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岩土研究院

山地猪舍常用地基处理方法分析

341 2020-12-02 09:49:52

山区相对平原地区,一般地质条件比较复杂,山区地面起伏比较大,存在大量高填方区域,部分建筑物可能局部位于挖方去,局部位于填方去,或者全部位于填方区,若对这种复杂地层处理不当,往往造成不均匀沉降或沉降过大,导致建筑物开裂,影响正常使用,本文通过简述山区常用的地基处理方案的工艺及优缺点,为山区猪舍基础方案选型提供参考。


1、简述

山区猪舍地质条件复杂,相对平原地区,一般有以下特点:

(1)原始地面高差悬殊很大。通过场地平整后才能使用,平整的场地部分在挖方区,部分在填方区域,建筑物基础可能部分在挖方区,部分在填方区;

(2)基岩面起伏大,上覆土层厚度变化大,建筑物基础部分在岩石上,部分在土层里;

(3)土层复杂,厚度变化大,土层物理力学指标相差悬殊;

(4)局部软弱土层,局部存在池塘、河道;

基于山区猪舍地层的特点,若地基基础处理不当,往往造成不均匀沉降或多大沉降,导致猪舍开裂,影响猪舍正常使用。

对于猪舍,具有地基具有地基承载力要求不高,不均匀沉降要求比较高的特点。对于地基处理的主要目的:(1)提高承载力;(2)减少沉降量。以下内容分别从山地猪舍地基处理及桩基的工艺、对地层的适宜性、成本探讨分析。


2、地基处理

常用地基处理方法的分类及适用范围

山地猪舍地基处理一般处理填方区、局部软弱土层,通过地基处理达到提高地基承载力、减小沉降的目的。

(1)换填垫层法

换填垫层法是将软弱土或填土开挖至一定深度,回填抗剪强度大,压缩性较小的土,例如砂、砾、石渣、灰土,并分层压实或者夯实,形成双层地基。垫层能有效扩散基底压力,提高地基承载力,减少沉降。对于山地回填不厚的区域,可以采用换填垫层法。对于回填土较厚区域,若通过对填土的均匀性评价,若相对较均匀,处理后满足承载力及均匀性变形的要求,也可采用换填垫层法处理地基。对于处理填土小于3m或局部软软弱土换填垫具有造价低的特点。对于山区不良地基的浅层处理具有明显优势。


(2)加筋土地基

为提高软土地基浅基础的承载能力,在其表面设置由加筋材料与砂砾石组成的垫层来进行加固,以适应上部荷载的需要,这种结构称为加筋土复合地基。加筋复合地基的加固作用主要来自三方面:①增强垫层的整体性和刚度,以减少沉降;②扩散应力,使地基的附加应力降低且分布均匀化,调整不均匀沉降;③约束软粘土的侧向变形。

加筋土复合地基可使地基承载力成倍地提高,同时能有效地均衡差异沉降,减小总沉降量,减少换填厚度,而且施工方便,节省造价。加筋土复合地基通常采用土工格栅作为加筋材料。

复合加筋土地基示意图

(3)强夯

对于填土相对较厚区域,可采用强夯进行地基处理。强夯法是用夯锤的冲击能和振动反复夯击地基土,从而提高地基土的承载力,降低地基土的压缩性。山区回填区域(碎石土、砂土等粗粒土)强夯的有效加固深度:对于回填土厚度4-5m,建议采用100T.m的夯击能,回填土厚度5~6m,建议采用200T.m的夯击能,回填土厚度6~7m,建议采用300T.m的夯击能,回填土厚度7~8m,建议采用400T.m的夯击能,回填土厚度8~8.5m,采用500T.m的夯击能,回填土厚度8.5~9m,采用500T.m的夯击能,回填土厚度9~9.5m采用800T.m的夯击能。回填土厚度9.5~10m,采用1000T.m的夯击能。回填土厚度10~11m,采用1200的夯击能,对于细粒土(粉土、粉质黏土等)的影响深度建议采用对应粗粒土夯击能影响深度减去1m;以上都需通过试夯确定。

在施工前先进行试夯,夯点间距一般取夯锤直径的1.5~2倍。夯点的夯击次数要满足《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012的收锤标准。夯点遍数一般情况下为2~3遍,对于粘性土含量较多地基,可适当增加夯击遍数;满夯一般采用地夯击能搭接夯击,一般为2~4遍。

强夯处理具有处理效果好、造价低的特点,不过强夯处理受到人员素养、回填土整体均匀性影响较大,试夯完需对试夯效果(承载力、压缩模量)均匀性进行评价,结合试夯结果评判地层的适宜性。


(4)高压旋喷桩

采用高压旋喷桩,高压旋喷注浆法是把注浆管钻入到回填土层中,使用20-40Mpa的高压射流破坏地基土,注入的浆液将冲下的土置换或部分混合凝成固体,以达到改造土体的目的。高压喷射注浆法是先利用工程钻机钻孔作为导孔,将带有特殊喷嘴的注浆管插入设计的土层深度,然后将水泥浆以高压流的形式从喷嘴内射出,冲击切削土体。土体在高压喷射流的强大动压等作用下,发生强度破坏,土颗粒从土层中剥落下来,与水泥浆搅拌形成混合浆液。一部分细颗粒随混合浆液冒出地面,其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下,按一定的浆土比例和质量大小,有规律地重新排列。这样从下向上不断地喷射注浆,混合浆液凝固后,在土层中形成具有一定强度的固结体,到达增强地基承载力的目的。高压旋喷桩一般分为单管法、双管法、三管法。单管法只喷射水泥浆液一种介质;双管法喷射高压水泥浆液和压缩空气两种介质;三管法喷射高压水流、压缩空气和水泥浆液等三种介质。三种工法中,三重管处理的桩径最大,有效处理深度最深,双重管次之,单重管最短。费用成本三重管最贵,双重管次之,单管法最低。整体费用相对较高。


3、结论

通过以上分析山区猪舍建设中,换填垫层法、加筋土地基、强夯处理地基具有施工方便,工期短、造价低等特点;换填垫层法、加筋土地基可控性强,强夯处理受到人员素养、回填土整体均匀性影响较大,试夯完需对试夯效果(承载力、压缩模量)均匀性进行评价,结合试夯结果评判地层的适宜性,对于猪场项目一般不适于处理8m以上的填方地基。高压旋喷造价高,工期长,处理效果好;甲方可结合地层情况,根据以上不同处理方案的特点,选择适宜的处理方案。

 


参考文献:

1、《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)

2、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)


作者:赵继涛,机械工业第四设计研究院有限公司注册岩土工程师

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