巖土工程師輔導(dǎo)：地基處理1

　　新中國建立以來，上海的地基基礎(chǔ)處理技術(shù)，在工業(yè)和民用建筑中，都取得了很大進(jìn)步。人工處理地基在全市采用較多的有：振沖碎石樁和擠密碎石樁、短樁處理局部暗浜和填土、充水預(yù)壓、擠密砂樁、樹根樁、錨桿壓糾偏、強(qiáng)夯、旋噴和粉煤灰墊層等。各種不同的地基處理方法，都有其適用性，上海地區(qū)在具體應(yīng)用時(shí)，結(jié)合地質(zhì)條件和建筑物的特點(diǎn)，積累許多經(jīng)驗(yàn)，為工程建設(shè)節(jié)約了大量費(fèi)用。

　　振沖法

　　1981年開始，在海潮路多層住宅、閔行東風(fēng)新村、南市水廠等8項(xiàng)工程中先后采用振沖法。加固后地基容許承載力可提高約90%，加固深度一般為10米，最大深度18米，平面置換率約20%左右，樁的直徑80厘米，振沖加固適用于砂土地基。對于軟粘土只能起置換作用，場地排污影響環(huán)境，樁間土的結(jié)構(gòu)受到破壞，強(qiáng)度降低，因此效果不理想。1984年，10層的田林賓館采用振沖碎石樁加固地基，由于土層軟弱，施工下料未能滿足設(shè)計(jì)要求，發(fā)生超量沉降，造成房屋傾斜和裂縫，但地基土并未產(chǎn)生塑流破壞，因此在上部結(jié)構(gòu)經(jīng)過處理后，并未影響使用。自從發(fā)生這一事故后，上海地區(qū)對振沖碎石樁的試驗(yàn)，采取極為慎重的態(tài)度，在市區(qū)因排污困難，石料較貴，故較少采用，但對處理振動液化，是可靠和有把握的。

　　擠密碎石樁，加空壓機(jī)振沖解決了管內(nèi)投料，曾在石化總廠陳山4只5萬噸級油罐基礎(chǔ)中應(yīng)用，最大沉降1米(充水預(yù)壓)，樁長20米。

　　擠密砂樁

　　1959年，上海重型機(jī)器廠鑄鋼車間樁基的荷重很大，對沉降和不均勻沉降有嚴(yán)格的要求，當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)老師提出采用擠密砂樁進(jìn)行地基加固，由于上海地區(qū)缺乏經(jīng)驗(yàn)，組織了面積為12米×17米的大型試驗(yàn)，采取復(fù)打方法使砂樁直徑達(dá)到60厘米，樁距為110厘米，加固深度為20米，共打入202根砂樁，并在加固范圍內(nèi)鋪了50厘米厚的砂墊層，以利排水。打砂樁后，地表向上隆起，加固中心最大值竟達(dá)139厘米，表明地基土遭到嚴(yán)重?cái)_動。實(shí)地試驗(yàn)表明，地基土的強(qiáng)度和變形雖然得到一定的改善，但未能達(dá)到預(yù)期的效果，沉降量仍較大。經(jīng)過比較，最后否定了砂樁加固地基的方案。

　　1978年，寶鋼礦石堆場采用擠密砂樁加固地基。該堆場占地面積38萬平方米，堆料面積27萬平方米，礦石最大設(shè)計(jì)堆載為32.5噸/平方米。為了取得設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，在堆場區(qū)進(jìn)行了加固堆土試驗(yàn)，試驗(yàn)區(qū)面積為50米×50米，打入兩種規(guī)格的擠密砂樁：密樁區(qū)，樁徑700毫米，間距1.65米;疏樁區(qū)，樁徑500毫米，間距3米。樁身形狀上細(xì)下粗(上段5米樁徑為400毫米)，樁長20米，共打入砂樁658根。打好砂樁后，在100米×40米范圍內(nèi)填砂1.8萬立方米，堆高為10米，重16噸/平方米，分24層堆高，分層碾壓，填砂歷時(shí)14天。試驗(yàn)從1979年7月開始，歷時(shí)近10個(gè)月，實(shí)際堆載4個(gè)月。為堆載試驗(yàn)，武漢冶金勘察公司曾用國外薄壁取土器(壁厚1.5～2.0毫米)與常用的厚壁取土器(壁厚4毫米)取土樣，作對比分析，對于10～20毫米的軟土，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度值較原地基提高1.43倍。卸土后，密樁區(qū)為1.28，疏樁區(qū)為1.54。華東電力院勘察處為試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行了十字板抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，在土中剪切面分為垂直和水平兩個(gè)方向，用50毫米×50毫米、50毫米×100毫米和50毫米×150毫米3種尺寸的翼板，得出水平向抗剪強(qiáng)度與垂直向抗剪強(qiáng)度之比平均為1.71。故在地區(qū)穩(wěn)定性分析中，估算土的非等向深強(qiáng)是有意義的。通過試驗(yàn)獲得的資料，為擠密砂樁的應(yīng)用和改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。在上海市土木學(xué)會組織的有關(guān)老師多次討論提出建議的基礎(chǔ)上，修改后的設(shè)計(jì)用砂量從175萬立方米減為69萬立方米，節(jié)約投資3千余萬元。1994年起，寶鋼三期工程開工后，新的礦石堆場繼續(xù)采用砂樁加固地基，且在一期工程的基礎(chǔ)上作了改進(jìn)。

