基于多層建筑中的膨脹土地基處理技術(shù)實踐探究

孟雄飛 田龍龍

(中國石油工程建設(shè)有限公司北京設(shè)計分公司 北京 100085)

我國多層建筑在施工的過程中，采用膨脹土地基處理技術(shù)尤為重要，能夠有效提高建筑質(zhì)量。其中，膨脹土質(zhì)有一定的粘性，并且具有變形特性，主要表現(xiàn)在失水收縮以及吸水膨脹，由于膨脹土中含水量的不同，尤其是一些施工場地膨脹性土層均勻性、厚度以及含水量等較大的不同。極易導(dǎo)致地基出現(xiàn)沉降情況的發(fā)生，為此需要將膨脹土地基處理技術(shù)應(yīng)用在多層建筑中，不但能夠避免墻體開裂，而且還能夠?qū)Χ鄬咏ㄖ蛎浲恋貙嵤┯行У奶幚恚源藶榻ㄖ┕べ|(zhì)量的提高奠定良好的基礎(chǔ)。

1 關(guān)于膨脹土特征的基本概述

膨脹土特征主要從膨脹土膨脹指標(biāo)和膨脹土膨脹機理兩個方面展開分析。

1.1 膨脹土膨脹指標(biāo)分析

在膨脹土中、黏粒主要成分有親水性礦物質(zhì)構(gòu)成，比如伊利石、蒙脫石等，在此過程中，黏粒主要特點是表面體積大，具有親水性等，在一定環(huán)境中會發(fā)生不同程度的變化，在此基礎(chǔ)上會與水進行作用產(chǎn)生物理變化，最終導(dǎo)致體積不斷增加，在此過程中極易出現(xiàn)膨脹變化，其中膨脹時間具有不確定性。一般情況下，膨脹土主要特點是強度大，但是壓縮性相對較低，從此方面進行分析會產(chǎn)生一種膨脹土建筑性良好的誤區(qū)。但是，在實際施工中，膨脹土?xí)S著環(huán)境的變化發(fā)生由表及里的改變，這在較大程度上會對建筑物質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。

1.2 膨脹土膨脹機理分析

在膨脹土中，若其中的水量不斷增加，會導(dǎo)致膨脹土發(fā)生吸水膨脹現(xiàn)象，主要是因膨脹土中含有較多黏土礦物以及親水性礦物，這是膨脹土中主要成分，膨脹土的膨脹程度與黏土礦物含量以及結(jié)構(gòu)有較大關(guān)系，也就是說粘土礦物構(gòu)成直接決定膨脹土的膨脹性。

2 膨脹土地基處理技術(shù)在多層建筑中的實踐

2.1 增加多層建筑地基深度

由于膨脹地基極易出現(xiàn)不同程度的裂縫，這就需要對地基深度根據(jù)實際施工情況進行加深，在此過程中還應(yīng)有效避免沉降情況的發(fā)生。此外，在加深地基的過程中，應(yīng)確保其合理性，并且在此基礎(chǔ)上對地基深度影響因素進行深入分析，比如環(huán)境因素以及地下水因素等。根據(jù)多層建筑施工標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范對膨脹地基深度，需要根據(jù)實際要求進行針對性處理，一般情況下深度應(yīng)當(dāng)大于1m，并且在設(shè)計期間對相關(guān)影響因素進行全面考慮，比如層數(shù)、建筑材料等。此外，若膨脹地基深度大于1.5m的情況下，環(huán)境不會對土質(zhì)產(chǎn)生不同程度的影響，因此在設(shè)計期間不用考慮大氣環(huán)境影響因素。

2.2 增加多層建筑整體剛性

增加多層建筑整體剛性主要是在建筑產(chǎn)生垂直變形，并且在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)規(guī)律分布變化的情況下，需要使用的膨脹土地基處理方法，一般情況下是增加圈梁與增加構(gòu)造柱的方法進行解決。在使用該方法的過程中，整體剛性會有不同程度的提高，此外在采用構(gòu)造柱的過程中，可使建筑物水平方向中的集中度有較好的增加。

2.3 控制散水寬度

對散水的合理應(yīng)用能夠有效降低環(huán)境對膨脹土質(zhì)的影響，并且在此基礎(chǔ)上還能夠在地基土壤中有效控制水分蒸發(fā)，以此使土壤膨脹土底基含水量得到有效控制。此外，由于膨脹土質(zhì)受到環(huán)境的影響，若土體產(chǎn)生變化的情況下，極易導(dǎo)致建筑質(zhì)量下降，在此過程中可以應(yīng)用散水將膨脹土質(zhì)變化控制在一定的范圍之內(nèi)。

