探讨建筑地基基础工程施工技术——以广西膨胀土地基为例

施工技术　建材发展导向２０１４年２月　探讨建筑地基基础工程施工技术　以广西膨胀土地基为例　张宏谋　（广西建工集团基础建设有限公司　广西南宁市５３００００）　摘要：随着社会和经济的不断发展，建筑工程也在不断发展和进步。本文主要就建筑地基基础工程的施工技术进行　介绍，并将广西的膨胀土地基作为一个实例进行分析，并结合笔者的工作经验进行研究，提出相应的建议和措施，从而有　效的解决广西膨胀土地基的问题，不断加强我国建筑地基工程施工技术的发展，促进地基工程的施工质量和效率。　关键词：广西；膨胀土；地基基础；工程施工　中图分类号：ＴＵ７５３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２—１６７５（２０１４）０３—０１０２—０２　引言　膨胀土的超固结性主要是指膨胀土在沉积的过程中因为受　膨胀土对于建筑工程具有很大的危害性，不但会影响地表上　到重力的作用，所以会逐渐的进行堆积，土体也会随着堆积物厚　的建筑物，还会影响地下工程的施工质量，其危害会涉及到公　度的不断增加而更加固结，但是因为受到外部环境、地质条件等　路、铁路、渠道等的边坡、路面、基床，房屋的基础和地坪，以及地　的作用，所以土体在沉积过程中不一定都是持续进行的，也可能　下洞室、隧道等，甚至有时还会影响这些工程施工中使用的相关　出现卸载作用，因此土体因为～开始固结形成的结构强度就会　这种超圃结作用也可以称作　稳定性措施，所以膨胀土对于建筑工程具有严重的危害性，并且　阻止卸载作用产生的超圃结作用（是荷载作用导致产生的超固结）。超固结性中荷载超固结性比较　这种危害性具有一定的长期性、反复性等。　１膨胀土的特性和工程危害　１．１膨胀土的特性　膨胀土主要是指亲水性矿物作为粘粒成分而组成的具有一　定的失水收缩、吸水膨胀特点的一种粘性土，并且膨胀土还具有　一稳定，但是也会因为外界环境的变化而产生一定的变化，所以也　存在一定的不稳定性。　１．２膨胀土的工程危害　膨胀土地基主要给建筑物造成的危害有以下几点：　定的超固结、多裂除陛的特点，所以膨胀土不同于黄土、软土　定的危害性，并且这种危害性还和其他岩土的危害性不相同，　膨胀土不但在我国的不同地区具有不同的性质，在相同的地　１．２．１外墙带型基础的破坏和上部的破损（如图１　２）　等土质。膨胀土因为其自身的一些特质所以会对建筑工程产生　一具有长期性、反复性、潜在性等特征。　区其性质也可能干差万别，导致这种现象的不但是组成膨胀土　的不同物质、结构等，还有膨胀土不同的状态、环境条件、外部压　力等。譬如：广西这一地区就出现了三种不同类型的膨胀土，其　性质存在一定的差别性，所以建筑工程施工时要对不同性质的　膨胀土进行研究，根据不同的目的、手段等进行深入的分析。膨　４　注：１、散水坡裂缝；２、水平膨胀挤推压力ｌ３、外墙勒脚水平裂缝；４、向上顶升膨胀压力　图１外墙脚的水平裂缝　胀土的特征主要有：　１．１．１胀缩性　膨胀土的胀缩性主要是指表现膨胀土潜势的一种重要形式，　但是其具有一定的限度，一旦膨胀土荷载达到相应数值那么这　注：１、水平裂缝；２、向卜顶升膨胀力；３、倒八字型裂缝　图２外墙面上的水平裂缝和倒八字型裂缝　种潜势就不会再继续进行，而是对周围介质产生一种膨胀力作　用，然后和外部的荷载相互抵消，但是在一些具有较大荷载的高　１．