當(dāng)軟土地基的承載力和變形滿足不了建筑物的要求,而軟弱土層的厚度又不很大時(shí),采用填換法能取得較好的效果。
目前,在軟土地區(qū)經(jīng)常采用的是墊層法,如素土墊層、灰土墊層以及砂石墊層等等。雖然材料不同的墊層其應(yīng)力分布有所差異,但從試驗(yàn)結(jié)果分析,其極限承載力還是比較接近的;通過沉降觀測(cè)資料發(fā)現(xiàn),不同材料墊層上的建筑物沉降的特點(diǎn)基本相似,所以各種材料的墊層都可近似地按砂墊層的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。不同材料的墊層,其主要作用也與砂墊層相同,表現(xiàn)為:提高地基承載力、減少沉降量、加速軟弱土層的排水固結(jié)以及防止凍脹等。值得指出的是,一般在鋼筋混凝土基礎(chǔ)下采用10 ~30cm 厚的混凝土墊層,主要是作基礎(chǔ)的找平和隔離層,并為基礎(chǔ)綁扎鋼筋和建立木模等工序的施工操作提供方便,僅是施工措施,不屬于地基處理。
一、砂墊層和砂石墊層
適用于持力層比較軟弱的地基,不宜用于加固濕陷性黃土和膨脹土地基以及不透水粘土地基。
(一) 構(gòu)造要求
砂墊層和砂石墊層的厚度,應(yīng)以作用在墊層底面處土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和不大于軟弱土層的容許承載力來確定。一般為0.5 ~2.5m ,但不宜于3m ,墊層的頂寬度一般較基礎(chǔ)底面每邊大0.4 ~0.5m ,底寬可與其頂寬相同,也可和基礎(chǔ)底寬相同,大面積墊層寬度常按自然傾斜角確定 (圖2 -1)。
(二) 材料要求
墊層材料應(yīng)使用顆粒級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬的中砂、粗砂、礫砂、卵石或碎石。砂礫中石子的含量不應(yīng)大于50 %,石子最大粒徑不大于50mm 。砂、石中均不得含有草根、垃圾等有機(jī)雜物,含泥量不大于5 % (用作排水墊層時(shí)不應(yīng)大于3 %)。
(三) 施工要點(diǎn)
1.施工前應(yīng)先驗(yàn)槽、清除浮土,基坑、基槽的邊坡必須穩(wěn)定 (要有一定的坡度以防塌方),槽底和兩側(cè)如有孔洞、溝、井等應(yīng)先填實(shí)。
2.人工級(jí)配的砂、石材料應(yīng)按級(jí)配要求拌和均勻,再鋪填搗實(shí)。
3.開挖基坑鋪設(shè)砂墊層時(shí),必須避免擾動(dòng)軟弱土層的表面,基坑開挖后應(yīng)及時(shí)回填,不應(yīng)暴露過久或浸水,并防止踐踏坑底。
4.砂、石墊層底面應(yīng)鋪設(shè)在同一標(biāo)高上,如深度不同時(shí),基坑地基土面應(yīng)挖成踏步或斜坡搭接,搭接時(shí)應(yīng)注意搗實(shí),施工時(shí)應(yīng)按先深后淺的順序進(jìn)行。
5.分段施工時(shí),接頭處應(yīng)做成斜坡,每層錯(cuò)開0.5 ~1.0m ,并應(yīng)充實(shí)搗實(shí)。
6.搗實(shí)砂石墊層時(shí),應(yīng)注意不要破壞基坑底面和側(cè)面土的強(qiáng)度,對(duì)基坑下靈敏度大的地基土,在墊層最下一層宜先鋪設(shè)一層15 ~20cm 的松砂,只用木夯夯實(shí),不得使用振搗器,以免破壞基底土的結(jié)構(gòu)。
7.采用細(xì)砂作為墊層的填料時(shí),應(yīng)注意地下水的影響,且不宜使用平振法、插振法和水撼法。
8.砂墊層施工中的關(guān)鍵是將其加密到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度,墊層應(yīng)分層鋪設(shè)、分層壓實(shí),施工要點(diǎn)見表2 -1 。
9.冬季施工時(shí),不得采用夾有決塊的砂石作墊層,并采取相應(yīng)的措施防止砂石內(nèi)水分凍結(jié)。
二、素土墊層
素土墊層是先挖去基坑下的部分土層或分部土層 (一般是挖去軟土),然后回填素土,分層夯實(shí)而成。素土墊層一般適用于處理濕陷性黃土和雜填土地基。
(一) 墊層厚度
