關(guān)于巖土工程地基處理的常用方法及應(yīng)用分析

陳承佑

（玉林市建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心 廣西玉林 537000）

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(zhì)指標，然后根據(jù)所得性質(zhì)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(nèi)，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(tài)，礦物以長石和適應(yīng)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(yè)，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(yīng)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(nèi)試驗

室內(nèi)試驗主要包括以下內(nèi)容：①物理力學性質(zhì)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(zhì)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(huán)刀法，對于直剪試驗結(jié)果，由庫倫定律圖解來確定；而對于三軸試驗結(jié)果，則由摩爾-庫倫圖解來確定。通過勘察得到的資料，采用HNCAD17.5版進行整體，對不同土層具有的性質(zhì)指標實施統(tǒng)計分析，對于地基土，其工程特性指標對應(yīng)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(jié)構(gòu)

工程場地的地形總體上呈南高北低，區(qū)域地貌較為單一，建筑場地屬III類，較為穩(wěn)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(wěn)定，厚度為1.30m左右，層底標高在1.11～2.00m范圍內(nèi)，主要為粉砂和粉質(zhì)黏土，結(jié)構(gòu)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(wěn)定，厚度為3.00m左右，層底標高在-2.00～-1.28m范圍內(nèi)，主要為長石石英，具有一定液化性，其液化指數(shù)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(wěn)定，厚度為3.00m左右，層底標高在-4.92～-4.35m范圍內(nèi)，主要為長石石英，具有一定液化性，其液化指數(shù)在4.94～10.25范圍內(nèi)；④：粉質(zhì)黏土，中等壓縮性，呈灰褐黃色，強度稍高，層位穩(wěn)定，厚度為4.00m左右，層底標高在-9.52～-8.95m范圍內(nèi)，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(wěn)定，厚度為6.20m左右，層底標高在-15.82～-15.35m范圍內(nèi)，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(zhì)黏土，中等壓縮性，呈黃褐色，強度較高，層位穩(wěn)定，厚度為7.50m左右，含有一定量鐵質(zhì)氧化物，也可作為天然地基[3]。

3.2 承載力評價和變形參數(shù)

統(tǒng)計、整理并分析試驗結(jié)果，確定如表1所示的特征值。

表1 承載力特征值

3.3 電阻率判定

電阻率的測定主要采用的是AMNB法，對1～5m深度范圍內(nèi)的電阻率數(shù)值進行測定。測試時，共設(shè)8個孔位，各孔測定結(jié)果為：

（1）當深度為1.0m時，1#-8#孔的電阻率測定結(jié)果為79.7Ω·m、10.8Ω·m、13.2Ω·m、9.4Ω·m、11.8Ω·m、10.2Ω·m、8.1Ω·m 和 9.7Ω·m；

（2）當深度為2.0m時，1#-8#孔的電阻率測定結(jié)果為85.9Ω·m、7.1Ω·m、18.8Ω·m、7.9Ω·m、8.9Ω·m、8.7Ω·m、7.5Ω·m 和 11.6Ω·m；

（3）當深度為3.0m時，1#-8#孔的電阻率測定結(jié)果為59.2Ω·m、6.5Ω·m、12.1Ω·m、5.7Ω·m、7.7Ω·m、7.5Ω·m、5.3Ω·m 和 8.2Ω·m；

（4）當深度為4.0m時，1#-8#孔的電阻率測定結(jié)果為52.8Ω·m、5.9Ω·m、8.5Ω·m、5.0Ω·m、6.8Ω·m、6.2Ω·m、4.9Ω·m 和 6.9Ω·m；

（5）當深度為5.0m時，1#-8#孔的電阻率測定結(jié)果為41.1Ω·m、5.6Ω·m、6.6Ω·m、4.8Ω·m、6.0Ω·m、5.8Ω·m、4.4Ω·m 和 5.1Ω·m。

4 地基處理

4.1 抗浮評價

建筑上浮力經(jīng)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(chǔ)承載力

擬建建筑上部結(jié)構(gòu)采用框架結(jié)構(gòu)，獨立基礎(chǔ)，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(xiàn)象，所以基礎(chǔ)埋深應(yīng)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(xiàn)行設(shè)計規(guī)范，經(jīng)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(chǔ)與建筑的上部結(jié)構(gòu)進行特別處理。不可將天然地基直接視作基礎(chǔ)持力層。

另外，由于地基土具有一定腐蝕性，所以應(yīng)通過振沖碎石樁的設(shè)置來消除液化沉陷現(xiàn)象，使樁端進入到處于穩(wěn)定狀態(tài)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(chǔ)上，通過換填形成復(fù)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(jīng)估算，極限承載力對應(yīng)的標準值等于1544kN，而承載力的特征值等于772kN。

根據(jù)現(xiàn)行設(shè)計規(guī)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(fù)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(chǔ)類型和荷載等為依據(jù)實施變形計算。

5 結(jié)束語

綜上所述，在振沖碎石樁的基礎(chǔ)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(fā)生腐蝕老化，延長建筑整體使用壽命，從而帶來理想的經(jīng)濟效果。