２．２交叉倾斜裂缝（如图３）　２处理膨胀土地基的方法　２．１湿度控制法　湿度控制法主要是指利用对膨胀土内含水量的有效控制而　层建筑、小高层建筑中不具有较大的危害性。　１．１．２裂隙性　膨胀土一个重要的特点就是裂隙的发育，许多裂隙会形成裂　实现对膨胀土的控制，保证地基中水分的少蒸发和降雨的渗入　隙面和软弱面，这是影响工程性质的最直接最关键的因素。膨胀　等，从而有效的控制膨胀土的胀缩性。现如今，使用湿度控制法　　土的胀缩性会对裂隙性产生一定的影响和作用，其是导致裂隙　的措施主要有暗沟保湿法、全封闭法、预浸水法、账幕保湿法。发育的一个重要基础和因素。　１．１．３超固结性　２．２换土法　换土法主要是指将所有或者部分的膨胀土进行挖除，然后换　・１Ｏ２・　建材发展导向２０１４年２月　施工技术　度为０．８～１．４ｍ，承载力特征值ｅ　＝３２０ｋＰａ。该建筑工程处于第②　土层之中。　３．２采取的处理措施　膨胀土系主要是指强亲水性矿物组成粘粒成分而形成的膨　胀土，主要是蒙脱石材料，具有一定的吸水膨胀性、失水收缩性，　图３外墙面上的相对倾斜交叉裂缝　上砂土、灰土、非膨胀粘性土等土体，从而有效的减小膨胀土地　这种类型的土体具有较大的胀缩性，其危害也比较大，因此必须　基的胀缩性，这是解决膨胀土问题的最直接最有效的一种方法。　制定相应的措施有效的解决其危害。该建筑工程设计过程中主　换土法的施工技术比较简便，主要是利用人工或者机械进行分　要是使用增加基础地面压力、基础埋深、砂石垫层、排水坡宽度　层挖除膨胀土，然后再进行分层的碾压，填料的尺寸、厚度、质　等措施，使用框架结构进行施工，提高建筑整体的刚度和抗变形　量、含水量、干重度等因素会对换填土体的最终效果产生一定影　力，并设计集中的排水管实现有效的排水处理。　响，另外也可以设计相应的排水措施来有效的提高换土的质量。　３－３施工使用的措施　２．３垫层法　（１）组织合理的施工：膨胀土施工要组织合理的施工，分为不　垫层法类似于换土法，主要是使用在一些膨胀土层比较薄或　同的几个区段，实现分段施工，一批施工结束之后进行砂石垫　者是胀缩变形层不是很厚的情况下，但是如果膨胀土层比较厚那　层、混凝土垫层施工。　么可以先进行部分的挖除然后在上面铺上砂垫层或者是碎石垫　（２）防止水分流入基坑：基坑的顶部要设计相应的排水沟有　层，从而有效的控制膨胀土的升降影响，减小沉降量。另外，砂土层　效的排除水分，基坑底部也要设计排水沟，有效的防止水分从基　还能有效的避免地基因为地下水毛细作用而出现的膨胀危害。　坑外面流入到基坑内部，并进行定期的观测。　２．４压实控制法　（３）加强基坑支护处理：基坑的深度一般是３－５ｍ左右，周围　压实控制法的本质主要是指利用机械方式保证膨胀土达到　也没有建筑物，所以放坡比例为１：０．７５，但是因为膨胀土处于干　相应的压实状态，通过膨胀土强度、胀缩性和含水量、荷载、含水　燥条件下就比较坚硬，吸水后又会变软，所以很容易出现塌方的　量等因素的变化而有效的达到膨胀土相应的强度标准。国内外　危害，因为要使用铁丝网封闭边坡。