4.5 特殊土地基处理
4.5.1 湿陷性黄土地基的处理应符合下列规定:
1 应根据工程的具体情况,选择合理的处理方法与施工工序。
2 自重湿陷性黄土层上的地基,宜采用预浸水法或挤密法进行处理。
3 预浸水法宜用于处理湿陷性黄土层厚度大于10m,自重湿陷量的计算值不小于500mm的场地。
4 采用预浸水法时,应具备足够的水源,施工前宜通过现场试坑浸水试验确定浸水时间、耗水量和湿陷量等。
5 预浸水法处理地基的施工应符合下列要求:
1)浸水坑边缘至既有建筑物的距离不宜少于50m,并应防止由于浸水影响附近建筑物和场地边坡的稳定性;
2)浸水坑的边长不得小于湿陷性黄土层的厚度,当浸水坑的面积较大时,可分段进行浸水;
3)浸水坑内的水头高度不宜小于300mm,连续浸水时间应以湿陷变形稳定为准,其稳定标准应为最后5d的平均湿陷量小于1mm/d。
6 地基预浸水结束后,在基础施工前应进行补充勘察工作,重新评定地基土的湿陷性,并采用垫层或其他方法处理上部湿陷性黄土层。
7 对于地下水位以上局部或整片处理,可采用挤密法,桩深可为5m~15m。
8 挤密法的成孔可选用沉管、冲击、夯扩、爆扩等方法。成孔挤密,应间隔分批进行;局部处理时,应由外向内施工。
9 挤密成孔后应快速回填夯实,并应符合下列要求:
1)孔底在填料前应夯实。孔内填料宜用素土或灰土、砂石料,必要时可用强度高的水泥土等。当防(隔)水时,宜填素土;当提高承载力或减小处理宽度时,宜填灰土、砂石料、水泥土等;填料时,宜分层回填夯实,其压实系数不宜小于0.97。
2)回填料的配合比应符合设计要求,拌和均匀,拌和后及时入孔,不得隔日使用。
3)挤密孔夯填高度宜超出基底设计标高0.2m~0.3m,其上可用其他土料夯至地面,使基底下保留0.5m厚的垫层。
10 挤密法效果检验应包括以下内容:
1)应及时抽样检查孔内填料的夯实质量,其数量不得少于总孔数的2%,每台班不应少于1孔。在全部孔深内,宜每1m取土样测定干密度,检测点的位置应在距孔心2/3孔半径处。孔内填料的夯实质量,也可通过现场试验测定。
2)对重要或大型工程,除上述方法检测外,还应在处理深度范围内分层取样,测定挤密土及孔内填料的湿陷性及压缩性;也可在现场进行静载荷试验或其他原位测试。
11 小范围湿陷性黄土或非自重湿陷性黄土,可用换填垫层、桩基等方法处理。施工方法可按本规范本规范附录A、附录D的有关规定执行。
本条各款主要参照现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025的有关规定,并结合陕西等省湿陷性黄土地区多年来进行水利工程施工实践的部分经验总结制订的。
1 现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025—2004将湿陷性黄土分为自重湿陷性与非自重湿陷性两种类型,该规范第4.4.7条将湿陷等级划分为四个等级:Ⅰ级(轻微)、Ⅱ级(中等)、Ⅲ级(严重)、Ⅳ级(很严重)。其划分标准按表2的规定执行。
表2 湿陷性黄土的湿陷等级
注:表中*表示当总湿陷量ΔS≥600mm,计算自重湿陷量ΔZS≥300mm时,可判为Ⅲ级,其他情况可判为Ⅱ级。
2 预浸水法适用于Ⅲ、Ⅳ级自重湿陷性黄土场地,可用于处理厚度大于10m的湿陷性土层;挤密法适用于地下水位以上,局部或整片处理,处理湿陷性黄土层厚度为5m~15m。