　　強(qiáng)夯法

　　70年代，強(qiáng)夯法在上港十一區(qū)試驗(yàn)成功后，很快就在上港九區(qū)、十二區(qū)及十六鋪客運(yùn)站、長橋水廠、耀華玻璃廠等20余項(xiàng)工程中得到應(yīng)用。90年代初，又在浦東凌橋的染化一、三廠工程和羅涇港煤堆場等采用塑料排水板排水，鋼渣墊層強(qiáng)夯的工藝取得良好的效果和經(jīng)濟(jì)效益。

　　強(qiáng)夯法加固效果明顯。上港十一區(qū)倉庫地基表層為回填土，中層為粉砂土，下層為軟塑、流塑狀態(tài)的粉質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粘土。未加固前由荷載板(70.7厘米×70.7厘米)確定的承載力較低，約50～70千帕，加固后承載力提高到350～510千帕，為加固前的5～7倍。上港十區(qū)加固后，強(qiáng)度由原來的210千帕提高到270千帕;上海港客運(yùn)站地基強(qiáng)度由80～90千帕提高到200千帕以上。

　　強(qiáng)夯法的施工工藝和設(shè)備比較簡單，但在施工過程中必須重視和加強(qiáng)現(xiàn)場測試，以有效地控制現(xiàn)場施工質(zhì)量，并檢驗(yàn)加固效果。上海的工程勘察單位在檢測方面，不僅能滿足施工配合的需要，而且在測試技術(shù)的發(fā)展方面做出很大貢獻(xiàn)。強(qiáng)夯法變形測定，一般是用深層土體側(cè)向變形儀和普通沉降位移標(biāo)。強(qiáng)度和力學(xué)性指標(biāo)現(xiàn)場測度，主要有孔隙水壓力計(jì)、十字板剪切試驗(yàn)儀、靜力觸探和動力觸探儀、旁壓儀和荷載板試驗(yàn)儀。夯擊振動用測振儀。在這些測試儀器中較為重要的是旁壓儀。旁壓儀于30年代首創(chuàng)于德國，50年代末法國又重新研制，主要是隨強(qiáng)夯法應(yīng)用而發(fā)展成熟。在70年代后期，國內(nèi)研制成功預(yù)鉆型旁壓儀，并推廣使用。1980年，華東電力院研制成功三腔水壓式自鉆旁壓儀，并通過部級鑒定。旁壓試驗(yàn)除了用來了解土的變形和強(qiáng)度外，已推廣到淺基礎(chǔ)內(nèi)承載力和沉降計(jì)算、單樁承載力計(jì)算、水平荷載下樁的應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算以及板樁墻的土壓力計(jì)算等。1994年，上?？辈煸涸?8層的金茂大廈工程中，使用經(jīng)改進(jìn)的國產(chǎn)預(yù)鉆旁壓儀做到孔深136米，創(chuàng)國內(nèi)深度之最，成果資料獲得國外設(shè)計(jì)單位滿意。為了檢驗(yàn)強(qiáng)夯法加固深度，上?？辈煸汉偷刭|(zhì)學(xué)會于1981年在上海石化總廠化工一廠強(qiáng)夯場地(夯錘20噸，落距20米)取土進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)研究，得出影響深度20米，有效深度7米的結(jié)論。

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