萬天佐

摘要:正確認(rèn)識(shí)山區(qū)巖土地基的特性和規(guī)律性,不但可以避免事故,而且對(duì)合理利用和正確處理山區(qū)巖土地基也是必要的。文章介紹了山區(qū)巖土地基的兩種處理方式,一類是處理壓縮性較高酌地基,使之適應(yīng)壓縮性較低的地基;另一類是處理壓縮性較低的地基,使之與壓縮性較高的地基相適應(yīng)。以上兩種方法均能取得良好的效果。

關(guān)鍵詞:山區(qū)巖土地基;地基處理;山區(qū)施工;壓縮性

中圖分類號(hào):TU471文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2009)24-0182-02

一、山區(qū)地基

在我國以往的山區(qū)建設(shè)中,出于對(duì)其地質(zhì)條件的復(fù)雜性和規(guī)律性認(rèn)識(shí)不足,有的工程建成后,被迫搬遷,有的花了大量整治費(fèi)用,還有個(gè)別工程遭到破壞,結(jié)國家造成了巨大損失。但是在更多的工程實(shí)踐中,由于避開了有不良地質(zhì)現(xiàn)象的地段,或采取了可靠的防治措施,避免了工程事故。因此,在山區(qū)建設(shè)中,應(yīng)對(duì)建設(shè)場區(qū)作必要的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)評(píng)價(jià),對(duì)建筑物有直接危害或潛在威脅的滑坡、泥石流、崩塌以及巖溶、土洞等強(qiáng)烈發(fā)育的地段,一般不允許選作為建設(shè)場地,如必須使用這類場地,則應(yīng)采取可靠的防治措施。

還有些山區(qū)工程事故,如土體滑動(dòng)、斜坡失穩(wěn)以及基礎(chǔ)和地坪下沉,常常與大量的土石方工程處理不當(dāng)有關(guān)。為此,當(dāng)建設(shè)場地選定之后,在總圖布置階段,就應(yīng)根據(jù)工藝要求,結(jié)合具體的地形地質(zhì)條件,合理利用建設(shè)場地,將主體建筑布置在較好的地基土上,并應(yīng)盡量減少大挖大填,以期達(dá)到投資少、收效好的結(jié)果。

此外,在長期的自然狀態(tài)下,大多數(shù)山區(qū)因其特有的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,已形成天然的排水系統(tǒng)和生態(tài)平衡,使場區(qū)處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。因此,充分利用和保護(hù)這些自然形成的排水系統(tǒng)和山地植被,不但可節(jié)省建設(shè)投資,而且還能保證建筑物的安全。當(dāng)必須改變原排水系統(tǒng)時(shí),則應(yīng)在適合疏導(dǎo)和攔截的部位,將水引出場外。在受山洪影響的地段,則應(yīng)采取相應(yīng)的排洪措施。

二、山區(qū)巖土地基

在地基的主要受力層范圍內(nèi),如遇下列情況之一,屬于巖土地基:下臥基巖表面坡度較大(>10%);石芽密布并有出露;大塊孤石或個(gè)別石芽出露。

1.下臥基巖表面坡度較大的地基。這類地基在山區(qū)較為普遍,由于基巖表面傾斜,使基底下土層厚薄不均。設(shè)計(jì)時(shí),除要考慮由于巖性和厚度的變化,以致地基土的承載力和壓縮性相差懸殊而引起建筑物不均勻沉降外,還要考慮地基的穩(wěn)定性,即上覆土層是否可能沿傾斜的基巖表面產(chǎn)生滑動(dòng)。在滿足地基穩(wěn)定條件的前提下,如堅(jiān)硬基巖與基礎(chǔ)底面之間的土層厚度大于30cm,建筑物的不均勻沉降可根據(jù)地基土的厚度及壓縮性進(jìn)行驗(yàn)算。對(duì)于一般中、小型建筑物,當(dāng)結(jié)構(gòu)類型和地質(zhì)條件符合要求時(shí),可不作變形驗(yàn)算和地基處理。

