利用砂垫层解决膨胀土基础对建筑物上部的结构破坏

王兆金 王亚男

摘 要：砂垫层在实际的生活中的运用十分广泛，特别是在解决膨胀土基础对建筑物上部的结构损坏的问题上，它的作用十分明显。砂垫层是指为加速软弱建筑物地下基础的固结，保证地基的强度和稳定，在地基底部铺设的砂层。砂垫层可以解决膨胀土对建筑物的损害，可以减弱膨胀土基础对建筑物上部的结构的影响，使建筑物可以更加的坚固，如何更好的利用砂垫层来解决膨胀土对建筑物上部结构的破坏，以下是笔者的几点浅见。

关键词：砂垫层；膨胀土；建筑物结构；措施

一、膨胀土基础对建筑物的破坏

1.膨胀土的概念。膨胀土是指具有较大的吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特性的高液限粘土。膨胀土分布广泛，在我国陕西、河北、安徽、河南、湖北、四川、广西、云南、江苏等地都有大部分和不同程度的分布。膨胀土是一种极为特殊的土，常用于改良土的性质。膨胀土的主要成分是蒙脱石，它是一种可塑性很高的粘土，具有较高的承载能力，吸取水分后会发生膨胀、失去水分后会发生收缩变形，而且还会发生反复的膨胀收缩变形，吸取水分时承载能力会变弱，它的性质及其的不稳定。通常可以导致建筑物发生纵向或者水平法相的收缩膨胀，致使建筑物发生位置移动、墙皮发生裂痕、歪斜，甚至造成更严重的后果，这样的现象往往以高度较低的房屋最为严重，它可以导致的后果是非常严重的，通常它的裂痕也是非常有特点的，大部分的为外墙的笔直的裂痕，末梢斜向的裂痕和窗户和门下的水平裂痕或外墙角斜的裂痕，出现对称或者不对称的八字裂痕；地面上会出现纵向或者是横向的交叉型裂痕。这种情况一般出现在建筑物完工后的半年或者是五年之内，情况比较普遍和明显。

2.减少膨胀土危害的措施。通过研究膨胀土的各方面性质，结合有关勘探所得出的结果及一些处理膨胀土的多年经验，大部分的设计中都采用的综合整治处理的方法，并进行了重点的研究与相关的实验，从而提出如下的建议与改良措施：（1）将不足一米的地基填高，务必用非膨胀土填满，一定要将其压紧。（2）如果使用膨胀土作为填充材料时，必须提高它的稳定性，可以采用石灰增加其稳定性，石灰的添加不可超过20%，经过处理后的膨胀土，如果膨胀率为零，则为最佳。（3）地基两边部分及地基顶部必须用正常的土加以封盖。（4）地基不要一次就挖到设计线，最好留有一定的距离。（5）一定要注意避免雨季大量施工，要加强排水的力度。各项工作要有序紧密的开展，施工的时间间隔不要太长，并且要做好后续的保护和修复的措施。 （6）膨胀土分布较为广泛的地区，地面的强度及所要达到的各项标注应严格按照各部门的有关规定加以完善，照章办事。

三、利用砂垫层解决膨胀土基础问题的方法及优点

1.施工方法。在铺砂垫层之前应先做好准备工作，首先要清理表面的杂物，等到表面没有明显的水痕，方可开始铺设。铺设砂垫层前最好应该事先洒水使砂湿润，一定要注意严格的控制水的使用量，当砂的铺设厚度较厚时则需要分层铺设、如果平铺面积较大时，则可以采取其他的方法进行铺设，其它方法的铺设面积或者分格铺设的面积要控制在相应的要求之下。砂垫层施工完毕后，应及时铺设上部保护层，并时刻注意其保养的问题，从而提高其寿命和使用的区间长度，在养护的时间中，要尽量避免在其上面踩踏，或者从事其他对其损害较为严重的活动，一定要待其保护层凝固以后再进行或者从事其功能和使用等方面的工作。总而言之，其施工方法一定要按照有关规定，认真按照程序，照章办事，要做到把所铺设砂垫层的质量和实用度放在第一位，严禁偷工减料的行为。

