基于弱膨胀土天然地基基础的施工技术分析

基于弱膨胀土天然地基基础的施工技术分析

高明桦

作者：高明桦单位：中铝长城建设有限公司

摘要：本文借鉴棚户区改造项目这一减少膨胀土填回危害并且让膨胀土成为可回填土的成功典范。这一成功范例，在全国范围内都具有极强的借鉴意义：在基础设施工程中，有大于10万km2的膨胀土可以成功地转化为填充土避免危害环境。

关键词：膨胀土；弱膨胀潜势；含水率

由于不同的建筑所在的环境都是不一样的，因此除了考虑到建筑物本身的荷载量外，还要看建筑物它所处环境中降水量和蒸发量的比例（即气候干湿程度），气温的高低。这样才能充分地把握建筑弱膨胀潜势土层的分布，考虑到建筑物地基深度后得出准确的地基变形量的值。那么就可以采取正当的有效的施工技术来控制地基中具弱膨胀潜势的土质层，防止施工事故的发生。

1施工工艺原理

在开挖土方的时候，首先要利用大型的挖掘机，其次要确定土方的挖掘高度，其中要用到人工的方式对剩下的10cm进行清理，再其次将土工的塑料薄膜放在土工的上面并对浇筑后的混凝土垫层进行基槽的查验。最后，为了让建筑设施的土层中是弱膨胀天然基础，就要在清槽的过程中把握时机，不然基槽收到雨水和阳光的洗礼。

结合控制密度和回填浸水的方式来实现空隙填充、密实自然化的目的是非常合理的，这样的方式不仅能够充分利用土吸水膨胀的性质，还可以利用水的流动方式来推动土层的膨胀。柔性垫层的方式也被利用到回填土和上部结构之间当中，这一举措是为了回填具弱膨胀潜势的土质层，否则膨胀土的胀缩会不断地对结构产生负面的影响，从而会加大对土体后期控制的难度，不利于整个施工的进行。

2施工工艺及操作要点

2.1施工工艺流程

膨胀土土体回填施工流程:回填基底清理→土方回填、压实→回填土整体浸水→土体浸水沉降稳定→清除表层浮土→柔性垫层铺填→底板结构施工。

2.2操作要点

(1)土方开挖及垫层施工

①土方放坡：土方放坡的挖掘深度不宜小于2.5m，也不宜超过4.5m，并且二次放坡的坡度大小比例要控制在1:1。测量人员要负责在工程挖到坑底之前测量出水平线。与此同时，需要配合利用高小木楔、几个基准点和拉通线等工具，利用槽帮、基坑两个视线来发现照片。在挖掘机完工之前，测量人员的具体工作也要就此开展。从基坑的针探施工开始，就要利用基底变线进行测量。如果基坑边没有预先留有30cm到50cm的排水沟和转角处的临时积水坑，就很容易让坑底陷入雨水和地下水的浸泡中。并且排水沟和临时积水坑也要配合等量的抽水泵进行使用，让水地抽出更有效率。

②人工清槽：如果钎探没有完成或者基槽的检验没有合格，人工清槽的工作就不能开展。当人工清槽开始的时候，预留土体的厚度要保持在15cm~20cm之间。为了让基底的高能够保持标准的状态，测量人员要利用到50cm的标准尺杆，并且将基槽边线放到清理干净的基底上面。当在清运土地的时候，手推车是主要的运输工具，木板和厚铁皮是主要的辅助工具，当倒退着用推车运土的时候，可以安静地采在木板、厚铁皮上面不会松基底。

③薄膜覆盖：用来保护边坡和基底的透明薄膜主要都是用0.9M宽度。薄膜覆盖要根据基坑土不同的层进行专业覆盖，才能更好地搭接不同的土方开挖平台。从上到下进行薄膜覆盖的时候，采用水平的方式在基坑边坡上进行覆盖。当在坡顶搭接的时候，最好利用厚度为10cm、宽为0.8cm的C15混凝土进行20cm的搭接工作；而在坡底搭接的时候，要把覆盖从底部搭接到排水沟的位置，以人工清槽的基底施工为方向进行10cm的搭接工作。

