加筋墊層在高層建筑地基處理中的應用研究

柏江源

(湖南高速鐵路職業技術學院，湖南 衡陽 421001)

1 加筋墊層的原理以及應用

1.1 加筋墊層的基本原理

加筋墊層的基本原理為在巖土中添加筋材料，從而使得原有土體成為復合形態。通過該種方式可以增強原有土體的抗拉和抗剪性能，除此之外，還可以使原有墊層結構保持完整性，墊層的抗彎剛度也獲得了一定的增強。加筋墊層可以變更自然地基的相關性能指標，使壓力擴散角增加，同時下臥層的壓力也有所減小，以此可以對地基的側向形變進行有效控制，不僅增加了土地地基的穩定性，也提升了其承載力。

1.2 加筋墊層的應用情況

通常情況下，加筋墊層的施工工藝在公路工程、堤壩工程以及煤倉建設工程領域較為常見。經過一段時期的發展，在上述工程中加筋墊層應用技術已經比較成熟，且呈現出了良好的施工效果。但是，加筋墊層相關施工技術在高層建筑地基處理中的應用較少。出現該種情況的原因主要是由于在高層地基處理過程中，已經有諸多技術長期應用在施工實踐中，技術已經普遍成熟。但是，目前的高層建筑地基處理技術尚不能夠應對復雜多變的地基特性，需要引入加筋墊層相關技術進行應用以解決目前的部分施工難題。

2 案例工程概況

該項目內某高層建筑結構為剪力墻，地下層數1層，地上層數32層。建筑長為29.2 m，寬為22 m，該建筑高度為95.8 m，平板式筏基。根據相關單位出具的勘察報告，擬建場地主要構成為砂、卵石、填土以及粘性土等，地層總體情況較為穩定。

3 加筋墊層在高層建筑地基處理中的具體運用

3.1 地基處理方案選用

在該項目中，基礎持力層為⑤層粉質黏土，fak=200 kPa?；讐毫k=410 kPa，在進行修正以后，地基承載力的特征值仍然不能夠滿足設計方案中的相關要求。因此，必須對地基進行進一步處理以達到要求。在本工程地基處理方式選定時，初步選用了CFG樁進行地基處理，根據施工區域地質的實際情況，并經過驗算CFG樁持力層需要達到⑦層卵石層。但是，在試樁的過程中出現了第⑥層的中砂難以穿透的問題，該問題直接導致該樁無法進入第⑦層，該樁進入第⑥層后其深度也沒有超過30 cm，因此，在其他處理方式均無效的情況下，采用了加筋墊層的方法進行地基處理。地層分布及參數見表1。

表1 地層分布及參數

3.2 加筋墊層材料及工作原理

加筋材料一般采用SBJD/GF塑玻土工復合筋帶，該種筋帶厚度為2.5 mm，寬度為50 mm，在拉伸強度方面需要超過120 MPa，伸長率需控制在2%～3%的合理區間內，似摩擦系數需要不小于0.5，偏斜率控制在0.01 mm/m以下。加筋墊層材料組成見圖1。

在工作原理方面，主要包括隔離、防護、濾層、排水、土體強度及承載力等。在隔離方面，施工人員需要把土工織物放置在土砂石料和地基中間。該流程主要可以起到將徑粒不同的土粒進行分離的作用。在防護方面，如遇較為集中的應力在物體間進行傳導時，已經設置好的土工織物在一定程度上可進行緩沖和分散。濾層方面，施工人員需要將土工織物放置在土體表面或相鄰的土層中間。此時土中的水分可以通過織物向外排出。在排水方面，通過運用較厚的無紡布以及各類復合材料可以在土體中構建一個排水通道，各層水分經過匯集后，可以通過上述材料向土體外部排出。在提升土體的強度和承載力方面，由于土體中加放了筋材，形成了一種強度較高的復合體。在受到外力作用的影響時，設置的筋材以及土體將會產生一定位移，此時兩材料的摩擦力可以產生一個對于土體的側壓力增量，在一定程度上控制了土體的側向偏移。

3.3 施工要求

在施工要求方面主要有以下5點:

1)在進行土工復合筋帶鋪設時，應當運用雙向方格網狀的鋪設方法。

2)在墊層的邊緣位置，需要將筋帶反向回折后壓入墊層之中，且回折應當大于3 m，回折位置需要用土工砂石袋進行壓實操作。

3)在筋帶鋪設的過程中，需要將筋帶進行調直，筋帶出現彎折、重疊等情況將會對施工產生不利影響。

4)在筋帶保存方面，需要避免其長時間曝曬。

5)回填材料需要采用級配良好的砂卵石，且同時要求含泥量控制在較低范圍內，不能含有雜質，最大粒徑需要小于50 mm，卵石含量需要超過50%。且需采用分層壓實的處理辦法，壓實系數不可小于0.94。

4 結語

加筋墊層的地基處理方法在進行科學設計的情況下可以運用在高層建筑的地基處理過程中，該種方式有施工簡單、工期較短等特征，可以在一定程度內節約工程成本，有利于控制項目工程的總造價。加筋墊層的地基處理方法有良好的應用前景，但是在具體施工技術方面還需要不斷優化，以實現較好的施工效果。