農(nóng)村應(yīng)用論文：小議墊層法在農(nóng)村的應(yīng)用

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本文作者：王文韜工作單位：河南省地礦局地質(zhì)十一隊(duì)

工程概況

場(chǎng)地地貌屬于黃河沖積平原，表層土為第四紀(jì)松散河流堆積形成的粉土、粉土夾粉質(zhì)粘土。建筑為7層磚混住宅，擬采用筏板基礎(chǔ)。換填墊層厚度厚度0~3m，填料的原狀土為粉土夾粉質(zhì)粘土，塑性指數(shù)Ip=8~11，擊實(shí)試驗(yàn)得最優(yōu)含水量Wop=18.0%，最大干重度=17.6kN/m3，設(shè)計(jì)確定壓實(shí)后干重度要求大于17.0kN/m3即壓實(shí)系數(shù)大于0.97。施工過程嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行，施工質(zhì)量?jī)?yōu)良。檢測(cè)采用了取土試驗(yàn)、靜力觸探原位測(cè)試以及靜力載荷試驗(yàn)等多種手段，為我們研究影響換填墊層強(qiáng)度的因素提供了有益的資料。

壓實(shí)填土的地基均勻性

壓實(shí)填土形成時(shí)間很短，不像原狀土有個(gè)漫長(zhǎng)的堆積和固結(jié)歷史過程，壓實(shí)填土為分層填料機(jī)械碾壓而成，平面上各處土料成分和碾壓效果難以保證一致，垂直方向上，各層填料也不盡相同，同時(shí)每層之間以及同一層層頂與層底，壓實(shí)效果均不同，所以一般壓實(shí)填土地基均存在著不均勻性。壓實(shí)填土的均勻性，在靜力觸探原位測(cè)試曲線上，可以得到直觀明顯的反映，壓實(shí)填土層靜探測(cè)試曲線形狀成鋸齒狀（2#靜探曲線），而原狀土層測(cè)試曲線為平滑狀（1#靜探曲線）。壓實(shí)填土靜探曲線鋸齒狀，是壓實(shí)填土垂直方向不均勻性特征的反映。另外從靜探統(tǒng)計(jì)成果中可以看出，靜探檢測(cè)錐尖阻力統(tǒng)計(jì)最大值與最小值之比達(dá)1.85，也間接地反映了壓實(shí)填土不均勻性的特性，采用壓實(shí)粉土填土的建筑物需要進(jìn)行變形驗(yàn)算。