1.軟土地基上的墊層厚度。一般是根據(jù)墊層底部軟弱土層的承載力決定,應(yīng)使墊層傳給軟弱土層的壓力不超過軟弱土層頂部的承載力,一般不宜大于3m 。
2.濕陷性黃土地基的墊層厚度。對(duì)于非自重濕陷性黃土地基,當(dāng)以降低溫陷等級(jí)為主時(shí),其墊層厚度以達(dá)到降低后的濕陷等級(jí)為準(zhǔn),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,矩形基礎(chǔ)的墊層厚度一般取0.8 ~1.0 倍的基底寬,條形基礎(chǔ)的墊層厚度一般取1.0 ~1.5 倍的基底寬;當(dāng)考慮消除地基全部濕陷量時(shí),地基處理至附加壓力等于土自重壓力25 %的深度處,一般矩形基礎(chǔ)取1.0 ~1.5 倍的基底寬,條形基礎(chǔ)取1.5 ~2.0 倍的基底寬。對(duì)于自重濕陷性黃土地基,需全部處理濕陷性土層,才能保證地基浸水時(shí)不出現(xiàn)濕陷變形。但這種處理方式一般處理厚度較大,不宜采用。近年來國內(nèi)多采用強(qiáng)夯或樁基等方法,既經(jīng)濟(jì)又安全。
(二) 墊層寬度
1.軟土墊層地基上的墊層寬度。當(dāng)其側(cè)面土質(zhì)較好時(shí),墊層寬度略大于基底寬度即可;當(dāng)側(cè)面土質(zhì)較差時(shí),墊層寬度不足會(huì)引起側(cè)面軟土變形,此時(shí)應(yīng)根據(jù)側(cè)面土的容許承載力按下列各式計(jì)算墊層寬度。
[R] ≥20 時(shí) B′=B + (0 ~0.36)h (2 -1)
20 > [R] ≥20 時(shí), B′=B (0.6 ~1.0)h (2 -2)
[R] <12 時(shí), B′=B + (1.6 ~2.0)h (2 -3)
式中[R] ———側(cè)面土的容許承載力 (10kPa);
B′———墊層底部寬度 (m);
h ———墊層厚度 (m)
B ———基底寬度 (m)。
2.濕陷性黃土地基的墊層寬度?砂聪率龇椒ㄖ淮_定。
(1)墊層厚度小于2m 時(shí),每邊加寬不小于墊層厚度的1/3 ,且不小于30cm ;墊層厚度大于2m 時(shí),應(yīng)適當(dāng)加寬。
(2)按0.2B ~0.3B 選取,但不小于30cm ,也不大于70cm 。
(3)按下式確定
式中 θ———應(yīng)力擴(kuò)散角,與土的干質(zhì)量密度和含水量有關(guān),一般為22°~25°。
三、碎石類墊層
用碎石墊層來處理軟弱地基,是工業(yè)建筑中應(yīng)用較多的一種地基加固方法。工程實(shí)踐表明,碎石有足夠的強(qiáng)度,用作人工地基,其固結(jié)速度快,下沉能及早完成,變形模量大,穩(wěn)定性好,而且墊層本身還可起排水層的作用,加速下部土層的固結(jié)和沉降。
(一) 材料要求
碎石或卵石要求質(zhì)地堅(jiān)硬、密致、未風(fēng)化,吸水率不大于5 %,含泥量不大于5 %;碎石粒徑,如分級(jí)時(shí)為5 ~40mm ,混合時(shí)其粒徑控制不大于虛鋪厚度的2/3 。使用礦渣層時(shí),若小面積鋪填,粒徑為20 ~60mm ,若大面積鋪填最大粒徑不超過200mm ,且泥土及有機(jī)質(zhì)的含量不大于5 %。墊層的底部及四周應(yīng)設(shè)一層20 ~30cm 的砂框,以防止地基土與碎石互相擠入引起沉陷。
(二) 施工要點(diǎn)
1.施工時(shí),先將軟弱土層挖除至天然好土,然后做砂框并振實(shí),垂直砂框可與墊層同時(shí)施工。其一般結(jié)構(gòu)如圖2 -2 (a)、(b) 所示。
2.墊層應(yīng)分層鋪設(shè),若碎石墊層與天然地基相鄰,可按圖2-2 (c) 施工;若軟弱土層厚度不同,墊層應(yīng)做成階梯狀,如圖2 -2 (d) 所示。
3.墊層壓實(shí),一般用碾壓法或振搗法,碾壓法采用8 ~10t 的壓路機(jī)或用拖拉機(jī)牽引5t 的平碾分遍碾壓,每層鋪設(shè)厚度為250 ~330m m ,推平反復(fù)碾壓4 ~6 遍,每遍重復(fù)半個(gè)輪寬;小面積墊層的壓實(shí),一般采用振搗法,每層鋪設(shè)厚度為200 ~250mm ,振搗3~4 遍,用平板振搗器振實(shí)時(shí),單位面積振搗的時(shí)間不得少于60s 。碎石類墊層碾壓后取樣測(cè)得的干質(zhì)量密度應(yīng)為2100kg 左右。
