基于多层建筑中的膨胀土地基处理技术实践探究

孟雄飞 田龙龙

(中国石油工程建设有限公司北京设计分公司 北京 100085)

我国多层建筑在施工的过程中，采用膨胀土地基处理技术尤为重要，能够有效提高建筑质量。其中，膨胀土质有一定的粘性，并且具有变形特性，主要表现在失水收缩以及吸水膨胀，由于膨胀土中含水量的不同，尤其是一些施工场地膨胀性土层均匀性、厚度以及含水量等较大的不同。极易导致地基出现沉降情况的发生，为此需要将膨胀土地基处理技术应用在多层建筑中，不但能够避免墙体开裂，而且还能够对多层建筑膨胀土地实施有效的处理，以此为建筑施工质量的提高奠定良好的基础。

1 关于膨胀土特征的基本概述

膨胀土特征主要从膨胀土膨胀指标和膨胀土膨胀机理两个方面展开分析。

1.1 膨胀土膨胀指标分析

在膨胀土中、黏粒主要成分有亲水性矿物质构成，比如伊利石、蒙脱石等，在此过程中，黏粒主要特点是表面体积大，具有亲水性等，在一定环境中会发生不同程度的变化，在此基础上会与水进行作用产生物理变化，最终导致体积不断增加，在此过程中极易出现膨胀变化，其中膨胀时间具有不确定性。一般情况下，膨胀土主要特点是强度大，但是压缩性相对较低，从此方面进行分析会产生一种膨胀土建筑性良好的误区。但是，在实际施工中，膨胀土会随着环境的变化发生由表及里的改变，这在较大程度上会对建筑物质量产生较大影响。

1.2 膨胀土膨胀机理分析

在膨胀土中，若其中的水量不断增加，会导致膨胀土发生吸水膨胀现象，主要是因膨胀土中含有较多黏土矿物以及亲水性矿物，这是膨胀土中主要成分，膨胀土的膨胀程度与黏土矿物含量以及结构有较大关系，也就是说粘土矿物构成直接决定膨胀土的膨胀性。

2 膨胀土地基处理技术在多层建筑中的实践

2.1 增加多层建筑地基深度

由于膨胀地基极易出现不同程度的裂缝，这就需要对地基深度根据实际施工情况进行加深，在此过程中还应有效避免沉降情况的发生。此外，在加深地基的过程中，应确保其合理性，并且在此基础上对地基深度影响因素进行深入分析，比如环境因素以及地下水因素等。根据多层建筑施工标准与规范对膨胀地基深度，需要根据实际要求进行针对性处理，一般情况下深度应当大于1m，并且在设计期间对相关影响因素进行全面考虑，比如层数、建筑材料等。此外，若膨胀地基深度大于1.5m的情况下，环境不会对土质产生不同程度的影响，因此在设计期间不用考虑大气环境影响因素。

2.2 增加多层建筑整体刚性

增加多层建筑整体刚性主要是在建筑产生垂直变形，并且在此基础上出现规律分布变化的情况下，需要使用的膨胀土地基处理方法，一般情况下是增加圈梁与增加构造柱的方法进行解决。在使用该方法的过程中，整体刚性会有不同程度的提高，此外在采用构造柱的过程中，可使建筑物水平方向中的集中度有较好的增加。

2.3 控制散水宽度

对散水的合理应用能够有效降低环境对膨胀土质的影响，并且在此基础上还能够在地基土壤中有效控制水分蒸发，以此使土壤膨胀土底基含水量得到有效控制。此外，由于膨胀土质受到环境的影响，若土体产生变化的情况下，极易导致建筑质量下降，在此过程中可以应用散水将膨胀土质变化控制在一定的范围之内。

2.4 挖除和换土

通过换土能够有效对膨胀土质进行治理，在采用此种方法的过程中会出现以下两种情况；（1）将土层直接换掉，使用优质的土层进行填埋，此种方法最为有效，能够全面提高建筑物地基质量。但是，在运用这种方法的过程中成本相对较高，因此若不是特殊情况不建议采用这种方法；（2）将石灰混合方法应用在膨胀土壤中，主要是因石灰具有较好的吸水性，可全面对膨胀土质变化实施有效的控制。

2.5 增设沉降缝

从多层建筑角度进行分析，增设沉降缝此种方法较为有效。若地基出现不均匀并且有凹陷或者隆起时，便可以在地基挖方与填方交界部位使用房屋沉降缝方法，膨胀土含水量出现变化时极易导致建筑出现裂缝，通过增设房屋沉降缝能够有效避免房屋裂缝的发生。

2.6 合理选择基础形式

建筑物基础形式种类相对较多，在多层建筑中一般情况下使用薄壁开口箱式基础形式，这在较大程度上能够有效避免膨胀土质对建筑物带来的影响。此种基础形式没有顶以及底，四周箱基板可以当做挡水墙，其作用是避免膨胀土质受到水的影响，保证其含水量降至最低，只有这样才能避免膨胀土物理结构改变。此外，在使用薄壁开口箱式基础形式的过程中，建筑物荷载能力会有不同程度的增加，会对膨胀土质的膨胀机理有较为重要的抑制作用。

3 实例探析

3.1 工程概况

本文以我国某工程为例进行深入分析，将该工程为A、B、C三个区域，本文主要是对A楼进行分析。A楼地上一共24层，地下2层，墙体结构为剪刀墙结构，高度为35.90m，其中槽深是5.6m。基础持力层主要是重粉质黏土、粉质黏土、砂质黏土，下卧层是粉质黏土5层，综合承载力特征值是180kPa，在此过程中需要对地基进行有效的处理，以此满足承载力值高于430kPa，沉降量不高于50mm的设计需求，其中地基处理使用了CFG桩复合地基实施加固。

3.2 CFG桩地基处理技术的实例分析

3.2.1 加固效果检测

首先，载荷试验。根据我国相关规定，在对地基进行处理的过程中，需要在一定范围之内抽取单桩进行单桩复合静载试验，以此对复合地基承载能力要求进行有效的设计，其中试验数量是总桩数的0.5%，并且在此基础上每个单体工程实验数量应小于3点。其次，动测桩测试。根据国家相关规定，在地基处理范围之内选择10%的桩做动测，以此对桩身质量进行有效的检测。此外，根据国家规定要求，还需要进行试块的制作，对28d抗压强度要求进行测定。

3.2.2 损坏CFG桩处理方案

首先，处理范围与深度。在对灰土厚度进行换填的过程中，需要根据软弱重粉质粘土深度进行有效的调整，先把一定范围内的桩间土进行清理，并且加强对桩的保护力度。其次，对灰土进行一定的配比，其中土料选择粉质黏土，黏土中不能含有杂质，并且在此基础上颗粒应当小与15mm。石灰需要使用消石灰、颗粒应当小于5mm。最后，分层厚度。垫层分层厚度应当小于300mm，并且在此基础上夯实CFG桩周桩土。

4 结语

综上所述，由于膨胀土出现变形需要一定的时间，并且在此基础上具有一定的刚性，在此过程中，易使施工者产生误判，这在较大程度上会对建筑质量与安全造成影响。所以，需要对膨胀土地基变形问题进行有效的解决，这就需要采用膨胀土地基处理技术，比如增加地基深度与整体刚性以及散水宽度等，只有这样才能确保膨胀土地基质量，这对多层建筑整体质量的提高具有较大促进作用。