1、前言
在進行水工建筑物的基礎設計時,時常會碰到軟弱地基問題。下面就根據自己的一些工作實踐經驗,淺談一下軟弱地基如何處理和換土墊層法在惠州市某泵站機房基礎設計中的應用情況。
2、軟弱地基的處理方法
直接利用軟弱土層作為建筑物地基時,一般應按以下要求進行設計:
軟弱土層為淤泥和淤泥質土時,應充分利用其上覆較好土層作為持力層;
若軟弱土層為沖填土、建筑余泥和性能穩定的工業廢料,并且均勻性和密實性較好時,均可利用作為持力層。
對于有機質含量較多的生活垃圾和對基礎有侵蝕性的工業廢料等雜填土,未經處理不宜作為持力層。
當地基承載力和變形不能滿足設計要求時,則應將地基進行人工處理。這種經過人工處理的地基稱為人工地基。
局部軟弱土層及暗溝、暗塘的處理,可采用基礎加深、基礎梁跨越,換土墊層或樁基等方法。
當地基承載力和變形不能滿足設計要求時,地基處理可選用機械壓(夯)實、換土墊層、堆載預壓、砂井真空預壓、砂樁、碎石樁、灰土樁,水泥旋噴或深層攪拌形成的水泥土樁以及樁基等方法。
處在地下水位以上,由建筑余泥或工業廢料組成的雜填土地基,可采用機械壓(夯)實方法進行處理。其中重錘夯實的有效夯實深度可達1.2m左右;若采用強夯,則有效夯實深度應經試驗確定;當需要大面積回填夯實時,可采用機械分層回填碾壓方法;處理含少量粘性土的建筑余泥、工業廢料和爐灰填土地基時,可采用振動壓實的方法。當震實機自重2t,振動作用力100kN時,有效夯實深度可達1.2~1.5m。
處理較厚淤泥和淤泥質土地基時,可用堆載預壓、砂井堆載預壓或砂井真空預壓。采用堆載預壓時,預壓荷載宜略大于設計荷載,預壓時間應根據建筑物要求以及地基固結情況決定,同時應注意堆載大小和速率對周圍建筑物的影響。采用砂井堆載預壓或砂井真空預壓時,應在砂井頂部作排水砂墊層。
用砂樁、碎石樁、灰土樁、水泥旋噴或深層攪拌樁處理軟弱地基時,樁的設計參
數宜通過試驗確定。施工時,表層土如有隆起或松動,應予以挖除或壓實。對地基承載力、變形或穩定性要求較高的建筑物,若用樁基,則樁尖宜打入壓縮性低的土層中。
若僅需處理軟弱地基的淺層,可采用換土墊層的方法。
總之,軟弱地基的處理應該因地制宜,處理后的地基承載力應滿足設計要求。
3、換土墊層的設計應用
換土墊層就是將基礎下面一定厚度的軟弱土層挖除,然后以中砂、粗砂、礫石、碎石或卵石、灰土、粘性土以及其他性能穩定、無侵蝕性的材料。墊層應分層夯實,每層夯實后的密度應達到設計標準。
換土墊層設計包括決定墊層所應具有的最小寬度和厚度。
在墊層的寬度方面,根據建筑經驗,墊層的頂寬一般采用較基礎底邊每邊寬出200mm,墊層的底寬一般取基礎同寬。墊層的厚度應根據作用在墊層底面處土的自重應力與附加應力之和不大于軟弱土層承載力的條件確定,同時厚度不小于500mm.
在該灌站機房的基礎進行設計時,由鉆探資料顯示,該地基為很厚的軟粘土層,其承載力標準值fk=80kN/m2,重度γ=17 kN/m3,IL=1.00,e=1.00.已知機房獨立基礎承受上部結構荷載設計值F=155 kN,設計室內外高差為0.3m,室外基礎埋深d=0.80m.從以上數據可知,該地基承載力和變形不能滿足設計要求。