三七灰土在处理湿陷性黄土地基中的应用

2018-02-14成智文

江西建材 2018年6期

成智文

(山西晋城煤业集团勘察设计院有限公司,山西晋城 048006)

1 引言

湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密土,在天然湿度下,其压缩性较低,强度较高,但遇水浸湿时,其内部结构破坏,强度降低,在压力作用下,引起湿陷变形,对建筑物具有极大危害。湿陷性黄土作为建筑物的持力层,湿陷变形将给建筑物带来不同程度的危害：沉降、倾斜。因此需对湿陷性黄土地基进行处理,来削除或部分消除其湿陷性。

本文结合工程实例,分析探讨三七灰土的设计、施工及检测要点,为同类工程提供参考。

2 工程地质条件

某煤矿综合处理车间为砼框架结构,呈10.7×40.0m的矩形,地上一层,高度4.05m,局部地下一层,为水池及泵房,高度-4.50m,地基承载力要求≥150kPa。

该工程位于沁水块凹的南端,地形以构造剥蚀中低山为主,切割较严重,地表新黄土广泛分布,地基土大部分具有湿陷性。

根据勘察资料,场地内各岩土层呈层状产出,自上而下分3层：①-素填土：层厚0.5～2.3m,黄褐色,稍湿,稍密,成分以粉质黏土为主；②-湿陷性粉质黏土：层厚5.2～6.7m,黄褐色,可塑,含少量菌丝,具湿陷性,承载力110kPa；③-粉质黏土：揭露层厚7.5～12.8m,红褐色,硬塑,含少量铁锰结核,承载力210kPa。

3 三七灰土设计及施工

3.1 三七灰土设计

(1)设计依据及原理。根据设计及勘察资料：综合处理车间为乙类建筑,场地为Ⅱ级自重湿陷性场地,按《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025-2004第6.1.4条规定：在自重湿陷性场地,最小处理厚度≥湿陷性土层深度的2/3,且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量≤150mm。本次拟选取三七灰土对综合处理车间地基进行整片处理[1]。

三七灰土是用人工或机械拌和的三七灰土自下而上分层回填、分层夯实而成,并可根据工程需要进行局部换填或整片换填。该种地基处理方法是一种浅层处理湿陷性黄土地基的传统方法,在工程建设中使用较广泛,具有施工设备简单、施工速度快等特点,处理厚度一般为1～3m,可达到如下目的：①消除地基的部分湿陷量,减小湿陷性黄土层的厚度和地基的总湿陷量；②降低地基的压缩性,提高其承载力；③基础上的荷载通过垫层扩散,可减小其下卧层顶面的附加压力。

(2)垫层参数。根据设计及勘察资料,结合《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011、《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025-2004等的相关规定,经计算得本次三七灰土厚度为1.80m,垫层应宽出基础底边缘不小于2.0m,即地基处理范围为14.7×44.0m。三七灰土压实系数≥0.95,处理后地基承载力≥150kPa[3]。

3.2 三七灰土施工工艺

(1)换填材料及要求：①换填材料采用三七灰土,其消石灰与土料的体积配合比为3∶7；②消石灰应选用新鲜的消石灰,其最大粒径≤5mm,有效CaO+MgO含量≥60%；③土料选用粉质黏土,有机质含量≤5%；土料应过筛,最大粒径≤15mm。土料含水量应控制在最优含水量±2%范围内；④灰土拌合均匀后,以手握能成团、轻轻一捏即散为原则,且应当日铺填夯压。

(2)垫层施工工艺：①按要求进行基槽开挖,并组织验槽；②三七灰土施工前,应对基底土层进行原土碾压；③换填垫层施工过程应严格按照相关规定执行；④三七灰土施工时,应分层铺填、分层碾压,并分层进行质量检验,在每层压实系数符合设计要求后铺填上层。分层虚铺厚度200～250mm,碾压密实后灰土压实系数控制在0.95左右,且3d内不得受水浸泡；⑤三七灰土施工完毕后,应进行质量检验。竣工验收应采用静载荷试验检验其承载力,且≥3个点；垫层验收合格后,方可进行基础施工。