膨脹土地基的巖土工程勘察研究
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論文導(dǎo)讀：地基土浸水膨脹,建筑物會(huì)上升隆起;地基土失水收縮,建筑物會(huì)產(chǎn)生下沉或開裂,膨脹土的脹縮變形量直接影響到建筑物變形破壞的程度。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告,場(chǎng)區(qū)巖土工程條件如下:地貌屬汶泗河沖洪積平原,場(chǎng)地為新征耕地,地勢(shì)平坦,無不良地質(zhì)現(xiàn)象。
關(guān)鍵詞：膨脹土，地基，勘察
膨脹土是一種粘性土,其粘粒中含大量的親水礦物,又具有大量的有利于水楔的微裂隙結(jié)構(gòu),在環(huán)境溫度的影響下,土體將產(chǎn)生強(qiáng)烈的脹縮變形,粘土均具有吸水膨脹、失水收縮的性能。膨脹土對(duì)建筑物危害的研究越來越得到重視。
1 膨脹土的地基特性
膨脹土具有吸水膨脹和失水收縮性能,強(qiáng)度衰減性性,并且具有吸水再膨脹和失水再收縮性能的特性。論文檢測(cè)，勘察。地基土浸水膨脹,建筑物會(huì)上升隆起;地基土失水收縮,建筑物會(huì)產(chǎn)生下沉或開裂,膨脹土的脹縮變形量直接影響到建筑物變形破壞的程度。膨脹土的脹縮性和裂隙性是它的兩個(gè)基重要屬性,而壓力和含水量又是影響膨脹土性能的兩個(gè)主要的外界因素。土的膨脹性在不同的壓力下是不同的,基底壓力越大,土的膨脹性越低;相反,基底壓力越小,土的膨脹率越高,膨脹度越大,越容易產(chǎn)生破壞,而含水量的變化則表現(xiàn)的更誒突出,在雨季,含水量大,而產(chǎn)生隆脹破壞;在旱季,含水量降低,出現(xiàn)收縮裂隙現(xiàn)象嚴(yán)重。
表1 膨脹土地基的脹縮等級(jí)
2工程實(shí)例
某學(xué)校擬建1棟宿舍樓,樓高為6層,半地下室,長(zhǎng)60m,寬13m,磚混結(jié)構(gòu)。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告,場(chǎng)區(qū)巖土工程條件如下:地貌屬汶泗河沖洪積平原,場(chǎng)地為新征耕地,地勢(shì)平坦,無不良地質(zhì)現(xiàn)象。
場(chǎng)區(qū)地層為第四系沖洪積物,地層穩(wěn)定,自上而下依次為:①層粘土(Q4al+pl),表層約0.6m為耕植土,灰褐、棕褐色,硬塑到堅(jiān)硬狀態(tài),具低壓縮性,層底埋深3.50～3.80m,承載力標(biāo)準(zhǔn)值為140kPa;②層粉土(Q4al+pl),淺黃色,濕,稍密,具中壓縮性,層底埋深5.20～5.60m,承載力標(biāo)準(zhǔn)值為130kPa;③層粉質(zhì)粘土(Q3al+pl),淺灰色,可塑,見有少量植物根孔,層底埋深10.40～11.70m,承載力標(biāo)準(zhǔn)值為150kPa;④層粘土(Q3al+pl),棕黃色,硬塑,見有少量鈣質(zhì)結(jié)核(d=2～3cm),具低壓縮性,未揭穿,深度大于15.00m,承載力標(biāo)準(zhǔn)值為180kPa。
場(chǎng)區(qū)地下水為第四系孔隙水,以接受大氣降水為主要補(bǔ)給來源,以地表蒸發(fā)為主要排泄渠道。勘察期間測(cè)得地下水位埋深約7.6m,地下水水化學(xué)類型為HCO3-Ca型,pH值7.4,無侵蝕性CO2。
根據(jù)水質(zhì)分析資料,參照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)判定,地下水對(duì)混凝土及鋼筋混凝土中的鋼筋均無腐蝕性。根據(jù)1∶400萬,場(chǎng)區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度,根據(jù)有關(guān)規(guī)范判別場(chǎng)區(qū)地基土不具液化可能性。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告中的建議,設(shè)計(jì)部門采用天然地基作為持力層,基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ),基礎(chǔ)埋深-2.0m。
3 施工勘察
