安慶市靜脈產(chǎn)業(yè)園地基膨脹土調(diào)查評(píng)價(jià)及治理

摘要：安慶市靜脈產(chǎn)業(yè)園位于安慶市大觀區(qū)山口鄉(xiāng)十洪公路（X019）南側(cè)，項(xiàng)目所在區(qū)域位于揚(yáng)子板塊東段下?lián)P子斷塊，構(gòu)造上屬孔城槽地懷寧褶斷帶，帶內(nèi)褶皺及斷裂構(gòu)造發(fā)育。區(qū)域地貌單元為沿江丘陵，地貌為構(gòu)造溶蝕低起伏丘陵，丘頂渾圓，丘脊走向多為北東、北西向，丘坡坡度20°～30°，局部可達(dá)35°，地形起伏較大，最高處位于勘察場(chǎng)地外圍北部。項(xiàng)目場(chǎng)地內(nèi)勘探深度范圍內(nèi)存在多層膨脹潛勢(shì)不同的膨脹土，為進(jìn)一步確定膨脹土范圍、特性，為此需對(duì)擬建工程場(chǎng)地進(jìn)行地基膨脹土調(diào)查評(píng)價(jià)，采取有效的措施進(jìn)行處理。

關(guān)鍵詞：安慶市靜脈產(chǎn)業(yè)園；地基；膨脹土；調(diào)查評(píng)價(jià)

本項(xiàng)目主要針對(duì)安慶市靜脈產(chǎn)業(yè)園擬建場(chǎng)地內(nèi)的地基膨脹土進(jìn)行調(diào)查評(píng)價(jià)，由于場(chǎng)地地形地貌比較復(fù)雜，在工程建設(shè)中將有大量土方需要開(kāi)挖和回填，需要對(duì)開(kāi)挖的土方界定是否為膨脹土并確定其區(qū)域范圍，指導(dǎo)后期土方開(kāi)挖和回填順序，對(duì)已回填在大氣影響急劇層以上的膨脹土土方和開(kāi)挖后裸露地表的地基，調(diào)查、取樣、試驗(yàn)、評(píng)價(jià)，并對(duì)大氣影響急劇層以上的膨脹土提出處理方案。

1.工程概況

勘察場(chǎng)地位于百子山倒轉(zhuǎn)背斜核部南西段，背斜軸向由南南東，向南漸轉(zhuǎn)為近南北—南西—南西西，出露長(zhǎng)度> 16km，寬約5km，勘察區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，對(duì)勘察區(qū)區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性有影響的斷層主要為頭坡斷裂（F1），距勘察區(qū)東南側(cè)約700m。勘察區(qū)地貌為構(gòu)造溶蝕低起伏丘陵，微地貌分為河漫灘、丘間谷地及中丘。地層巖性主要包括雜填土、耕植土、粘土、含礫粘土、碎石土、強(qiáng)風(fēng)化板巖、全風(fēng)化白云石大理巖。

2.地基土腐蝕性評(píng)價(jià)

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）（2009年版）的有關(guān)要求，本次勘察在鉆孔中采取2組試樣進(jìn)行土壤浸出液分析，試驗(yàn)結(jié)果詳見(jiàn)土壤浸出液分析報(bào)告。

綜合分析，本勘察場(chǎng)地地基土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具微腐蝕性。

3.膨脹土的土工試驗(yàn)成果

本項(xiàng)目區(qū)域共取樣176組，其中驗(yàn)證取樣40組，利用以往勘察報(bào)告樣品35組，分別進(jìn)行常規(guī)物理試驗(yàn)、力學(xué)試驗(yàn)和膨脹土試驗(yàn)，具體參數(shù)見(jiàn)附表《土工試驗(yàn)成果表》、表2《蒙脫石含量、陽(yáng)離子交換量試驗(yàn)成果表》。

4.地基膨脹土評(píng)價(jià)

4.1地基土的膨脹潛勢(shì)