2.方法优点。利用砂垫层来解决膨胀土基础对建筑物上部结构破坏的问题，是一种行之有效的方法。它可以立竿见影的达到施工方所要求的效果，也可以有效的防止建筑物上部结构的损坏，并且对建筑物没有其他的损坏，具体的优点如下：（1）砂垫层可以就地取材，避免了材料运送过程中所造成的资源的浪费，同时也减少了施工费用，缩短了施工的时间，不存在施工材料紧缺的现象，保证在工期期间保质保量的完成任务。（2）铺设砂垫层的操作过程方便，砂垫层的铺设不需要大型机器设备的协助，也没有较高专业技术水平的要求，整个过程较为简单，可行性较强，易于达到建设者所要达到的效果，并且效果比较的显著，持久性较好。

四、砂垫层的经济效益

本人在处理田东县发改局职工住宅项目的过程中，取得了一定的经济效益。

该项目原为某设计院设计，因该设计院取用的是钢筋混凝土弹性地基的设计，钢筋用量较大，地梁设计截面为600×1200，钢筋配置多数为Φ25，整个基础的结构相当坚固。但预算总额为71.5万元，给用户大大的增加了负担，最后用户决定取消原设计的施工图纸，要求本人另行采用其他方法重新设计，以减少不必要的投资。

为了尽可能减少投资。保证用户的安全使用，保证建筑物结构达到国家的安全标准，本人选用了砂垫层条形钢筋砼基础，其依据是：本人有二十多年的多项膨胀土基础的处理经验。根据用户提供的地质勘察资料可知，该处地基为较坚硬的膨胀土层，土层厚度为四米以上，承载力为220KM/㎡以上，如果无水渗泡，其承载力相当好，只要做好现场的排水工作，该基础的膨胀土发生的膨胀几率会很低，因此，采用薄砂垫层就完全解决了膨胀土膨胀破坏的问题。其施工方法如下：1.做好建筑物四周的排水沟，保证雨天外来水无法进入该建筑物内部，减少更多的水渗泡到基础中；2.选择连续几天的好天气，突击清理坑槽内的积水淤泥；3.采用粗砂垫层厚度为压实后保证其有效厚度为40cm，在铺设前先将砂洒水湿润，以便容易压实；4.在砂层面上铺一层6cm厚的C10混凝土保护层；5.按设计进行上部的条形钢筋混凝土基础的施工；6.将±0.00以下50cm厚的土层挖掉，用非膨胀土填充压实，铺80厚C15混凝土做地面垫层，以保证及时排除上层施工用水及雨水流入地基。经过一系列的处理后，保证了基础内部无外来水的渗入，膨胀土无法吸取大量的水份，从而无法发挥它的膨胀作用，使上部建筑物结构得到安全的保障。尽管有少部分的水份能滲入到基层，使膨胀土有所作用，但能量是很小的，在四十公分的砂垫层应对下，完全可以抵消了膨胀土的破坏作用。因此，该基础经更改设计方案后，总预算变成28.6万元比原设计减少了百分之六十的投资，得到了用户的认可，该项目竣工已近十年，上部结构无任何开裂现象，使客户用的放心用得满意。

五、结语

随着社会的不断发展和进步，科学技术的日益进步和革新，能够应用于建筑领域的技术和设备将会越来越多，目前砂垫层在建筑领域的应用已经越来越广泛，而且砂垫层在这一领域的应用也取得了令人兴奋的成绩，砂垫层的应用不但解决了建筑学上的一个难题之一，同时它也开创了一种新的途径，使人们的思想得到了飞跃，相信在不久的将来，随着科技的进一步发展，该技术将会不断的完善，最后将成为建筑领域用来解决膨胀土基础对建筑物上部的结构破坏这一问题的重要方法之一。

参考文献：

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