3 由于预浸水法的全过程需要经过施工准备(道路、材料、设备、放线、打孔、打井、筑堤、供水、采土样等)、浸水预沉(泡水排水循环、排地下水、固结、含水自然扩散、固结)、场地整理三个阶段的大量工作与必要的泡水、排水(明水自排与地下水抽排)、固结时间,工程实践表明全过程至少需6个月以上的时间,所以采用浸预水法处理地基要比工程正式开工提前半年以上开始。
4 根据陕西省的施工经验,采用两次浸泡、排水循环比一次长时间浸泡、排水的效果好。实践表明一次浸泡难以达到要求,且时间拖得长;两次循环浸泡、排水循环中,第一次浸泡、排水引起的湿陷量是整个沉陷量的主体(陕西省南乌牛抽水站第一次浸泡、排水沉陷量占总沉陷量77.2%),第二次浸泡、排水的作用是增加和加固湿陷效果,并检查湿陷稳定程度。
5 本款规定浸水坑的边长不得小于需处理的湿陷性黄土层的厚度,是为了使浸湿土体自重足以克服非浸湿土体间的阻力,使土体发生完全湿陷,并保证湿陷的均匀性;浸水后湿陷性变形的稳定标准是参照现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025—2004的第6.5.2条规定,并考虑到水利工程特别是泵站工程对沉陷的敏感性而确定的。
7~11 这5款是参照现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025的有关规定,并结合陕西等省的实际经验总结制订的。
4.5.2 膨胀土地基的处理应符合下列要求:
1 膨胀土地基上的基础施工应安排在冬旱季节进行,力求避开雨季,否则应采取可靠的防止雨水措施。
2 基坑开挖前应布置好施工场地的排水设施,严禁天然地表水与施工用水流入基坑。
3 临时性生活设施、施工设施(如水池、洗料场、混凝土搅拌站等)应安排在离基坑较远的位置,避免水流进基坑。
4 应防止雨水浸入坡面和坡面土中水分蒸发,避免干湿交替,保护边坡稳定;还可在坡面喷水泥砂浆保护层或用土工膜覆盖地面。
5 基坑开挖至接近基底设计标高时,应留0.3m左右的保护层,待下道工序开始前再挖除保护层。基坑挖至设计标高后,应及时铺水泥浆封闭坑底,或快速浇筑素混凝土垫层保护地基,待混凝土达到50%以上强度后及时进行基础施工。
6 应及时分层进行建筑物四周的回填土填筑。回填土料应选用非膨胀土、弱膨胀土及掺有水泥的膨胀土。选用弱膨胀土时,其含水量宜为塑限含水量的1.1倍~1.2倍。
本条主要根据膨胀土地区水利工程(包括泵站)的施工经验教训总结与实地调查研究结果,并参照国家标准《膨胀土地区建筑技术规范》GBJ 112—1987的有关规定制订的。
1、2 由于膨胀土浸水膨胀的物理力学性质,从开始安排施工计划至施工全过程,始终要注意如何避免或减少雨水浸湿。在工期安排上,泵站基础工程的施工最理想是在冬旱季节进行并完成,以避开雨季。防止地表水、施工用水等流入基坑,避免浸湿边坡与基地,是稳定边坡、保护地基的最根本措施。
4 如何稳定膨胀土的开挖边坡,湖北省枣阳市、荆门市的经验教训认为:膨胀土开挖边坡被浸湿易引起滑坡,若边坡干湿交替则滑坡更甚。一旦出现初始破坏滑动,就很难处理,且采用挖缓边坡的常规办法也解决不了问题,将边坡挖至1∶5~1∶6仍然滑坡。泵站基坑开挖边坡虽是临时性的,但一座大中型泵站工程从基坑破土开挖、地基处理、基础及下部混凝土施工,直至回填填平基坑,一般需要几个月时间,为保证这段时间基坑边坡的稳定,本款特提出了保护措施。
5 本款是参照国家标准《膨胀土地区建筑技术规范》GBJ 112—1987的有关规定,结合安徽、湖北等省膨胀土地区水利工程(包括泵站)的施工经验提出的。