巖土工程師輔導(dǎo)：地基處理2

　　粉煤灰墊層

　　70年代末，上海開始利用粉煤灰作為地基加固材料，主要用作墊層、回填料和摻合料。80年代后期，隨著高速公路和高等級(jí)公路的興建，大量使用粉煤灰作為路基墊層材料。

　　1990年，上海冷軋薄板工程設(shè)計(jì)，要求廠房地坪承重結(jié)構(gòu)回填墊層的容許承載力≥0.12兆帕(12噸/平方米)，壓實(shí)密度≥0.93。該工程施工填筑材料和試驗(yàn)樣品均選用寶鋼電廠貯灰場(chǎng)中的濕排粉煤灰，實(shí)驗(yàn)室提供施工壓實(shí)參數(shù)是：最大干密度1.16噸/立方米，最優(yōu)含水量為30.5±4%，使用二輪振動(dòng)壓路機(jī)和三輪內(nèi)燃?jí)郝窓C(jī)進(jìn)行壓實(shí)。鋪筑粉煤灰墊層厚度約0.7米，耗灰量達(dá)4萬(wàn)噸以上。自1990年3月起施工，至同年6月完工，年底投產(chǎn)。大量的薄板鋼材堆放在混凝土地坪上，粉煤灰墊層未發(fā)生任何異常情況。車間局部開挖表明，粉煤灰墊層已有凝硬作用，為工程填筑節(jié)約費(fèi)用60萬(wàn)元，且提前完成施工。靜載荷試驗(yàn)的結(jié)果表明，粉煤灰地基的容許承載壓力為0.3兆帕(30噸/平方米)，變形模量為19.0兆帕，均大于設(shè)計(jì)要求，也較常用的土夾石墊層為高。

　　樹根樁

　　樹根樁是一種小型的鉆孔灌注樁，通常的直徑是7.5厘米至25厘米。它是用鉆機(jī)鉆孔，然后放入鋼筋籠或者一根型鋼，同時(shí)放入注漿管，注入水泥漿或混凝土而成樁。樹根樁可以是單根的，也可以是成束的，是垂直的也可以是傾斜的。

　　80年代，國(guó)內(nèi)開始試驗(yàn)研究和應(yīng)用樹根樁，最初用于蘇州虎丘塔的糾偏和地基加固。以后通過(guò)試驗(yàn)研究廣泛用于建筑物加層、糾偏、防止不均勻沉降、古建筑地基基礎(chǔ)加固、巖石和土體加坡穩(wěn)定的加固、地下?lián)跬翂头罎B墻等。比較典型的是上海延安東路外灘天文臺(tái)地層加固工程。天文臺(tái)是清光緒十年(1884年)法租界公董局出資建造的，已有百余年的歷史，被列為保護(hù)性建筑。延安東路越江隧道(盾構(gòu)直徑11米)從天文臺(tái)附近通過(guò)，隧道中心線距天文臺(tái)地表外緣僅18米，隧道開挖將直接威脅天文臺(tái)的安全，上海市政府指示，要對(duì)天文臺(tái)進(jìn)行加固保護(hù)。上海隧道院提出采用兩排樹根樁(兩排間距30厘米，樁間間距30厘米)對(duì)天文臺(tái)地基土體加固，在土層中形成一道防坍地下墻，樁長(zhǎng)為30米，配主筋4根直徑25毫米、箍筋直徑8毫米×500毫米，樁伸入隧道盾構(gòu)底標(biāo)高4.5米，計(jì)143根。經(jīng)過(guò)加固后，天文臺(tái)安然屹立在黃浦江畔。

　　預(yù)壓加固

　　70年代以來(lái)，在石化總廠化工油罐區(qū)、陳山碼頭油罐區(qū)及高橋煉油廠、寶鋼等油罐區(qū)陸續(xù)推廣使用充水預(yù)壓加固地基技術(shù)。到80年代末，累計(jì)施工油罐約70座。其單項(xiàng)最大容量為3萬(wàn)噸。石化總廠1萬(wàn)立方米油罐于1974年10月28日開始加荷預(yù)壓地基，41天充水至最高水位，到1975年3月開始卸荷，歷時(shí)148天，測(cè)得中心沉降131.9厘米，固結(jié)度達(dá)93%，環(huán)基沉降84.2厘米，回彈量3.24厘米，不僅預(yù)壓效果良好，而且工期短。從土建開工，油罐制作安裝到充水預(yù)壓后卸荷結(jié)束，全部時(shí)間不超過(guò)1年。

　　油罐充水預(yù)壓加固地基的設(shè)計(jì)，必須驗(yàn)算地基的穩(wěn)定性，包括地基土的天然抗剪強(qiáng)度，地基在受荷固結(jié)過(guò)程中抗剪強(qiáng)度的增長(zhǎng)，并須計(jì)算地基在逐級(jí)加荷下的固結(jié)度。在充水加荷過(guò)程中，還需觀測(cè)孔隙水壓力的增長(zhǎng)和消散，測(cè)量沉降變形的發(fā)展和穩(wěn)定。所有這些工作，上海的巖土工程技術(shù)人員，包括勘察設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè)人員作出了很大的貢獻(xiàn)。在土工試驗(yàn)方面，除了直接固結(jié)快剪外，也做無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和三軸固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)，測(cè)定有效內(nèi)摩擦角。同時(shí)在軟粘土內(nèi)進(jìn)行十字板剪切試驗(yàn)，以驗(yàn)算受荷過(guò)程中抗剪強(qiáng)度的增長(zhǎng)。還進(jìn)行豎向和徑向固結(jié)試驗(yàn)，測(cè)定在不同壓力下的固結(jié)系數(shù)，供計(jì)算固結(jié)度調(diào)正。由于對(duì)上海軟土的工程特性研究和掌握得比較全面，因而使油罐充水預(yù)壓加固技術(shù)能夠推廣應(yīng)用，創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟(jì)效益。除充水預(yù)壓外，堆載預(yù)壓和真空抽氣預(yù)壓技術(shù)也得到了應(yīng)用，為軟土地基排水固結(jié)加固取得了經(jīng)驗(yàn)。由華東電力院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的利港電廠煤場(chǎng)，利用堆煤作為荷載，采用塑料排水板作為豎向排水通道，節(jié)約了大量地基處理費(fèi)用。這種方法在高速公路建設(shè)中也得到了廣泛應(yīng)用。

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