鐵路沿線生產(chǎn)房地基軟弱土層的一種新處理技術(shù)

唐安員

【摘要】當(dāng)?shù)鼗嬖谲浫跬翆訒r(shí)，通常是采取換填法將軟弱土換掉，用砂石墊層取以代替。在鐵路沿線大量生產(chǎn)房屋的地基中，軟弱土層上普遍存在著一定厚度且達(dá)到一定強(qiáng)度的老填土層，基礎(chǔ)直接落在填土層上，不夠安全；做整板基礎(chǔ)或砂墊層換填，相對(duì)小生產(chǎn)房而言費(fèi)用太高不合算。這里介紹的非換填法砂墊層，采取了不破壞原土層不換取軟弱土的新方法，創(chuàng)造了砂墊層在基礎(chǔ)利用中的新突破。

【關(guān)鍵詞】軟弱地基 不換除軟弱土 砂墊層利用技術(shù)

工程上當(dāng)?shù)鼗熊浫跬翆訒r(shí)，多選用換填法進(jìn)行地基處理，砂墊層就是最常用的一種換填法，其基本做法是將軟弱層全部或部分挖除換以中、粗砂代替，因此換土是其最顯著的特征。在鐵路沿線生產(chǎn)房地基軟弱土層的處理中，我們探索了一種新的處理技術(shù)——砂墊層非換填法，這種砂墊層的處理是不需換除軟弱土而直接使用，這里我們稱之為非換填法，現(xiàn)詳述它的使用和特點(diǎn)。

一、鐵路沿線常見的地基軟弱土層及特點(diǎn)

鐵路沿線生產(chǎn)房基本上是建在鐵路線路兩側(cè)的空余場(chǎng)地上，該場(chǎng)址連同線路路基大部分系鐵路新建時(shí)的填方區(qū)，經(jīng)過多年的固結(jié)，形成了圖-1常見的一種地基情況。圖中軟弱層上面的硬土層，便是鐵路填方經(jīng)過多年的固結(jié)達(dá)到一定強(qiáng)度的老填土層，厚度1—3米居多，承載力可達(dá)140-180kpa，而軟弱層正好是當(dāng)初填方時(shí)未做排淤處理的農(nóng)田、塘地。

二、該類地基通常的處理方法及缺點(diǎn)

按通常的砂墊層處理就是換掉全部或部分軟弱層（見圖-2），這樣處理硬土層就得不到利用，且土方量大，施工成本高，施工工期長(zhǎng)。

如果將基礎(chǔ)直接落在硬土層上，（見圖-3）且硬土層太薄，擴(kuò)散寬度B=b1，擴(kuò)傳到軟弱層的壓應(yīng)力仍很大，很難滿足承載力要求；即使理論上滿足承載力要求，由于持力層比較薄H=H1，加之硬土層自身均勻性的缺陷，以及施工時(shí)人為的破壞也是極不可取的。鐵路沿線很多房屋出現(xiàn)沉降開裂便是這類基礎(chǔ)。

三、砂墊層非換填法的原理、做法

砂墊層非換填法就是不換除軟弱土層而直接在原硬土層上增設(shè)一層砂墊層的技術(shù)處理方法。構(gòu)造做法如下（見圖-4）：

①在硬土層上直接填筑砂墊層，厚度一般為1-2米。

②砂墊層上做鋼筋砼柔性基礎(chǔ)。

③綜合考慮提高室外設(shè)計(jì)地坪，保證基礎(chǔ)有足夠的埋置深度。

④當(dāng)室外地坪提高受限制時(shí)，可做成二階（見圖-4）。

由上可知，非換填法既不挖除軟弱層又保留了原硬土層，不破壞原土層結(jié)構(gòu)，更重要的是提高了軟弱層以上基礎(chǔ)受力層的厚度，H=H1+H2，擴(kuò)散寬度增為B=b1+b2，這樣擴(kuò)傳到軟弱層的應(yīng)力就更小了。

