新疆建筑科学研究院 有限责任公司 830054
摘要：分析了橡皮土地基的几种处理方式，通过载荷试验对同一场地的多种处理方式进行比对，为同类型场地地基处理设计施工提供参考。
关键词：橡皮土；载荷试验；方法比对
Abstract：Several treatment methods of rubber soil foundation are analyzed. Through loading test, the different treatment methods of the same site are compared, providing reference for the design and construction of ground treatment of the same type of site.
Key words：Rubber soil;load test; methods comparison
一、引言
“橡皮土”是黏土地区在有地下水，且地下水埋深较浅的情况下容易形成的一种土体[2]。如何针对“橡皮土”进行地基处理，提高其承载力是工程中常见的问题。采用何种方式可以更加有效的提升地基承载力，国内外已有大量研究。一般采用换填、夯实、预压、桩基、挤密等方法提高地基承载力，增强地基土的抗变形能力。平板载荷试验作为最直观的承载力检测方法，是在拟建建筑场地上将一定尺寸和几何形状（方形或圆形）的刚性板，安放在被测的地基持力层上，逐级增加荷载，并测得相应的稳定沉降，直至达到地基破坏标准，由此可得到荷载（ｐ）～沉降（s）曲线及地基土变形模量[1]。本文以五家渠市某工厂为例，针对采用不同的方式处理的同一场地进行承载力试验，通过结果对比分析，得出何种处理方式能够更加有效地提高“橡皮土”地基承载力。
二、工程概况
该工厂拟建场地位于天山北麓，准噶尔盆地南缘，五家渠市东北部，场地位于冲、洪积平原中下部。场地地形较为平坦，地面起伏不大，总体地势为南高北低。
该场地地基土自上而下分别为：
①粉质粘土：黄褐色、灰色，底面埋深2.50～3.50米，场地内均有分布，上部含植物根系，钻机进尺较快。切面光滑，粘手，易搓条，其遥振反应无，有光泽反应，干强度高，韧性高。可塑—硬塑，稍湿—饱和。
②粉土：灰色，灰黄色，层面埋深2.50～3.50米，上部松散层层底埋深10.00～11.00米厚度为6.50～8.50米，其遥振反应中等，无光泽反应，干强度低，无韧性。松散～稍密，湿～饱和。
③粉土：灰色，灰黄色，层面埋深12.60～14.50米，揭露厚度7.00～9.00米，钻孔原取样呈较完整形状，其遥振反应中等，无光泽反应，干强度低，无韧性。中密 ，饱和。
勘察期间实测地下水位埋深为自然地面以下3.00～3.10m左右。地下水类型为潜水，地下水年内变幅范围在1.00m左右。
粉土及粉质粘土在湿～饱和的情况下，易形成“橡皮土”。
三、不同处理方法及承载力试验结果
1、夯实地基
夯实地基一般适用于处理碎石土、砂土、低饱和度粉土与粘性土、视陷性黄土等地基[1]。但是夯实地基对于含水量较高的粘性土并不适用。因为土料中的含水量高于规定压实度所需含水量时会产生的无法压实的土体，该土体即“橡皮土”。“橡皮土”一旦形成，会出现不能进一步夯实，并且会越夯越软的情况[2]。故依据现场地质条件，本工程不采用夯实地基进行处理。
2、换填地基
换填垫层针对处理软弱地基有较好的效果，垫层可采用砂石、粉质粘土、灰土、粉煤灰、矿渣等。换填厚度根据软弱土层深度或下卧层承载力确定[1]。本工程采用卵石换填，压实系数0.94，换填厚度1.5m，垫层分层厚度300mm。现场布设载荷试验点3处，进行承载力检测。最终得到基底表层处承载力如表1、图1所示。
图1换填地基载荷试验成果曲线图
换填处理后地基土承载力可达到250kPa，变形模量可达到24.7MPa。
3、挤密地基
挤密地基利用沉管、冲击、夯扩等方式在土中挤、震动成孔，使桩孔周围土体得到挤密，震密，并向桩孔内分层填料形成地基[1]。同样适用于粉土和黏土等地基。本工程针对“橡皮土”设置一块试验区，采用挤密深度9.0m，孔径400mm，间距1.5m，正三角形布置。孔内填料为50～80mm的碎石。现场布设载荷试验点3处，进行承载力检测。最终得到基底表层处承载力如表2、图2所示。
ZH1 ZH2 ZH3
图2挤密地基载荷试验成果曲线图
挤密处理后地基土承载力达到123kPa，变形模量达到8.2MPa，对橡皮土地基承载力及抗变形能力提升十分有限。
4桩基础复合地基
桩基础复合地基利用桩身承载力与桩间土共同承载，一根桩和它所承担的桩间土体为一复合土体单元。桩的断面面积和复合土体单元面积之比，称为面积置换率[1]。
m=d2/de2 （7.1.5～1）
m—桩土面积置换率
d—桩身平均直径（m）
de一1根桩分担的处理地基面积的等效圆直径。等边三角形布桩 de=1.05s；正方形布桩 de=1.13s；矩形布桩 de=1.13。本工程采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）。桩长9.0m，桩径400mm，正方形布置，桩间距1.5m。未进入持力层，为摩擦桩。现场布设复合地基载荷试验点3处，进行承载力检测。最终得到基底表层处承载力如表3、图3所示。
ZH1 ZH2 ZH3
图3单桩复合地基载荷试验成果曲线图
CFG桩处理后复合地基承载力达到350kPa，变形模量达到55.9MPa，加载至试验最大荷载时为破坏，取最大荷载一半为承载力特征值[3]。对橡皮土地基承载力及抗变形能力提升比较明显。
四、几种地基处理方式处理结果对比见表4
五、结论
几种处理方法均能在一定程度提高地基承载力，但均有其局限性。挤密和夯实相对于其他处理方式无法有效的消除“橡皮土”效应，提升地基承载力有限。换填地基对地基承载力及地基土均匀性均有较大提升，但不宜换填过厚，一般不大于3.0m[1]，“橡皮土”作为软弱下卧层对于建筑物使用过程中产生的影响从浅层平板载荷试验结果中无法得到十分精确的判定。CFG桩复合地基加固效果好，承载力提升明显，但是造价较高。对于“橡皮土”场地，应在施工前结合上部结构验算后选择适合的处理方式。
参考文献：
[1]《建筑地基处理技术规范》JGJ 79～2012[s]，中国建筑工业出版社，2013.
[2]杨文敬 强夯过程中软弱土和橡皮土的处理技术[j]，岩土工程技术，2012，1（19）.
[3]《建筑地基检测技术规范》JGJ340～2015[s]，中国建筑工业出版社，2015.
论文作者:胡翔
论文发表刊物:《防护工程》2017年第21期
论文发表时间:2017/12/22
标签：地基论文; 承载力论文; 橡皮论文; 载荷论文; 夯实论文; 场地论文; 方式论文; 《防护工程》2017年第21期论文;