥層。

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》公式5.2.7：當(dāng)?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)有軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：

Pz+Pcz

通過(guò)計(jì)算，軟弱下臥層的地基承載力滿足規(guī)范要求。

該站經(jīng)施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，經(jīng)以上方法處理后的地基承載力，滿足了設(shè)計(jì)要求，該站已投入使用2年，目前運(yùn)行狀況良好。

5：結(jié)語(yǔ)

塔基遇軟土地基，采用聯(lián)合式筏板基礎(chǔ)或拋石擠淤等換填墊層法處理，具有經(jīng)濟(jì)、高效、快捷的特點(diǎn)，聯(lián)合式筏板基礎(chǔ)具有較大的基礎(chǔ)面積，筏板把上部塔體結(jié)構(gòu)聯(lián)合成整體，可以充分利用塔體的剛度，調(diào)整基底的應(yīng)力分布，減小不均勻沉降，對(duì)于地基內(nèi)有局部軟弱土層的基礎(chǔ)，筏基具有良好的跨越作用，可避免發(fā)生局部破壞而對(duì)塔體整體結(jié)構(gòu)造成破壞。，當(dāng)塔基遇到淤泥等軟土地基時(shí)，又因場(chǎng)地限制，無(wú)法進(jìn)行機(jī)械鉆孔樁施工，可采用此種筏基聯(lián)合換填墊層的基礎(chǔ)做法，施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1：砂石墊層宜采用顆粒級(jí)配良好，質(zhì)地堅(jiān)硬的中砂或粗砂，應(yīng)分布均勻，振搗或夯實(shí)，砂石的含泥量應(yīng)小于5%。2：毛石擠淤的材料選用，應(yīng)采用質(zhì)地堅(jiān)硬、密實(shí)、未風(fēng)化、級(jí)配良好的大塊毛石，應(yīng)分層鋪設(shè)和壓實(shí)，小面積多采用振搗，單位面積上振動(dòng)時(shí)間不少于60s，一般振4-6遍，每遍間隔不少于40min，作到交叉、錯(cuò)開(kāi)、重疊。

參考文獻(xiàn)：

[1]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011

[2]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012

[3]《地基處理手冊(cè)（第三版）-龔曉南.》