換填墊層地基承載力的確定

為了更好地對(duì)比不同含水率下?lián)Q填墊層與原狀土地基承載力變化的不同，在本場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行了四次載荷試驗(yàn)，換填墊層與原狀土地基各兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，分別在天然濕度狀態(tài)和浸水狀態(tài)下的試驗(yàn)，換填墊層與原狀成分、密實(shí)度一致，具有對(duì)比性。為保證載荷試驗(yàn)有效影響深度不小于換填墊層處理的厚度，載荷試驗(yàn)壓板的邊長(zhǎng)不小于墊層厚度的1/3。取尺寸為1.0m×1.0m正方形承壓板。由于換填墊層法處理地基時(shí)已經(jīng)分層壓實(shí)，其承載力變形特征類似于承載力相對(duì)較高的天然地基，在承載力取值時(shí)采用s/b=0.01所對(duì)應(yīng)的荷載。在天然濕度狀態(tài)下，換填墊層與原狀粉土分別為1#、2#試驗(yàn)點(diǎn)，換填墊層試驗(yàn)P~S曲線形狀與原狀土曲線相似，拐點(diǎn)較明顯，換填墊層與原狀粉土地基的承載力特征值基本相同，分別為137KPa和132KPa。但是最大沉降量換填墊層為24.52mm，原狀土為25.82mm，這表明換填墊層天然濕度狀態(tài)下受力變形相對(duì)于原狀土要小，這可能與墊層填料是經(jīng)過高能級(jí)振動(dòng)碾壓，孔隙水壓力消散，在一定程度上完成了排水固結(jié)，土顆粒重新組合有關(guān)。在浸水狀態(tài)下試驗(yàn)成果，換填墊層與原狀粉土分別為3#、4#試驗(yàn)點(diǎn)，換填墊層浸水狀態(tài)承載力特征值僅為80KPa。最大沉降量為53.89mm，而原狀粉土承載力為100KPa，最大沉降量為35.77mm，強(qiáng)度較天然濕度下也明顯降低，但承載力下降幅度卻沒有換填墊層大。這說明壓實(shí)填土形成歷史短，土體的結(jié)構(gòu)未完全形成，所以遇水易軟化，變形急劇增大，強(qiáng)度大幅度的降低，具有明顯的浸水濕陷性。這即是壓實(shí)后填料與母土的一個(gè)性狀差別，也是換填墊層地基本身一個(gè)重要的巖土特征。從土力學(xué)的角度上考慮，在最優(yōu)含水率的條件下，水對(duì)石英礦物表面的非潤(rùn)滑效應(yīng)明顯，由于毛細(xì)管應(yīng)力作用產(chǎn)生吸力。再者，顆粒間公共結(jié)合水膜的水膠聯(lián)結(jié)作用，結(jié)合水不同于自由水，它具有一定的黏滯性、彈性和抗剪性，含水率低時(shí)，通過公共結(jié)合水膜產(chǎn)生的水膠連接作用強(qiáng)，從而增大土的抗剪強(qiáng)度。但隨著含水率的增大，結(jié)合水膜厚度增大，由于厚層結(jié)合水膜的內(nèi)層和外層具有不同的性質(zhì)，其中水的黏滯性隨著距離土顆粒表面的距離的增加而減小，水在顆粒間的潤(rùn)滑作用逐漸增強(qiáng)，使得土的內(nèi)摩阻力逐漸減小。同時(shí)，毛細(xì)作用隨含水率的增加而減小以至于消失，基質(zhì)吸力消失，因此顆粒之間的相對(duì)移動(dòng)變得容易。地基土強(qiáng)度明顯降低。文獻(xiàn)4通過對(duì)相同壓實(shí)系數(shù)及不同含水率的固結(jié)不排水試驗(yàn)研究證明，在相同的壓實(shí)系數(shù)條件下，隨著含水率的增大，試樣的峰值強(qiáng)度明顯降低、試樣的變形性狀也發(fā)生明顯的改變，即變形曲線逐步由軟化型過渡到硬化型，說明破壞類型逐漸由脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)檠有云茐摹：试酱蟆鷫涸礁撸馏w塑性變形越明顯。這說明壓實(shí)后的粉土在含水率增大的條件下會(huì)產(chǎn)生一定量的濕化變形。

（1）施工質(zhì)量控制好的換填墊層，在天然濕度狀態(tài)下其物理力學(xué)性質(zhì)優(yōu)良，有著較高的強(qiáng)度和剛度。對(duì)于一般的民用建筑，做好防水措施，可直接作為天然地基持力層使用。（2）雖然換填墊層填料通過壓實(shí)擠密，其滲透系數(shù)較小，浸水影響土層厚度有限，但是壓實(shí)填土地基由于毛細(xì)管發(fā)育，在可能浸水和人工擾動(dòng)的情況下，浸水后軟化變形嚴(yán)重，地基強(qiáng)度會(huì)大幅度降低。在上層滯水豐富或雨季施工時(shí)，應(yīng)防止基槽浸水，做好降排水措施。必要時(shí)應(yīng)采用地基加固處理措施。而對(duì)采用壓實(shí)填土地基的建筑物要做好防水措施，應(yīng)設(shè)置檢漏管溝、防水地坪。保證室外場(chǎng)地平整，防止場(chǎng)地積水滲入地基。（3）換填墊層為分層壓實(shí)而成，總體為薄層狀構(gòu)造，層與層之間以及每層層頂與層底，其壓實(shí)效果不同，大面積施工各處土料成分難以保證相同，所以換填墊層的均勻性要慎重對(duì)待。對(duì)于換填墊層地基均勻性的評(píng)價(jià)，靜探曲線能較為直觀的反映，是理想的檢測(cè)評(píng)價(jià)方法。（4）國(guó)內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范，對(duì)換填墊層承載力確定，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)載荷試結(jié)果來(lái)確定，其結(jié)果較準(zhǔn)確，可信度高。墊層厚度變化較大時(shí)，承載力要同時(shí)反映墊層與下臥層的影響，承載力的特征值的確定還應(yīng)考慮建筑物地基變形允許值的要求。應(yīng)考慮壓板尺寸與厚度的關(guān)系，或采取分層檢驗(yàn)。