4.1.1辦公樓區(qū)域：占地面積約13991.0m2，該場(chǎng)地挖方區(qū)取樣范圍內(nèi)的粘土層大部分為弱—中等膨脹土，分布面積約2429.16m2，占比22.54%，其中膨脹力最大為79.2kPa，自由膨脹率最大為82%，最小為40%；該場(chǎng)地挖方區(qū)取樣范圍內(nèi)的粘土層一部分為非膨脹土，占比77.46%，自由膨脹率最大為39%，最小為9.50%，不具膨脹潛勢(shì)。

4.1.2廠房西側(cè)區(qū)域：占地面積為54675.16m2，該場(chǎng)地挖方區(qū)取樣范圍內(nèi)的土層大部分為非膨脹土，其中膨脹土大部分為弱膨脹潛勢(shì)，少量為中等膨脹潛勢(shì)。本次樣品試驗(yàn)揭示，膨脹土中膨脹力最大為80.2kPa，自由膨脹率最大為70.5%，最小為3.5%；膨脹土大部分為弱膨脹潛勢(shì)，少量為中等膨脹潛勢(shì)。

4.1.3廠區(qū)東側(cè)區(qū)域：占地面積為46654.21m2，該場(chǎng)地填方區(qū)取樣范圍內(nèi)的土層大部分為非膨脹土，其中膨脹土部分為弱膨脹潛勢(shì)。本次樣品試驗(yàn)揭示，膨脹土中膨脹力最大為20.5kPa，自由膨脹率最大為108.0%，最小為11.5%；膨脹土大部為弱膨脹潛勢(shì)。一個(gè)孔的膨脹土為強(qiáng)膨脹潛勢(shì)，但該膨脹土所處位置在大氣影響急劇層以下，對(duì)上部建筑物沒(méi)有影響。

4.1.4道路區(qū)域：占地面積為15015.12m2，該場(chǎng)地填方區(qū)取樣范圍內(nèi)的土層大部分為非膨脹土，其中膨脹土全部分為弱膨脹潛勢(shì)。本次樣品試驗(yàn)揭示，膨脹土中膨脹力最大為21.7kPa，自由膨脹率最大為44.5%，最小為19.0%；膨脹土全部為弱膨脹潛勢(shì)。

4.1.5危廢填埋場(chǎng)區(qū)域：占地面積為72457.62m2，本區(qū)域部分為挖方區(qū)，部分為填方區(qū)。該場(chǎng)地挖方區(qū)取樣范圍內(nèi)的土層大部分為非膨脹土；膨脹土主要集中在安全填埋二區(qū)，本次樣品試驗(yàn)揭示，膨脹土中膨脹力最大為34.2kPa，自由膨脹率最大為75.0%，最小為3.5%；膨脹土均為弱—中等膨脹潛勢(shì)。

4.2地基膨脹土的特性

通過(guò)選取的參數(shù)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，辦公樓地段膨脹土的脹縮變形量Sc范圍值為11.30mm～30.94mm（載荷50kPa狀態(tài)下），廠房西側(cè)地段膨脹土的脹縮變形量Sc范圍值為-11.71mm～36.35mm（載荷50kPa狀態(tài)下），危廢填埋場(chǎng)地段膨脹土的脹縮變形量Sc范圍值為4.11mm～59.68mm（載荷0kPa狀態(tài)下），廠房東側(cè)地段膨脹土的脹縮變形量Sc范圍值為17.24mm～25.98mm（載荷50kPa狀態(tài)下），道路地段膨脹土的脹縮變形量Sc范圍值為11.31mm～34.21mm（載荷0kPa狀態(tài)下），根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)及結(jié)合《膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范》（GB50112-2013）可知辦公樓地段膨脹土地基的脹縮等級(jí)為I級(jí)，廠房西側(cè)地段膨脹土地基的脹縮等級(jí)為I級(jí)，危廢填埋場(chǎng)地段膨脹土地基的脹縮等級(jí)為Ⅱ級(jí)，廠房東側(cè)地段膨脹土地基的脹縮等級(jí)為I級(jí)，道路地段膨脹土地基的脹縮等級(jí)為I級(jí)。

4.3地基膨脹土的適宜性評(píng)價(jià)

