基于多層建筑中的膨脹土地基處理技術實踐探究

孟雄飛 田龍龍

(中國石油工程建設有限公司北京設計分公司 北京 100085)

我國多層建筑在施工的過程中，采用膨脹土地基處理技術尤為重要，能夠有效提高建筑質量。其中，膨脹土質有一定的粘性，并且具有變形特性，主要表現在失水收縮以及吸水膨脹，由于膨脹土中含水量的不同，尤其是一些施工場地膨脹性土層均勻性、厚度以及含水量等較大的不同。極易導致地基出現沉降情況的發生，為此需要將膨脹土地基處理技術應用在多層建筑中，不但能夠避免墻體開裂，而且還能夠對多層建筑膨脹土地實施有效的處理，以此為建筑施工質量的提高奠定良好的基礎。

1 關于膨脹土特征的基本概述

膨脹土特征主要從膨脹土膨脹指標和膨脹土膨脹機理兩個方面展開分析。

1.1 膨脹土膨脹指標分析

在膨脹土中、黏粒主要成分有親水性礦物質構成，比如伊利石、蒙脫石等，在此過程中，黏粒主要特點是表面體積大，具有親水性等，在一定環境中會發生不同程度的變化，在此基礎上會與水進行作用產生物理變化，最終導致體積不斷增加，在此過程中極易出現膨脹變化，其中膨脹時間具有不確定性。一般情況下，膨脹土主要特點是強度大，但是壓縮性相對較低，從此方面進行分析會產生一種膨脹土建筑性良好的誤區。但是，在實際施工中，膨脹土會隨著環境的變化發生由表及里的改變，這在較大程度上會對建筑物質量產生較大影響。

1.2 膨脹土膨脹機理分析

在膨脹土中，若其中的水量不斷增加，會導致膨脹土發生吸水膨脹現象，主要是因膨脹土中含有較多黏土礦物以及親水性礦物，這是膨脹土中主要成分，膨脹土的膨脹程度與黏土礦物含量以及結構有較大關系，也就是說粘土礦物構成直接決定膨脹土的膨脹性。

2 膨脹土地基處理技術在多層建筑中的實踐

2.1 增加多層建筑地基深度

由于膨脹地基極易出現不同程度的裂縫，這就需要對地基深度根據實際施工情況進行加深，在此過程中還應有效避免沉降情況的發生。此外，在加深地基的過程中，應確保其合理性，并且在此基礎上對地基深度影響因素進行深入分析，比如環境因素以及地下水因素等。根據多層建筑施工標準與規范對膨脹地基深度，需要根據實際要求進行針對性處理，一般情況下深度應當大于1m，并且在設計期間對相關影響因素進行全面考慮，比如層數、建筑材料等。此外，若膨脹地基深度大于1.5m的情況下，環境不會對土質產生不同程度的影響，因此在設計期間不用考慮大氣環境影響因素。

2.2 增加多層建筑整體剛性

增加多層建筑整體剛性主要是在建筑產生垂直變形，并且在此基礎上出現規律分布變化的情況下，需要使用的膨脹土地基處理方法，一般情況下是增加圈梁與增加構造柱的方法進行解決。在使用該方法的過程中，整體剛性會有不同程度的提高，此外在采用構造柱的過程中，可使建筑物水平方向中的集中度有較好的增加。

2.3 控制散水寬度

對散水的合理應用能夠有效降低環境對膨脹土質的影響，并且在此基礎上還能夠在地基土壤中有效控制水分蒸發，以此使土壤膨脹土底基含水量得到有效控制。此外，由于膨脹土質受到環境的影響，若土體產生變化的情況下，極易導致建筑質量下降，在此過程中可以應用散水將膨脹土質變化控制在一定的范圍之內。

2.4 挖除和換土

通過換土能夠有效對膨脹土質進行治理，在采用此種方法的過程中會出現以下兩種情況；（1）將土層直接換掉，使用優質的土層進行填埋，此種方法最為有效，能夠全面提高建筑物地基質量。但是，在運用這種方法的過程中成本相對較高，因此若不是特殊情況不建議采用這種方法；（2）將石灰混合方法應用在膨脹土壤中，主要是因石灰具有較好的吸水性，可全面對膨脹土質變化實施有效的控制。

2.5 增設沉降縫

從多層建筑角度進行分析，增設沉降縫此種方法較為有效。若地基出現不均勻并且有凹陷或者隆起時，便可以在地基挖方與填方交界部位使用房屋沉降縫方法，膨脹土含水量出現變化時極易導致建筑出現裂縫，通過增設房屋沉降縫能夠有效避免房屋裂縫的發生。

2.6 合理選擇基礎形式

建筑物基礎形式種類相對較多，在多層建筑中一般情況下使用薄壁開口箱式基礎形式，這在較大程度上能夠有效避免膨脹土質對建筑物帶來的影響。此種基礎形式沒有頂以及底，四周箱基板可以當做擋水墻，其作用是避免膨脹土質受到水的影響，保證其含水量降至最低，只有這樣才能避免膨脹土物理結構改變。此外，在使用薄壁開口箱式基礎形式的過程中，建筑物荷載能力會有不同程度的增加，會對膨脹土質的膨脹機理有較為重要的抑制作用。

3 實例探析

3.1 工程概況

本文以我國某工程為例進行深入分析，將該工程為A、B、C三個區域，本文主要是對A樓進行分析。A樓地上一共24層，地下2層，墻體結構為剪刀墻結構，高度為35.90m，其中槽深是5.6m。基礎持力層主要是重粉質黏土、粉質黏土、砂質黏土，下臥層是粉質黏土5層，綜合承載力特征值是180kPa，在此過程中需要對地基進行有效的處理，以此滿足承載力值高于430kPa，沉降量不高于50mm的設計需求，其中地基處理使用了CFG樁復合地基實施加固。

3.2 CFG樁地基處理技術的實例分析

3.2.1 加固效果檢測

首先，載荷試驗。根據我國相關規定，在對地基進行處理的過程中，需要在一定范圍之內抽取單樁進行單樁復合靜載試驗，以此對復合地基承載能力要求進行有效的設計，其中試驗數量是總樁數的0.5%，并且在此基礎上每個單體工程實驗數量應小于3點。其次，動測樁測試。根據國家相關規定，在地基處理范圍之內選擇10%的樁做動測，以此對樁身質量進行有效的檢測。此外，根據國家規定要求，還需要進行試塊的制作，對28d抗壓強度要求進行測定。

3.2.2 損壞CFG樁處理方案

首先，處理范圍與深度。在對灰土厚度進行換填的過程中，需要根據軟弱重粉質粘土深度進行有效的調整，先把一定范圍內的樁間土進行清理，并且加強對樁的保護力度。其次，對灰土進行一定的配比，其中土料選擇粉質黏土，黏土中不能含有雜質，并且在此基礎上顆粒應當小與15mm。石灰需要使用消石灰、顆粒應當小于5mm。最后，分層厚度。墊層分層厚度應當小于300mm，并且在此基礎上夯實CFG樁周樁土。

4 結語

綜上所述，由于膨脹土出現變形需要一定的時間，并且在此基礎上具有一定的剛性，在此過程中，易使施工者產生誤判，這在較大程度上會對建筑質量與安全造成影響。所以，需要對膨脹土地基變形問題進行有效的解決，這就需要采用膨脹土地基處理技術，比如增加地基深度與整體剛性以及散水寬度等，只有這樣才能確保膨脹土地基質量，這對多層建筑整體質量的提高具有較大促進作用。