孟雄飛 田龍龍

(中國(guó)石油工程建設(shè)有限公司北京設(shè)計(jì)分公司 北京 100085)

我國(guó)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(chǎng)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?shí)施有效的處理，以此為建筑施工質(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(jī)理兩個(gè)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(diǎn)是表面體積大，具有親水性等，在一定環(huán)境中會(huì)發(fā)生不同程度的變化，在此基礎(chǔ)上會(huì)與水進(jìn)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(shí)間具有不確定性。一般情況下，膨脹土主要特點(diǎn)是強(qiáng)度大，但是壓縮性相對(duì)較低，從此方面進(jìn)行分析會(huì)產(chǎn)生一種膨脹土建筑性良好的誤區(qū)。但是，在實(shí)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(huì)對(duì)建筑物質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。

1.2 膨脹土膨脹機(jī)理分析

在膨脹土中，若其中的水量不斷增加，會(huì)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(shí)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(duì)地基深度根據(jù)實(shí)際施工情況進(jìn)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(duì)地基深度影響因素進(jìn)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(duì)膨脹地基深度，需要根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行針對(duì)性處理，一般情況下深度應(yīng)當(dāng)大于1m，并且在設(shè)計(jì)期間對(duì)相關(guān)影響因素進(jìn)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(huì)對(duì)土質(zhì)產(chǎn)生不同程度的影響，因此在設(shè)計(jì)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(jìn)行解決。在使用該方法的過程中，整體剛性會(huì)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(duì)散水的合理應(yīng)用能夠有效降低環(huán)境對(duì)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(duì)膨脹土質(zhì)進(jìn)行治理，在采用此種方法的過程中會(huì)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(jìn)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(yùn)用這種方法的過程中成本相對(duì)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(duì)膨脹土質(zhì)變化實(shí)施有效的控制。

2.5 增設(shè)沉降縫

從多層建筑角度進(jìn)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(shí)，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(shí)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(duì)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(duì)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(huì)有不同程度的增加，會(huì)對(duì)膨脹土質(zhì)的膨脹機(jī)理有較為重要的抑制作用。

3 實(shí)例探析

3.1 工程概況

本文以我國(guó)某工程為例進(jìn)行深入分析，將該工程為A、B、C三個(gè)區(qū)域，本文主要是對(duì)A樓進(jìn)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。基礎(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(duì)地基進(jìn)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(jì)需求，其中地基處理使用了CFG樁復(fù)合地基實(shí)施加固。

3.2 CFG樁地基處理技術(shù)的實(shí)例分析

3.2.1 加固效果檢測(cè)

首先，載荷試驗(yàn)。根據(jù)我國(guó)相關(guān)規(guī)定，在對(duì)地基進(jìn)行處理的過程中，需要在一定范圍之內(nèi)抽取單樁進(jìn)行單樁復(fù)合靜載試驗(yàn)，以此對(duì)復(fù)合地基承載能力要求進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，其中試驗(yàn)數(shù)量是總樁數(shù)的0.5%，并且在此基礎(chǔ)上每個(gè)單體工程實(shí)驗(yàn)數(shù)量應(yīng)小于3點(diǎn)。其次，動(dòng)測(cè)樁測(cè)試。根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定，在地基處理范圍之內(nèi)選擇10%的樁做動(dòng)測(cè)，以此對(duì)樁身質(zhì)量進(jìn)行有效的檢測(cè)。此外，根據(jù)國(guó)家規(guī)定要求，還需要進(jìn)行試塊的制作，對(duì)28d抗壓強(qiáng)度要求進(jìn)行測(cè)定。

3.2.2 損壞CFG樁處理方案

首先，處理范圍與深度。在對(duì)灰土厚度進(jìn)行換填的過程中，需要根據(jù)軟弱重粉質(zhì)粘土深度進(jìn)行有效的調(diào)整，先把一定范圍內(nèi)的樁間土進(jìn)行清理，并且加強(qiáng)對(duì)樁的保護(hù)力度。其次，對(duì)灰土進(jìn)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(shí)CFG樁周樁土。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于膨脹土出現(xiàn)變形需要一定的時(shí)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(huì)對(duì)建筑質(zhì)量與安全造成影響。所以，需要對(duì)膨脹土地基變形問題進(jìn)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(duì)多層建筑整體質(zhì)量的提高具有較大促進(jìn)作用。