加筋垫层在高层建筑地基处理中的应用研究

柏江源

(湖南高速铁路职业技术学院，湖南 衡阳 421001)

1 加筋垫层的原理以及应用

1.1 加筋垫层的基本原理

加筋垫层的基本原理为在岩土中添加筋材料，从而使得原有土体成为复合形态。通过该种方式可以增强原有土体的抗拉和抗剪性能，除此之外，还可以使原有垫层结构保持完整性，垫层的抗弯刚度也获得了一定的增强。加筋垫层可以变更自然地基的相关性能指标，使压力扩散角增加，同时下卧层的压力也有所减小，以此可以对地基的侧向形变进行有效控制，不仅增加了土地地基的稳定性，也提升了其承载力。

1.2 加筋垫层的应用情况

通常情况下，加筋垫层的施工工艺在公路工程、堤坝工程以及煤仓建设工程领域较为常见。经过一段时期的发展，在上述工程中加筋垫层应用技术已经比较成熟，且呈现出了良好的施工效果。但是，加筋垫层相关施工技术在高层建筑地基处理中的应用较少。出现该种情况的原因主要是由于在高层地基处理过程中，已经有诸多技术长期应用在施工实践中，技术已经普遍成熟。但是，目前的高层建筑地基处理技术尚不能够应对复杂多变的地基特性，需要引入加筋垫层相关技术进行应用以解决目前的部分施工难题。

2 案例工程概况

该项目内某高层建筑结构为剪力墙，地下层数1层，地上层数32层。建筑长为29.2 m，宽为22 m，该建筑高度为95.8 m，平板式筏基。根据相关单位出具的勘察报告，拟建场地主要构成为砂、卵石、填土以及粘性土等，地层总体情况较为稳定。

3 加筋垫层在高层建筑地基处理中的具体运用

3.1 地基处理方案选用

在该项目中，基础持力层为⑤层粉质黏土，fak=200 kPa。基底压力Pk=410 kPa，在进行修正以后，地基承载力的特征值仍然不能够满足设计方案中的相关要求。因此，必须对地基进行进一步处理以达到要求。在本工程地基处理方式选定时，初步选用了CFG桩进行地基处理，根据施工区域地质的实际情况，并经过验算CFG桩持力层需要达到⑦层卵石层。但是，在试桩的过程中出现了第⑥层的中砂难以穿透的问题，该问题直接导致该桩无法进入第⑦层，该桩进入第⑥层后其深度也没有超过30 cm，因此，在其他处理方式均无效的情况下，采用了加筋垫层的方法进行地基处理。地层分布及参数见表1。

表1 地层分布及参数

3.2 加筋垫层材料及工作原理

加筋材料一般采用SBJD/GF塑玻土工复合筋带，该种筋带厚度为2.5 mm，宽度为50 mm，在拉伸强度方面需要超过120 MPa，伸长率需控制在2%～3%的合理区间内，似摩擦系数需要不小于0.5，偏斜率控制在0.01 mm/m以下。加筋垫层材料组成见图1。

在工作原理方面，主要包括隔离、防护、滤层、排水、土体强度及承载力等。在隔离方面，施工人员需要把土工织物放置在土砂石料和地基中间。该流程主要可以起到将径粒不同的土粒进行分离的作用。在防护方面，如遇较为集中的应力在物体间进行传导时，已经设置好的土工织物在一定程度上可进行缓冲和分散。滤层方面，施工人员需要将土工织物放置在土体表面或相邻的土层中间。此时土中的水分可以通过织物向外排出。在排水方面，通过运用较厚的无纺布以及各类复合材料可以在土体中构建一个排水通道，各层水分经过汇集后，可以通过上述材料向土体外部排出。在提升土体的强度和承载力方面，由于土体中加放了筋材，形成了一种强度较高的复合体。在受到外力作用的影响时，设置的筋材以及土体将会产生一定位移，此时两材料的摩擦力可以产生一个对于土体的侧压力增量，在一定程度上控制了土体的侧向偏移。

3.3 施工要求

在施工要求方面主要有以下5点:

1)在进行土工复合筋带铺设时，应当运用双向方格网状的铺设方法。

2)在垫层的边缘位置，需要将筋带反向回折后压入垫层之中，且回折应当大于3 m，回折位置需要用土工砂石袋进行压实操作。

3)在筋带铺设的过程中，需要将筋带进行调直，筋带出现弯折、重叠等情况将会对施工产生不利影响。

4)在筋带保存方面，需要避免其长时间曝晒。

5)回填材料需要采用级配良好的砂卵石，且同时要求含泥量控制在较低范围内，不能含有杂质，最大粒径需要小于50 mm，卵石含量需要超过50%。且需采用分层压实的处理办法，压实系数不可小于0.94。

4 结语

加筋垫层的地基处理方法在进行科学设计的情况下可以运用在高层建筑的地基处理过程中，该种方式有施工简单、工期较短等特征，可以在一定程度内节约工程成本，有利于控制项目工程的总造价。加筋垫层的地基处理方法有良好的应用前景，但是在具体施工技术方面还需要不断优化，以实现较好的施工效果。