根據(jù)本次取樣試驗(yàn)成果資料，場(chǎng)地內(nèi)挖方區(qū)大氣影響急劇層以內(nèi)的地層主要由①層雜填土、②層耕植土、③層粘土、④層含礫粘土、⑤粘土、⑥層全風(fēng)化板巖、⑦層全風(fēng)化白云石大理巖、⑦-1層強(qiáng)風(fēng)化白云石大理巖等組成。

4.3.1本場(chǎng)地大氣影響深度為3.30m，大氣影響急劇層深度經(jīng)計(jì)算后建議采用1.50m。

4.3.2本場(chǎng)地辦公樓地段膨脹土地基的脹縮等級(jí)為I級(jí)，廠房西側(cè)地段膨脹土地基的脹縮等級(jí)為I級(jí)，危廢填埋場(chǎng)地段膨脹土地基的脹縮等級(jí)為Ⅱ級(jí)，廠房東側(cè)地段膨脹土地基的脹縮等級(jí)為I級(jí)，道路地段膨脹土地基的脹縮等級(jí)為I級(jí)。

5.地基膨脹土的治理建議

5.1土方開(kāi)挖與回填方案

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，分區(qū)、分段、分層開(kāi)挖，按照規(guī)劃設(shè)計(jì)的場(chǎng)地高程要求，先在膨脹土地段將其上部膨脹土進(jìn)行開(kāi)挖，回填至本項(xiàng)目低洼處，膨脹土填方高程控制在建筑物室外場(chǎng)地、填埋場(chǎng)、道路等規(guī)劃設(shè)計(jì)高程以下1.5m～2.0m處，再將非膨脹土回填至相應(yīng)場(chǎng)地的設(shè)計(jì)高程，分層碾壓，以達(dá)到對(duì)填方地段采用換填非膨脹土方式進(jìn)行治理的目的（場(chǎng)地整平后，為防止填方土源出現(xiàn)差錯(cuò)，對(duì)填方段再鉆孔取樣、試驗(yàn)、核實(shí)）。

5.2廠區(qū)西側(cè)區(qū)域

本區(qū)域生活及辦公建筑物、工業(yè)廠房、道路等布局密集，膨脹土分布不均，導(dǎo)致其中一些建（構(gòu)）筑物全部或部分處在膨脹土地段，為此，需采取相應(yīng)措施消除膨脹土的不利影響。

5.2.1若以改良地基為主要防治措施，對(duì)上部荷載較小、變形要求高的建筑物（工業(yè)廠房）、廠區(qū)道路，建議采用大面積換土墊層方法進(jìn)行處理，將膨脹土挖出換填材料下部可采用本區(qū)域非膨脹土，上部采用厚度300mm的砂、碎石，分層壓實(shí)；換填總厚度不小于1.50m且滿足設(shè)計(jì)變形要求。

5.2.2若以埋深為主要防治措施，建議擬建建（構(gòu)）筑物采用天然地基基礎(chǔ)型式時(shí)，基礎(chǔ)埋置深度需不小于大氣影響急劇層深度1.50m；建議在保證承載力要求前提下，適當(dāng)減小基礎(chǔ)截面面積，消除低層建筑物或荷載較小的獨(dú)立基礎(chǔ)由于受部分地段膨脹土較大膨脹力的不良影響。

5.2.3當(dāng)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)非膨脹土不足，建議在外購(gòu)優(yōu)質(zhì)土方和采用土性改良或灰土（土采用本場(chǎng)地膨脹土）換填進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較，如采用土性改良或灰土換填，可采用石灰、水泥、粉煤灰等材料，配合比和施工工藝應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。

5.2.4輔助措施：①基礎(chǔ)底部設(shè)置一定厚度的砂墊層（一般不少于30cm）；②建筑物四周需設(shè)置散水，散水寬度不小于1.50m。

5.2.5對(duì)不穩(wěn)定或潛在不穩(wěn)定的斜坡以及本區(qū)域西側(cè)開(kāi)挖切坡的坡體，應(yīng)采取有效措施進(jìn)行滑坡治理。