當(dāng)?shù)鼗鶙l件或建筑物類型不滿足要求時(shí),應(yīng)作變形驗(yàn)算。在差異變形超過容許值時(shí),才考慮進(jìn)行地基處理。

這類地基的另外兩種特殊情況:(1)基巖表面相背傾斜,當(dāng)其頂點(diǎn)接近或露出地面時(shí),其地基變形條件類似大塊孤石地基,對(duì)建筑物很不利,往往在基巖頂點(diǎn)處的墻面上產(chǎn)生裂縫,這時(shí),一般應(yīng)進(jìn)行地基處理;(2)當(dāng)建筑物橫跨沖溝時(shí),基巖夾而相向傾斜,這對(duì)建筑物的危害性相對(duì)較小。如巖層表面的傾斜平緩,而上覆土層又較好,對(duì)于一般中、小型建筑物,可只采取某些結(jié)構(gòu)措施,而不作地基處理。但當(dāng)巖層表面坡度較大,沖溝較深,上覆土層壓縮性較高,建筑物又較大時(shí),則應(yīng)壓縮層厚度變化所產(chǎn)生的不均勻沉降對(duì)建筑物的影響,有時(shí)需要進(jìn)行地基處理。

2.石芽密布并有出露的地基。這類地基一般是在巖溶地區(qū),我國貴州、廣西和云南等省多見,其基本特點(diǎn)是基巖表面起伏較大,石芽之間多被紅粘土所充填?？碧竭@類地基土?xí)r,即使把勘探點(diǎn)加密,也不易查清巖面起伏變化的全貌,往往需根據(jù)基槽開挖后的地基實(shí)際情況,確定對(duì)策。

關(guān)于這類地基的變形問題,目前尚無法進(jìn)行理論計(jì)算,但實(shí)踐表明:由于充填在石芽間的紅粘土,承載力較高,壓縮性較低;石芽間的土層處于側(cè)限受力狀態(tài),其變形量小于同類土在一般情況下的變形量,所以建造在這種地基上的大量中、小型建筑物,雖未作地基處理,但一直使用正常。如石芽間由軟土充填,則因土的變形大,可能使建筑物產(chǎn)生過大的不均勻沉降,應(yīng)作地基處理。

3.大塊孤石地基。在山前洪積層中或冰漬層中常出現(xiàn)大塊孤石。這類地基類似于巖層面相背傾斜和個(gè)別石芽出露的地基,其變形條件對(duì)建筑物最為不利。如孤石接觸基礎(chǔ)底面,一般都應(yīng)進(jìn)行處理,否則,建筑物極易開裂,處理這類地基的辦法,多采用褥墊法。

三、山區(qū)巖土地基的處理

1.巖土地基的處理方法,一般可分為兩類,一類為處理軟弱部分,即壓縮性較高的地基,使其適應(yīng)堅(jiān)硬部分,即壓縮性較低的地基。例如本工程移位后,計(jì)劃采用箱基局部坐到基巖上的混凝土現(xiàn)澆層上,這是由于基巖頂面距箱基底較近,而大部分采用箱基底做樁基的作法,這部分基巖頂面距箱基底較遠(yuǎn)。因造價(jià)高、工期長,且基巖溶洞分布規(guī)律未完全探清,因而未予采用。根據(jù)工程具體情況,也可采用局部大開挖、換填,或用梁、板跨越等方法。這種處理方法其處理效果好,但不經(jīng)濟(jì),且施工工期長。另一類是處理壓縮性低的地基,使其與壓縮性較高的地基相適應(yīng),做到調(diào)整巖土交界部位的相對(duì)變形,避免由于該處應(yīng)力集中而使建筑物出現(xiàn)不均勻沉降。褥墊法是處理巖土地基中常用的既經(jīng)濟(jì)又安全可靠的方法。本工程采用石屑褥墊法,目的是調(diào)整南北不均勻沉降,因?yàn)榛鶐r面上的土層厚度不均,懸殊較大。根據(jù)有些高層建筑地基處理經(jīng)驗(yàn),采用石屑做褥墊層,由于其遇較硬地基后,能自動(dòng)滑動(dòng),產(chǎn)生較好的調(diào)整地基變形的作用。褥墊層的厚度視所需調(diào)整的沉降量而定,一般采用粗砂、碎石、級(jí)配卵石300～500mm,采用石屑,厚度300mm即可。

