巖土工程地基處理常用方法與應用

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巖土工程地基處理常用方法與應用

摘要:針對某工程項目實際情況,在簡述其巖土勘探試驗及其結果的基礎上,對地基處理方法應用進行深入分析,并驗證了所用地基處理方法的有效性,為類似工程勘探和地基處理提供參考借鑒,達到保證地基處理有效性的根本目標。

關鍵詞:巖土工程地基處理;振沖碎石樁;液化區換填

在巖土工程勘察中,需要采用合理可行的方法掌握土層各項性質指標,然后根據所得性質指標,制定有效的地基處理方法,并對地基處理后的承載力等進行評價,驗證所用地基處理方法是否可行和有效。

1工程概況

工程地周圍以河流、灘涂與鹽地居多,地勢平坦,高程在1.30~4.40m范圍內,其地層以填土和粉砂為主,其中,填土較為松散,以粉砂和粉土兩種類型為主;而粉砂處于飽和狀態,礦物以長石和適應為主,顆粒級配較差,但磨圓與分選相對較好,且含有貝殼碎屑。

2巖土勘探試驗

2.1鉆探與取樣方法

利用鉆機進行鉆探作業,用泥漿進行護壁。對于粉土和黏性土,利用薄壁取土器通過靜力壓入與重錘少擊入來采取原樣,在液化判別過程中使用的粉土應取標準貫入芯中的擾動樣,而砂樣直接取擾動樣[1]。

2.2室內試驗

室內試驗主要包括以下內容:①物理力學性質的試驗;②直剪試驗;③三軸試驗;④顆粒分析試驗;⑤砂土水上或水中休止角試驗;⑥土質分析試驗。

2.3原位測試

即標貫試驗與土壤的電阻率試驗。其中,在進行電阻率試驗時,主要采用AMNB的方法,以此對土壤可能的腐蝕性進行評價。

2.4方法及取值標準

在含水量試驗過程中主要采用的是烘干法,而重度試驗主要采用的是環刀法,對于直剪試驗結果,由庫倫定律圖解來確定;而對于三軸試驗結果,則由摩爾-庫倫圖解來確定。通過勘察得到的資料,采用HN-CAD17.5版進行整體,對不同土層具有的性質指標實施統計分析,對于地基土,其工程特性指標對應的代表值,主要包括特征值、標準值與平均值,比如抗剪強度取標準值,而壓縮性取平均值[2]。

3分析及評價

3.1巖土層結構

工程場地的地形總體上呈南高北低,區域地貌較為單一,建筑場地屬III類,較為穩定,從上到下依次為:①-1:素填土,中等壓縮性,呈灰黃色,強度較低,層位穩定,厚度為1.30m左右,層底標高在1.11~2.00m范圍內,主要為粉砂和粉質黏土,結構較為松散;①-2:雜填土,中高等壓縮性,呈灰褐色,強度低,厚度為1.70m左右,層底標高為1.15m,主要為灰膏,只在局部少量分布;②:粉砂,中等壓縮性,呈灰褐色,強度稍低,層位穩定,厚度為3.00m左右,層底標高在-2.00~-1.28m范圍內,主要為長石石英,具有一定液化性,其液化指數在21.03左右;③:粉砂,低等壓縮性,呈灰黃褐色,強度稍高,層位穩定,厚度為3.00m左右,層底標高在-4.92~-4.35m范圍內,主要為長石石英,具有一定液化性,其液化指數在4.94~10.25范圍內;④:粉質黏土,中等壓縮性,呈灰褐黃色,強度稍高,層位穩定,厚度為4.00m左右,層底標高在-9.52~-8.95m范圍內,具有可塑性,且局部為硬塑;⑤:粉砂,低等壓縮性,呈黃褐色,強度較高,層位穩定,厚度為6.20m左右,層底標高在-15.82~-15.35m范圍內,具有較高的密實度,可作為天然地基或樁基的持力層;⑥:粉質黏土,中等壓縮性,呈黃褐色,強度較高,層位穩定,厚度為7.50m左右,含有一定量鐵質氧化物,也可作為天然地基[3]。

3.2承載力評價和變形參數

統計、整理并分析試驗結果,確定如表1所示的特征值。

4地基處理

4.1抗浮評價

建筑上浮力經計算等于35kPa左右,地基底部壓力在150kPa左右,因此對抗浮可不予考慮。

4.2基礎承載力

擬建建筑上部結構采用框架結構,獨立基礎,底部壓力為150kPa左右,埋深為1.5m,處在①-1層表面。由于下覆土有嚴重的液化現象,所以基礎埋深應達到3.6m,即處在②層表面。如前所述,②層承載力特征值等120kPa,按現行設計規范,經深寬修正后,特征值等于177.04kPa,其強度可以達到要求。

4.3天然地基

由于②層與③層均具有一定液化性,所以如果地基液化等級達到中等語義上,需要消除所有液化沉陷,也可消除局部沉陷后,對基礎與建筑的上部結構進行特別處理。不可將天然地基直接視作基礎持力層。另外,由于地基土具有一定腐蝕性,所以應通過振沖碎石樁的設置來消除液化沉陷現象,使樁端進入到處于穩定狀態的土層當中,同時對局部較為嚴重的部位采用級配砂石進行換填,并與振沖碎石樁相配合同時施工,在提高承載力的基礎上,通過換填形成復合地基,起到延緩或避免樁體腐蝕的重要作用[4]。

4.4振沖碎石樁

對于單樁承載力,以7#鉆孔所在地層為例,該地層樁基的直徑為400mm,頂部標高為3.30m,底部標高為-15.7mm,樁長的有效值為17m,將⑤層作為持力層,經估算,極限承載力對應的標準值等于1544kN,而承載力的特征值等于772kN。根據現行設計規范,當樁徑為400mm時,按1.5m的間隔距離進行布樁,然后對形成的復合地基進行承載力特征值計算,即148kPa,其處理深度為15m。這一位置處在⑤層。采用振沖碎石樁的方法后,承載力的特征值需要通過專門的試驗來確定,同時以荷載試驗確定的變形模量,以及實際使用的基礎類型和荷載等為依據實施變形計算。

5結束語

綜上所述,在振沖碎石樁的基礎上對粉砂液化地層進行換填處理,既能提高土層的承載力,又能防止鋼筋等材料受到腐蝕作用,延緩樁體材料發生腐蝕老化,延長建筑整體使用壽命,從而帶來理想的經濟效果。

參考文獻

[1]羅影,林瑤.大厚度濕陷性黃土巖土工程勘察與地基處理方法探究[J].工程技術研究,2018(14):232~233.

[2]張寧,史傳迪,郭軍.巖土工程中地基與樁基礎處理技術的探討[J].工程建設與設計,2018(16):48~49.

[3]殷峰,李甜甜.軟弱地基巖土工程勘察及地基處理[J].城市建設理論研究(電子版),2018(15):103~104.

[4]江澤周.地基處理和巖土工程勘察中的常見問題研究[J].中國新技術新產品,2018(06):139~140.

作者:陳承佑 單位:玉林市建設工程質量檢測中心

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