5.2.6挖方與填方、膨脹土與非膨脹土交界處或地基顯著不均勻處，宜設(shè)置沉降縫。

5.2.7建筑物（廠房）坐落在膨脹土地段，地基未采取大面積土性改良或灰土換填措施時(shí)，室內(nèi)地面建議設(shè)置分格變形縫。

5.2.8對(duì)高壓、易燃、易爆管道及其支架基礎(chǔ)，應(yīng)特別注意，需采取防止地基不均勻漲縮措施；熱力管道盡可能置于地面以上且其熱輻射對(duì)膨脹土影響較小的空間。

5.2.9屋面排水宜采用外排水，水落管不得設(shè)在沉降縫處；廠區(qū)應(yīng)設(shè)置有效的截水、排水系統(tǒng)；給、排水管道通過(guò)的管溝，需采取防滲處理。

5.2.10廠區(qū)開(kāi)闊場(chǎng)地（廣場(chǎng)）盡可能減少剛性硬化，建議采用綠化等保水、消減蒸發(fā)措施；人行便道宜采用預(yù)制塊鋪設(shè)。

5.2.11基礎(chǔ)施工盡可能避開(kāi)雨期，在開(kāi)挖施工接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，采取措施，防止雨水進(jìn)入，防止風(fēng)干、暴曬，并快速進(jìn)行基礎(chǔ)施工。

5.2.12建議對(duì)改性處理的地基膨脹土進(jìn)行監(jiān)測(cè)、測(cè)試試驗(yàn)和鉆孔取樣外送土工試驗(yàn)。

辦公樓及廠區(qū)東側(cè)區(qū)域地基膨脹土土方開(kāi)挖與回填及治理方案同廠區(qū)西側(cè)。

5.3危廢填埋場(chǎng)區(qū)域

由于本區(qū)域非膨脹土土源充足，膨脹土分布相對(duì)比較集中、連片，建議優(yōu)先采用上述土方開(kāi)挖與回填方案；填埋場(chǎng)范圍內(nèi)挖方整平后裸露地表的膨脹土地段，建議繼續(xù)開(kāi)挖至規(guī)劃設(shè)計(jì)高程以下1.50m～2.00m，采用本地段非膨脹土進(jìn)行換填，分層碾壓，并滿足含水率、設(shè)計(jì)壓實(shí)度、承載力和變形要求。膨脹土地段可采用土性改良或灰土（土采用就地開(kāi)挖的膨脹土）換填，換填土材料可將本地段膨脹土中摻入不同配合比（8%～20%）的石灰，或摻入不同配合比的石灰、粉煤灰（二灰土），施工時(shí)配制的混合料需均勻拌和，含水率需接近最優(yōu)含水率，分層碾壓，并滿足設(shè)計(jì)壓實(shí)度、承載力和變形要求；配合比和施工工藝應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。地基和基礎(chǔ)施工必須避開(kāi)雨期，在開(kāi)挖施工接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，采取嚴(yán)格措施，嚴(yán)禁雨水進(jìn)入，防止風(fēng)干、暴曬，并快速進(jìn)行地基和基礎(chǔ)施工。

5.4填埋場(chǎng)場(chǎng)區(qū)作業(yè)道路

填方道路主要為清除表層人工填土，挖方道路在滿足設(shè)計(jì)需要的道路荷載要求前提下，應(yīng)考慮場(chǎng)地粘土層的膨脹性產(chǎn)生的不良影響，特別是填埋1區(qū)、填埋2區(qū)作業(yè)道路底部的粘土層膨脹性的影響。建議采取如上述“土方開(kāi)挖與回填方案”和“危廢填埋場(chǎng)區(qū)域”處理措施外，應(yīng)在護(hù)坡、護(hù)堤的同時(shí)，實(shí)施綠色植被的覆蓋措施，以期達(dá)到防護(hù)邊坡及保護(hù)路堤、減弱膨脹土危害的目的；對(duì)于坡度較陡的地段，可選擇水保作用較好的草坡進(jìn)行防護(hù)，同時(shí)要做好地表水的疏、排工作。

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