④素混凝土垫层：该项工作是和人工清槽、基槽同步进行的，素混凝土的施工要在验收后的1h内做好。并且要利用灌溉浇水的方法在垫层混凝土初凝之后进行养护的工作。

(2)膨胀土回填施工

①土方回填压实：为了要让基础底而标高的位置，需要把杂物清理干净，因此基坑底和地坪上要在填土之前进行清理的工作。检验的项目，主要就是包括填土的质量、粒径和含水量。一旦发现填土中有杂物，粒径不在标准范围内，或者含水量不属于控制范围中，都是不合格的表现。当然，如果出现含水量过高或者过低的情况下，就要采取合适的方式例如范松、晾晒或均匀掺入干的图，又例如洒水润湿的方法。小型翻斗车是本项工作的主要运输方式，谱图的厚度要小于等于0.8M,并且要保证每层的回填土的平整。当然，太厚的回填土不能一次性地回填完毕，而是要分层进行回填的工作。为了保证回填的质量，需要夯打三遍以上，合纵连横地交叉夯打。深浅基坑连在一起的时候，要遵循由深入浅的原则进行填夯。如果是分开的深浅基坑，就要用高宽比为1:2的阶梯的形状进行联结，避免出现上下层超过1m的错缝。而在两侧和四周的基坑，如果出现侧标高相差太多，就会出现外墙的情况，因而要利用内部的管沟墙和外部填土的方式来加强支撑。

②回填土整体浸水：为了要让回填土中的水分位于22%~23%的范围中，需要准确的计算出灌水量的大小。考虑到蒸发的水分，要在理论的基础上加上50%的大小。回灌水的次数为1-2次不等，水位不宜超过回填区的外框结构梁。以28d为周期的记录好水位沉降的位置，来决定是否要进行第二次的灌水工作。

③清除表层浮土:因回填灌水而出现的表层浮浆并不可以就此置之不理。而是要通过小型推土机和人工的方式分别把结构中心和边缘的清扫掉后进行填土表层的高程复测。浮浆主要会出现在含水率高于25%的土层中，低于25%含水量的土层不太会出现5~8cm的表土。

④土体取样试验:规范获取灌水密实达到标准之后的土样，以此来测量含土量和含水量等。

⑤柔性垫层：把基底进行彻底清理之后，以一定的比例设置基坑两旁的坡度之后，再利用砂石垫层进行柔性垫层，否则很容易在振捣时发生塌方。双层垫层的厚度仅占设计中的十分之一，在用刮子刮平砂子后将垫层夯实至设计值。数次地用平板振动器进行反复的振捣工作，其中每层振捣要有33%左右的长度进行搭接。每一层的夯实都应该达到设计的厚度，否则就要重新进行铺砂。标高不同的垫层底，要用挖造阶梯和斜坡由深到浅进行夯压密实。

2.3施工监测

(1)天然地基基础沉降监测

在承台顶部的柱上（承台顶+1.0m）设置监测点，预埋X16的不锈钢螺栓后按照20M等间隔设置监测点。在天然基础施工完成后的六个月内，每个月都要利用高净值度的水准仪加测微器对土层的沉降情况进行实时的监测。

按照等差数列设置的监测点在稳定区域可以形成一条II等水准闭合线路，这条线路的系统是独立高程的，由于选择的监控区中标高控制点是距离基坑比较远的，所以要3次取监测点的初始值计算出监测的平均值，计算得出六个月内的总和沉降大于0.7mm而小于1.7mm。

(2)回填土浸水后沉降变形监测

以7d为一周期观测回填土后的土体沉降状况，总的监测要大于等于四个周期，才能稳定地测出n值--也就是变形沉降的最终情况。在回填区域中的四周以等差数列设置监测点，并且这条线路的系统是独立高程的，从每个标高的控制监测点观察监测点高层变化情况。

3结论

整个施工过程中，为了减少基底的水分蒸发、膨胀土对建筑物的危害，控制好弱膨胀土回填土中的含水率，防止基底土体的膨胀，就要全面地从基底探、边坡、基底覆盖土工塑料薄膜、基坑回填土整体浸水、施工监测等不同的施工环节，进行柔性基础垫层的工作，验收超过95%以上合格的地基基槽，保证施工的整体质量。

本文中讨论的控制膨胀土的方法和理论规范，都可以很好地运用到实际的施工过程中去，既可以让膨胀土作为建筑基础，也可以让膨胀土作为回填土，让膨胀土在建筑中的危害降到最低。

参考文献

[1]罗冲.膨胀土在不同约束状态下的试验研究[J].岩土力学.2007(03)

[2]曹东生.膨胀土地基基础的设计与施工[J].安徽建筑.1999(01)