具体施工措施为：先清理干　对于膨胀土压实标准的确定都是通过结合膨胀土的初始强度、　净边坡，清除表面的石子；钉上＋１２土钉（土钉的长度为５００ｍｍ、　长期强度、强度衰减、胀缩变形、施工技术等各个不同的因素进　间距为ｌＯ００ｍｍ），然后挂上铁丝网（　１．Ｏｍｍ，长宽为ｌＯｍｍｘ　行综合思考，从而确定具有一定合理性和科学性的含水量标准　ｌＯｍｍ）；抹上厚度为２ｅｍ的１：２调配的水泥砂浆；铁丝网的水泥　和干密度标准。根据对膨胀土的相关研究和分析可知：根据膨胀　砂浆要一直抹到基坑的上部连接排水沟，连接下面的排水沟底　土压实含水量和干密度比最佳的含水量和干密度稍大，但是比　部，实现全封闭的效果。　塑限稍低的原则进行控制，只有实现对压实度的有效控制才能　（４）控制砂石垫层的质量：砂石垫层对于膨胀土危害的控制　实现对膨胀土强度的有效控制。　具有重要的作用，所以必须不断加强对砂石垫层质量的控制。　２．５土质改良法　（５）提高沉降观测：膨胀土发生膨胀后就会导致建筑物出现　上升，但是收缩又会导致建筑物出现下沉，这种反反复复又会导　土地改良法主要包括：物理改良法、化学改良法、综合改良法　三种。物理改良法主要是指将一些非膨胀性的固体材料添加到　致建筑物出现变形和裂缝影响，所以施工时必须加强对建筑物　膨胀土之中，然后通过变更原来的膨胀土颗粒级配而有效的降　的观测。　低其胀缩性；化学改良法主要是指利用通过压力喷注灌浆，将一　４结束语　些化学改良剂、胶凝材料注入到膨胀土的裂隙中，从而有效的实　综上，膨胀土对于建筑工程的施工质量等具有重要的影响，　现对膨胀土的加固和改性，降低其胀缩性。　所以必须不断加强对膨胀土的控制和处理，结合膨胀土失水收　３实例分析　缩、吸水膨胀的特性等进行综合分析和研究，在施工之前制定相　应的处理措施有效的防止建筑物因为膨胀土而受到危害，从而　该工程建筑面积一共有１４０００ｍ２，高度为２８ｍ，工程结构的　形式具有一定的复杂性，地基处于膨胀土地段，并且施工工期是　有效的保证地表上建筑物和地下洞室、隧道等的质量和安全。　在７、８月雨季，通过结合工程设计单位、施工单位、监理单位、建　参考文献　设单位等的共同分析和研究制定相应的施工措施，从而有效的　［１］曾伟．膨胀土地基基础设计中应注意的几个问题［Ｊ１．安徽建筑，１９９８　避免膨胀土导致建筑物出现的裂缝和变形等问题。　（Ｓ１）．　３．１建筑工程的地质条件　［２］高家权．浅谈膨胀土地基设计与施工［Ｊｌ＿安徽建筑，２００２（０２）．　该工程的地质岩性条件从上到下主要是：①层耕土层：该土　［３］３５臻．膨胀土地基基础设计浅析［Ｊ１．邮电设计技术，１９９８（ｏ４）．　层的厚度为０．４～０．５ｍ，主要是粘土碎石组成，具有一定的松散　【４］王立煌，周平．膨胀土地基设计与施工『ＪＪ．安徽建筑，１９９８（Ｏ５）．　型，呈现浅褐色，荷载力特征值为　＝１８０ｋＰａ；②碎石粘土层：该　土层的厚度为５．０～８．７ｍ，呈现出白色，膨胀力为４９．６　１６９．６ｋＰａ，　收稿日期：２０１４—１—１８　收缩变形量为８．８　１６．４ｍｍ，膨胀变形量为４３．０～６７．９ｍｍ，自由膨　作者简介：张宏谋（１９８７一），男，助理工程师，大学本科，主要从事　胀率为６４．０～８７．Ｏ％左右，属于Ⅱ级膨胀等级，具有中等的膨胀潜　建筑基础工程施工工作。　势状态，承载力特征值为　＝２４０ｋＰａ；③粘土碎石层：该土层的厚　・１Ｏ３・