（1）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查:現(xiàn)場(chǎng)附近耕地地表裂縫較多,長(zhǎng)度一般在20～30m,寬度在1～2cm;附近機(jī)井泵房墻角處也有開裂現(xiàn)象,側(cè)面墻上開裂裂縫對(duì)稱,呈倒八字形,具有典型的膨脹土特征。
�。�2）鉆探與取樣:通過槽內(nèi)及鉆孔巖芯觀察,①層粘土裂隙面光滑,呈油脂光澤,含少量鐵、錳質(zhì)結(jié)核;共布置3個(gè)鉆孔取樣,分別在1m、1～2m、2～3m、3～3.5m位置各取原狀土樣1件。論文檢測(cè)，勘察。
�。�3）室內(nèi)試驗(yàn):在試驗(yàn)室內(nèi)對(duì)所取土樣進(jìn)行基本物理性質(zhì)試驗(yàn)及膨脹土的主要工程特性指標(biāo)試驗(yàn)(表1)。
表1 土樣進(jìn)行基本物理性質(zhì)試驗(yàn)及膨脹土的主要工程特性指標(biāo)測(cè)試結(jié)果
4 場(chǎng)地與地基評(píng)價(jià)
膨脹土場(chǎng)地評(píng)價(jià),在查明建筑場(chǎng)地內(nèi)膨脹土的分布及地形地貌條件基礎(chǔ)上,根據(jù)工程地質(zhì)特征及土的自由膨脹率等指標(biāo)進(jìn)行
綜合評(píng)價(jià);膨脹土地基評(píng)價(jià),則根據(jù)地基的膨脹、收縮變形對(duì)低層磚混房屋的影響程度進(jìn)行。
�。�1）膨脹土膨脹潛勢(shì)評(píng)價(jià)。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn),膨脹土的自由膨脹率在64%～92%,平均80%,因此膨脹土膨脹潛勢(shì)為中等。
�。�2）膨脹土建筑場(chǎng)地評(píng)價(jià)。根據(jù)地形地貌條件,地形坡度小于5°,場(chǎng)地地勢(shì)平坦,因此建筑場(chǎng)地為平坦場(chǎng)地。
�。�3）膨脹土脹縮等級(jí)評(píng)價(jià)。收縮變形量是膨脹土中進(jìn)行巖土工程評(píng)價(jià)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。根據(jù)：
公式計(jì)算出地基土脹縮變形量(基礎(chǔ)埋深按-2.0m考慮,取基礎(chǔ)某點(diǎn)的最大膨脹上升量與最大收縮下沉量之和)。
式中:ψ———計(jì)算脹縮變形量的經(jīng)驗(yàn)系數(shù),取0.7;δ———基礎(chǔ)底面下第層土在該層土的平均自重壓力epi-i與平均附加壓力之和作用下的膨脹率λ;si———第i層土收縮系數(shù);Δwi———地基土收縮過程中,第i層土可能發(fā)生的含水量變化的平均值(以小數(shù)表示);n———自基礎(chǔ)底面至計(jì)算深度內(nèi)所劃分的土層數(shù);hi———第i層土計(jì)算厚度/mm。論文檢測(cè)，勘察。論文檢測(cè)，勘察。在計(jì)算深度內(nèi),各土層的含水量變化值,應(yīng)按下式計(jì)算:
式中:w1、wp———地表下1m處土的天然含水量和塑限含水量(以小數(shù)表示);ψw———土的濕度系數(shù),當(dāng)?shù)厝?.74;Zi———第i層土深度/m;Zn———計(jì)算深度,可取大氣影響深度/m。通過計(jì)算,地基土最大脹縮變形量為59.0mm,脹縮等級(jí)為Ⅱ級(jí)。由于膨脹土天然含水量較小,脹縮變形以膨脹變形為主。
�。�4）地基土承載力評(píng)價(jià)。根據(jù)含水比與孔隙比,通過查表計(jì)算膨脹土承載力基本值為150kPa。
5 結(jié)語
�。�1）基礎(chǔ)形式仍可采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ),為防止地基產(chǎn)生過大的膨脹變形,可采取減少基礎(chǔ)底面積措施。對(duì)平坦場(chǎng)地上的磚混結(jié)構(gòu)房屋,當(dāng)以基礎(chǔ)深度為主要防治措施時(shí)取大氣影響急劇層深度。當(dāng)?shù)卮髿庥绊懮疃葹?.6m,則大氣影響急劇層深度為4.6×0.45=2.07m,取2.1m,基礎(chǔ)埋深應(yīng)不小于2.1m。
�。�2）對(duì)平坦場(chǎng)地上的Ⅱ級(jí)膨脹土地基,可采用砂、碎石墊層進(jìn)行處理。論文檢測(cè)，勘察。
�。�3）基礎(chǔ)施工時(shí)宜采用分段快速作業(yè)法,施工過程中不得使基槽曝曬或泡水。論文檢測(cè)，勘察�；A(chǔ)施工出地面后,基槽應(yīng)及時(shí)分層回填。