四、灰漿碎磚三合土墊層
(一) 材料要求
石灰用未粉化的塊灰臨時(shí)加水開化,砂用粗砂、中砂或泥砂,不得含有有機(jī)雜物,碎磚粒徑為20 ~60m m 。
(二) 施工要點(diǎn)
1.灰漿碎磚三合土常用體積配合比為:石灰:砂或粘性土:碎磚=1 :2 :4 或1 :3 :6 。
2.鋪設(shè)厚度,第一層為220mm ,以后每層為200m m ,每層均夯成150m m 。
3.如剛打完三合土,即遇雨水沖刷或積水過多,表面灰漿被沖去時(shí),應(yīng)在排除積水后,再重新澆灰漿夯打堅(jiān)實(shí)。
五、灰土墊層
灰土墊層取材容易,費(fèi)用低且施工簡(jiǎn)單,適用于加固2m 以內(nèi)的各種地基。
(一) 材料要求
凡有機(jī)質(zhì)含量不大的粘性土都可作灰土土料,應(yīng)盡量采用地基槽挖出的土料,表面耕植土不宜采用。土料應(yīng)過篩,粒徑不大于15mm 。
(二) 施工要點(diǎn)
1.灰土常用體積配合比為:石灰:土=2 :8 或3 :7 。
2.灰土施工時(shí)應(yīng)適當(dāng)控制其含水量,灰土應(yīng)攔和均勻,顏色一致,含水量以用手緊握土料成團(tuán),手指輕捏即碎為宜。灰土拌好后應(yīng)及時(shí)鋪好夯實(shí),鋪土厚度見表2 -2 。
3.分段施工時(shí),不得在墻角、柱墩等處接縫,上下相領(lǐng)兩層灰土的接縫間距不得小于500m m ,接縫處的灰土應(yīng)充分夯實(shí)。每次鋪土?xí)r,應(yīng)從留槎處向前伸出0.5 ~0.6mm 。當(dāng)灰土基礎(chǔ)高度不同時(shí),應(yīng)做成階梯形,階梯寬不小于500mm 。
(三) 質(zhì)量要求
灰土應(yīng)逐層用環(huán)刀取樣,測(cè)定干容重,其大小應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定或不小于表2 -3 所列。
六、工程驗(yàn)收
(一) 保證項(xiàng)目
1.基底的土質(zhì)必須符合設(shè)計(jì)要求。
檢驗(yàn)方法:觀察檢查,檢查驗(yàn)收記錄。
2.灰土、砂、砂石和三合土的干土的重力密度或貫入度必須符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范的規(guī)定。
檢驗(yàn)方法:觀察檢查和檢查分層試 (檢) 驗(yàn)記錄。
(二) 基本項(xiàng)目
1.灰土、砂、砂石和三合土的配料、分層虛鋪厚度及夯壓程度應(yīng)符合以下規(guī)定
合格:配料正確,拌合均勻,虛鋪厚度符合規(guī)定,夯壓密實(shí)。
優(yōu)良:配料正確,拌合均勻,虛鋪厚度符合規(guī)定,夯壓密實(shí),灰土與三合土表面無松散和起皮。
檢查數(shù)量:柱坑按總數(shù)抽查10 %,但不少于5 個(gè);基坑、溝槽每10m2抽查1 處,但均不少于5 處。
檢驗(yàn)方法:觀察檢查。
2.灰土、砂、砂石和三合土的留槎和接槎應(yīng)符合下列規(guī)定
合格:分層留槎位置正確,接槎密實(shí)。
優(yōu)良:分層留槎位置、方法正確,接槎密實(shí)、平整。
檢查數(shù)量:不少于5 個(gè)接槎處,不足5 處時(shí),逐個(gè)檢查。
檢查方法觀察和尺量檢查。
(三) 允許偏差項(xiàng)目
灰土、砂、砂石和三合土地基的允許偏差和檢驗(yàn)方法應(yīng)符合表2 -4 的規(guī)定。
企業(yè)正常生產(chǎn)年份年利潤(rùn)為68.97 萬元、年平均利潤(rùn)為63.418 萬元。
3.財(cái)務(wù)現(xiàn)金流量表
全部投資現(xiàn)金流量表,以投資視為自有資金,不考慮利息計(jì)算。表中經(jīng)營成本是從生產(chǎn)成本中扣除折舊維修費(fèi)和流動(dòng)資金利息得出的。
項(xiàng)目?jī)?nèi)部收益率 (見表2 -5)。