关于山东某小区小高层地基换填：灰土可行性的讨论

PAGE5-关于山东某小区小高层地基换填3：7灰土可行性的讨论工程及地质土层的简介：山东某房地产物业公司某小区6—8#住宅商业楼属3栋15层的小高层建筑；基础（地下室部分）为片筏箱式结构。基础底部设计荷载（允许承载力）为f=256kpa；基础底部的持力层选择在第③层土层上。由于实际地质条件较差，基础坑底必需超挖1.7—2.4m才能到达地质勘探要求的第③层土层的持力层；因此，设计的基础底部到地基持力层区域采用3：7灰土换填（设计要求）。根据工程地质勘探资料的介绍：6—8#楼的第③层土层均在设计基础底部标高以下。现以8#楼所揭示的地质状况列述如下：第①a层土；厚度2.50—3.50m，以矿渣、杂填土为主。第①b层土：厚度1.00—1.50m，为回填杂粘土。第②层土：厚度1.10—3.00m，粘土土层，黄色，显微湿陷性。第③层土：厚度1.00—1.50m，粉质粘土，黄褐色。第④层土：厚度2.10—2.30m，粉质粘土（含姜石层）。第⑤层土：厚度6.30—8.50m，粉质粘土（含姜石层）。地质勘探土层分布断面如下图示：54.0170m53.990m54.170m①a①b3.800m4.800m3.300m②5.800m5.400m5.300m③土方实际开挖深度：(6.070m)③7.200m7.000m6.900m④9.900m9.600m9.700m⑤８＃楼基础土层地质剖面示意图１．３实际土方开挖及钎探记录对土层的揭示：土方实际开挖深度：48.170m（相当于以±0.000＝55.700m的标高为-7.600m；土层揭示深度：6.070m）。土方开挖面已置于第③层土的中上部区；且有部分小姜石露出基坑底部。根据实际钎探记录资料揭示：大部分土层（约占９５％）在钎探深度１—1.5m时就无法打下，已全面遇到大面积且较均匀的姜石层（深度在48.100—46.600m）。根据地质勘探报告对８＃楼第③、④层土层的物理性能指标值列表如下（取自地质勘探报告书的标准值）：力学指标土层ω％γkn/m3еWiWpIpIlc(kpa)ф(°)a1-2MPa-1EsMPapckPaN63.5第③层土21.718.90.74032.320.312.00.1230(40)13.90.296.70389.58.1第④层土22.519.30.72436.021.215.30.1130(48)23.30.1910.38499.813.1（注：括号内的数字属６＃楼地基探孔值。姜石土层：E0=20MPa）２．３：７灰土作为小高层建筑地基换填层的受力分析及验算：２．１３：７（2：8）灰土的固结原理及其固结期和化学反应、物理学性能的简介：３：７（2：8）灰土的固结是一个较漫长的化学反应的固结过程；主要是消化后的生石灰中的活性氧化钙与土壤（粘土）中的硅酸钙盐及铝硅酸钙盐发生碱骨化反应而形成复合的硅酸钙盐及铝硅酸钙盐胶凝体（即钙化反应和碳化反应）来凝固土壤而达到固结土层的目的。3：7（2：8）灰土的固结硬化时间一般在3年才能全部完成；其强度可达到一个280~330kpa。刚施工的3：7（2：8）灰土的压实系数（λ）一般为0.93~0.95；其压实后的理论抗压强度（承载力）仅限于180~220kpa。根据有关资料及规范规定：3：7（2：8）灰土仅适合于作为７层以下建筑的基础底部换填层或持力层。“安居苑”６～８＃楼为１４层的小高层建筑；设计采用３：７灰土作为地基基础的换填层是不合适的。下面以８＃楼地基的换填层作为受力分析及验算：２８＃楼地基的换填层作为受力分析及验算：２．２．１换填层及下卧层土的受力分析及计算（如下图）：设计院提供的基础底部设计压力值为256kpa假定pc=0取γ0=18.8KN/m3那么pcz=γ0×z=30.08kpa由公式pz=BL0(p-pc)/(B+2ztgθ)(L0+2ztgθ)查取B=b/2=10mL0=L/2=24.05mz=1.6mθ=30°则Pz=200.6kpa又由公式f≥pz+pcz=231.4kpa故基础底部下卧层（第③层土）的设计修正值由公式[f]=fk+ηbγ(B-3)+ηdγ0(d-0.5)查第③层土fk=170kpaγ=18.9KN/m3B=10mγ0=20KN/m3d=1.6m取ηb=0.3ηd=1.6[f]=244.9kpa>f=231.4kpa下卧层土层满足强度要求。３：７灰土的受压验算查未固结的３：７灰土标准承载力［f`］=180~220kpa取平均值［f`］=200kpa<f设=256kpa不能满足强度要求（即当主楼加载到８０％时，灰土开始破坏）。２．２．３地基土层的沉降计算：由公式：ΣS=msΣ(e1i-e2i)hi/(1+e1i)取ms=1.4列表计算：eimshimmSimmΣ△Simm备注３：７灰土0.7721.40160040.45第③层土0.7401.40150022.5340