一種環(huán)保型濕陷性黃土地基專利在鋼結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用

行礎(chǔ) 張培義 鈕旭

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)建筑物的重要程度，在濕陷性黃土地區(qū)的地基施工中，對(duì)可局部處理的，針對(duì)不同黃土類型及壓縮系數(shù)等因素，推薦采用《一種環(huán)保型濕陷性黃土的地基結(jié)構(gòu)》（專利號(hào)ZL 2018 2 0239102.2）專利技術(shù)，該技術(shù)較好解決了獨(dú)立基礎(chǔ)下消除黃土濕陷，滿足地基承載力設(shè)計(jì)要求，保證地面建筑安全穩(wěn)定，從而達(dá)到保證質(zhì)量、縮短工期、節(jié)約造價(jià)、綠色環(huán)保。

1.濕陷性黃土概況及常用處理方法

1.1分布

濕陷性黃土主要分布在黃河中游甘肅、陜西、山西大部分、河南西部地區(qū)，其次是寧夏、青海、河北的一部分地區(qū)，新疆、山東、遼寧等局部地區(qū)。

1.2特征及危害

濕陷性黃土是一種特殊土，主要分為自重和非自重兩大類。在自然條件下，其黃土自身水分蒸發(fā)量大于大氣降水的蒸發(fā)量，形成低濕度、高孔隙率黃土結(jié)構(gòu)。當(dāng)遇水侵蝕，黃土產(chǎn)生液化和軟化，造成顯著附加下沉。

在鋼結(jié)構(gòu)建筑工程中，濕陷性黃土處理不當(dāng)，造成的危害比比皆是，輕者基礎(chǔ)下沉，地面、墻面變形開裂，嚴(yán)重者結(jié)構(gòu)失穩(wěn)斷裂，造成人身傷害和建筑物損害等。

1.3常用地基處理方法及不足

常用的地基處理方法有：墊層法、強(qiáng)夯法、擠密法等。這些方法不同程度存在工作量大、花費(fèi)勞力多、施工現(xiàn)場(chǎng)占地大，帶來不環(huán)保、工期長(zhǎng)、造價(jià)高、投入產(chǎn)出周期長(zhǎng)等問題。

2.本專利處理濕陷性地基的特點(diǎn)

本專利針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑獨(dú)立基礎(chǔ)局部擠密法的工藝，不僅解決了消除濕陷，而且有效降低大面積換填或整片擠密費(fèi)用高、工期長(zhǎng)以及由此帶來的不足。2018年8月獲得國(guó)家專利授權(quán)。

2.1擠密法消除濕陷基本原理

單樁成型時(shí)采用逐層夯實(shí)法，形成孔壁土徑向擴(kuò)張，達(dá)到樁體和周邊土產(chǎn)生側(cè)壓力（如圖1所示）;群樁成型時(shí)，在樁與樁擠壓作用下，樁間土在水平方向產(chǎn)生位移，降低孔隙率，增加密實(shí)度，最大程度消除濕陷，達(dá)到工程所需的復(fù)合地基（如圖2所示）。

2.2 獨(dú)立基礎(chǔ)局部消除濕陷的特點(diǎn)

根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》，建筑類別及濕陷性等級(jí)不同，采取處理措施不同。

采用獨(dú)立基礎(chǔ)的鋼結(jié)構(gòu)建筑，結(jié)構(gòu)荷載主要是由鋼梁傳于鋼柱，鋼柱傳于獨(dú)立基礎(chǔ)，再由獨(dú)立基礎(chǔ)傳于地基。根據(jù)地基承載局部受壓的特點(diǎn)，基于擠密法原理，在獨(dú)立基礎(chǔ)底平面向四周外擴(kuò)到一定范圍內(nèi)，布置擠密樁，消除獨(dú)立基礎(chǔ)下需承壓地基的土層濕陷，并提高其承載力，以滿足設(shè)計(jì)要求，保證結(jié)構(gòu)安全?；蛘哒f，消除濕陷后的土層即為非濕陷性的復(fù)合地基，在其上設(shè)置獨(dú)立基礎(chǔ)，就不再考慮濕陷性的因素。

3.本專利在鋼結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用方法

本專利技術(shù)應(yīng)根據(jù)地勘報(bào)告和設(shè)計(jì)要求，確定樁數(shù)、樁徑、打樁深度及樁身材料等。

3.1布樁

按照規(guī)范要求，在獨(dú)立基礎(chǔ)平面外擴(kuò)范圍線內(nèi)布樁。先劃定獨(dú)立基礎(chǔ)中心線、邊線及布樁范圍線，以樁身中心和布樁范圍線交點(diǎn)為定位樁中心。在布樁范圍線內(nèi)，采用正三角梅花型布樁。如樁中心線不能滿足和布樁范圍線重合，樁位應(yīng)沿布樁范圍線布樁（如圖3所示）。

3.2 打樁

本專利采取在清表后地坪上直接打擠密樁，擠密樁身主要有空樁+虛樁+實(shí)樁和虛樁+實(shí)樁兩種類型（如圖4所示）。首先施工定位樁，其余采取跳樁法施工。

3.3開挖

基坑底邊線范圍以內(nèi)擠密樁有實(shí)樁、虛樁和空樁;基坑底邊線范圍以外，基坑底面外擴(kuò)范圍以內(nèi)擠密樁有實(shí)樁和虛樁;基坑底面以下有實(shí)樁;分別在每個(gè)獨(dú)立基坑底邊線內(nèi)開挖，按規(guī)范放坡，達(dá)到清除空樁、虛樁，露出實(shí)樁樁頂，挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高（如圖5所示）。

4.結(jié)束語

綜上所述，本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，有兩個(gè)特點(diǎn)：其一，局部消除濕陷;其二，先打樁后獨(dú)立開挖;這樣能明顯的減少占地面積、減少開挖、回填及灰土工程量等，達(dá)到安全施工、保證質(zhì)量、縮短工期，降低造價(jià)，節(jié)能環(huán)保。

我國(guó)現(xiàn)有濕陷性黃土面積30多萬平方公里。該區(qū)域基本建設(shè)正在雨后春筍般興起，濕陷性黃土處理還有大量的工作要做。本專利技術(shù)所采用的施工方法，針對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)的鋼結(jié)構(gòu)建筑有非常重要的實(shí)踐意義。

我們?cè)跐裣菪渣S土區(qū)域內(nèi)從事鋼結(jié)構(gòu)建筑地基處理，進(jìn)行了一定的探索和研究，取得一定技術(shù)進(jìn)步，希望我們這項(xiàng)獲得國(guó)家授權(quán)的專利技術(shù)，能夠發(fā)揮應(yīng)用價(jià)值。

陜西華邦建設(shè)工程有限公司地處西安，位于典型的濕陷性黃土區(qū)域。華邦建設(shè)作為一家從事鋼結(jié)構(gòu)超過15年的專業(yè)公司，針對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)地基處理進(jìn)行了一些探索和研究，取得了一定技術(shù)進(jìn)步，希望我們這項(xiàng)獲得國(guó)家授權(quán)的專利技術(shù)，能夠發(fā)揮應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》? ? ?GB 50025-2004

[2] 《濕陷性黃土地基》? ? 馮志焱? ?科學(xué)出版社

[3]《濕陷性黃土地基處理》羅宇生? ?中國(guó)建筑工業(yè)出版社

（作者單位：陜西華邦建設(shè)工程有限公司）

【中圖分類號(hào)】TU391

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1671-3362（2019）02-0061-02