四、砂墊層非換填法的綜合評(píng)定

1、非換填法是一種最簡(jiǎn)單、最直接的地基加固方法，它不破壞原有的硬土層、軟弱層的天然結(jié)構(gòu)狀態(tài)。

2、土方工作量很小，施工安全、簡(jiǎn)單、工期短，施工中對(duì)氣候要求小。

3、加大了淺埋基礎(chǔ)的適用范圍，對(duì)于硬土層太薄不適于淺埋，經(jīng)過非換填法的處理卻能達(dá)到要求。

4、耗資少、降低基礎(chǔ)成本，相同條件下比換填法節(jié)約成本30%左右；有些淺埋片筏基礎(chǔ)通過非換填法處理，可做成條形基礎(chǔ)。

5、新建房屋的室外地坪一般都有一定提高，對(duì)于本身需要提高室外標(biāo)高的項(xiàng)目還可節(jié)約一筆填方費(fèi)用。

五、砂墊層非換填法的適用性

廣泛適用于2-6層磚混房屋和1-3層框架房屋，這類房屋傳給基礎(chǔ)的荷載不算很大，當(dāng)遇到圖-1地基時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮使用這種技術(shù)。鐵路沿線大量的生產(chǎn)房都屬于這類結(jié)構(gòu)，而且象圖-1的地基情況較多。因此非換填法砂墊層技術(shù)應(yīng)廣泛推廣，以達(dá)到保證工程質(zhì)量，降低建設(shè)成本，縮短建設(shè)工期的目的。

六、注意事項(xiàng)

1、設(shè)計(jì)中應(yīng)注意房屋的沉降變形驗(yàn)算。

2、施工中要保證砂墊層的質(zhì)量，竣工使用后要注意地表水的有組織排走。

3、有較高抗震要求的框架結(jié)構(gòu)房屋慎用。

七、實(shí)踐中的實(shí)例介紹

石門北24戶住宅為六層磚混結(jié)構(gòu)，場(chǎng)址在一片桔園、菜地上，按規(guī)劃要求整個(gè)場(chǎng)地提高1.4m，地質(zhì)資料由湘北地礦勘察所鉆探提供，地質(zhì)情況見圖-5。

地質(zhì)的評(píng)價(jià)建議有以下兩點(diǎn)：

①、優(yōu)先選用樁基礎(chǔ)。

②、以粉質(zhì)粘土做持力層，需用片筏基礎(chǔ)，但由于土質(zhì)分布厚度變化大，且其下粉土、粉砂層均勻性差，處于很濕與飽和之間，變形難以控制，宜慎用。

采用樁基礎(chǔ)造價(jià)大高，以粉質(zhì)粘土層做持力層，厚度太薄（最薄處才1.2米），且其下軟弱層土質(zhì)不均勻，的確不偏于安全，選用換填法把軟弱層全部挖掉，工作量太大，且施工不安全，也不經(jīng)濟(jì)，最后綜合考慮充分利用場(chǎng)地填方這一因素，采用了砂墊層非換填法、其上做鋼筋砼條形基礎(chǔ)的方案（見圖-6），經(jīng)比較，該方案比直接采用片筏基礎(chǔ)節(jié)約基礎(chǔ)費(fèi)用達(dá)40%以上。

采用砂墊層非換填法解決了如下幾個(gè)問題：

①、大面積填土對(duì)持力層的附加壓力已不存在，因?yàn)樯皦|層代替了填土，成了持力層。

②、基底壓力能過砂墊層的擴(kuò)散，大大減小了下層受力層的應(yīng)力，降低了基礎(chǔ)對(duì)下層軟弱層的影響。

③、砂墊層直接填筑在粉質(zhì)粘土層上，增加了表層硬土層的總體厚度。

④、采用砂墊層對(duì)基礎(chǔ)的沉降起到了緩沖、調(diào)衡作用，減弱了因下層土質(zhì)的不均勻?qū)е碌幕A(chǔ)不均勻沉降。

石門北24戶住宅已使用多年，到目前以止，狀態(tài)良好，未發(fā)現(xiàn)任何異常情況，實(shí)踐證明采用砂墊層非換填法是成功、可取的。