2.4 挖除和換土

通過換土能夠有效對膨脹土質(zhì)進行治理，在采用此種方法的過程中會出現(xiàn)以下兩種情況；（1）將土層直接換掉，使用優(yōu)質(zhì)的土層進行填埋，此種方法最為有效，能夠全面提高建筑物地基質(zhì)量。但是，在運用這種方法的過程中成本相對較高，因此若不是特殊情況不建議采用這種方法；（2）將石灰混合方法應(yīng)用在膨脹土壤中，主要是因石灰具有較好的吸水性，可全面對膨脹土質(zhì)變化實施有效的控制。

2.5 增設(shè)沉降縫

從多層建筑角度進行分析，增設(shè)沉降縫此種方法較為有效。若地基出現(xiàn)不均勻并且有凹陷或者隆起時，便可以在地基挖方與填方交界部位使用房屋沉降縫方法，膨脹土含水量出現(xiàn)變化時極易導(dǎo)致建筑出現(xiàn)裂縫，通過增設(shè)房屋沉降縫能夠有效避免房屋裂縫的發(fā)生。

2.6 合理選擇基礎(chǔ)形式

建筑物基礎(chǔ)形式種類相對較多，在多層建筑中一般情況下使用薄壁開口箱式基礎(chǔ)形式，這在較大程度上能夠有效避免膨脹土質(zhì)對建筑物帶來的影響。此種基礎(chǔ)形式?jīng)]有頂以及底，四周箱基板可以當(dāng)做擋水墻，其作用是避免膨脹土質(zhì)受到水的影響，保證其含水量降至最低，只有這樣才能避免膨脹土物理結(jié)構(gòu)改變。此外，在使用薄壁開口箱式基礎(chǔ)形式的過程中，建筑物荷載能力會有不同程度的增加，會對膨脹土質(zhì)的膨脹機理有較為重要的抑制作用。

3 實例探析

3.1 工程概況

本文以我國某工程為例進行深入分析，將該工程為A、B、C三個區(qū)域，本文主要是對A樓進行分析。A樓地上一共24層，地下2層，墻體結(jié)構(gòu)為剪刀墻結(jié)構(gòu)，高度為35.90m，其中槽深是5.6m?；A(chǔ)持力層主要是重粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)黏土，下臥層是粉質(zhì)黏土5層，綜合承載力特征值是180kPa，在此過程中需要對地基進行有效的處理，以此滿足承載力值高于430kPa，沉降量不高于50mm的設(shè)計需求，其中地基處理使用了CFG樁復(fù)合地基實施加固。

3.2 CFG樁地基處理技術(shù)的實例分析

3.2.1 加固效果檢測

首先，載荷試驗。根據(jù)我國相關(guān)規(guī)定，在對地基進行處理的過程中，需要在一定范圍之內(nèi)抽取單樁進行單樁復(fù)合靜載試驗，以此對復(fù)合地基承載能力要求進行有效的設(shè)計，其中試驗數(shù)量是總樁數(shù)的0.5%，并且在此基礎(chǔ)上每個單體工程實驗數(shù)量應(yīng)小于3點。其次，動測樁測試。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定，在地基處理范圍之內(nèi)選擇10%的樁做動測，以此對樁身質(zhì)量進行有效的檢測。此外，根據(jù)國家規(guī)定要求，還需要進行試塊的制作，對28d抗壓強度要求進行測定。

3.2.2 損壞CFG樁處理方案

首先，處理范圍與深度。在對灰土厚度進行換填的過程中，需要根據(jù)軟弱重粉質(zhì)粘土深度進行有效的調(diào)整，先把一定范圍內(nèi)的樁間土進行清理，并且加強對樁的保護力度。其次，對灰土進行一定的配比，其中土料選擇粉質(zhì)黏土，黏土中不能含有雜質(zhì)，并且在此基礎(chǔ)上顆粒應(yīng)當(dāng)小與15mm。石灰需要使用消石灰、顆粒應(yīng)當(dāng)小于5mm。最后，分層厚度。墊層分層厚度應(yīng)當(dāng)小于300mm，并且在此基礎(chǔ)上夯實CFG樁周樁土。

4 結(jié)語

綜上所述，由于膨脹土出現(xiàn)變形需要一定的時間，并且在此基礎(chǔ)上具有一定的剛性，在此過程中，易使施工者產(chǎn)生誤判，這在較大程度上會對建筑質(zhì)量與安全造成影響。所以，需要對膨脹土地基變形問題進行有效的解決，這就需要采用膨脹土地基處理技術(shù)，比如增加地基深度與整體剛性以及散水寬度等，只有這樣才能確保膨脹土地基質(zhì)量，這對多層建筑整體質(zhì)量的提高具有較大促進作用。