2.對(duì)下臥層基巖面坡度較大的地基,除考慮地基承載和變形引起建筑物不均勻沉降外,還應(yīng)考慮地基土沿傾斜面滑動(dòng)。當(dāng)基巖表面相背傾斜,且離基礎(chǔ)底較近時(shí),相當(dāng)于大孤石地基,應(yīng)予炸除處理,換成褥墊層。當(dāng)基巖相向傾斜,形成溝道時(shí),對(duì)建筑物的危害相對(duì)減小,視溝道深度及建筑物荷載大小確定處理。對(duì)局部隆起的地基及大塊孤石地基,當(dāng)其距基礎(chǔ)底較近時(shí),對(duì)建筑物地基不均勻沉降十分不利,一般應(yīng)予處理。常用的褥墊處理方法造價(jià)低,施工方便,效果較好。

3.對(duì)不均勻巖土地基的處理可分為結(jié)構(gòu)措施和地基處理兩方面,在不少情況下,兩者是相互協(xié)調(diào)和補(bǔ)償?shù)?。?duì)建造在軟、硬相差比較懸殊的巖土地基上的建筑物,當(dāng)長度較大或造型較復(fù)雜時(shí),為了減小不均勻沉降所造成的危害,宜用沉降縫將建筑物分開。但建筑物平面位置的確定和沉降縫位置的選擇,既要考慮建筑物的體型,又要適應(yīng)地基條件,不能顧此失彼,留下后患。多層磚石承重結(jié)構(gòu)底層的隔墻應(yīng)適當(dāng)加密,在建筑物的兩端和沉降縫的兩側(cè)均不宜布置大開間,必要時(shí)應(yīng)增設(shè)圈梁以加強(qiáng)建筑物的整體剛度。但是,加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的效果也是有限的,當(dāng)?shù)鼗牟町愖冃纬^一定限度后,建筑物仍然會(huì)產(chǎn)生裂縫。因此,有時(shí)還應(yīng)同時(shí)處理地基以控制不均勻沉降。

關(guān)于不均勻巖土地基的處理方法,概括起來,可分為兩大類:一類是處理壓縮性較高酌地基,使之適應(yīng)壓縮性較低的地基,如采用樁基、局部深挖、換填或用梁、板、拱跨越等方法,這類地基處理方法,效果較好,但有時(shí)投資較高;另一類是處理壓縮性較低的地基,使之與壓縮性較高的地基相適應(yīng),如采用褥墊法,也能取得良好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]王芝銀,李云鵬.西部巖土工程與巖土力學(xué)問題[J].長安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2003,(1).

[2]何兆益,朱宏洲.山區(qū)高填方回填地基處理效果的現(xiàn)場試驗(yàn)評(píng)價(jià)[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào),2002,(2).

[3]李維國,于鳳琴,丁健.山嶺重丘區(qū)高等級(jí)公路石方開挖與填筑[J].東北公路,1997,(1).

[4]柳立新.山區(qū)巖土地基處理的嘗試[J].浙江建筑,1995,(1).

[5]任振甲,粟永輝,費(fèi)宏光.巖土地基的處理[J].建筑工人,2006,(11).

[6]林長進(jìn).漳州市區(qū)巖土地基與樁基持力層特征分析[J].漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2006,(3).

[7]謝定義.工程建設(shè)中的巖土工程問題與研究[J].西安理工大學(xué)學(xué)報(bào),1995,(1).

[8]姚志祥,羅國煜.濟(jì)南市巖土地基工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量分級(jí)與評(píng)價(jià)優(yōu)勢指標(biāo)[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2003,(4).

[9]姚志祥,孫偉政,李相然,趙曉.煙臺(tái)濱海平原地帶巖土地基特征及基礎(chǔ)形式的選擇[J].煙臺(tái)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程版),2003,(3).