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第三节 软土地基加固

  一、砂垫层和砂石垫层地基
    采用砂垫层和砂石垫层加固软弱地基,在黑龙江省始于50年代的初期。当建筑物所处地 基土质软弱,含水量较高,不宜作为天然地基持力层时,则采用挖去软弱持力层换填中粗砂 或砂石的方法,使基础置于承载力较高的砂垫层或砂石垫层上,这样既可减少基础埋深,又 可防止地基冻胀。
    砂垫层和砂石垫层所用的材料为级配良好的中砂、粗砂、砾石和碎石,其含泥量不大于 3%,砂石混合不得含有杂物。施工时分层铺设,压密捣实。捣实采用平振法、插振法、碾压 法、水撼法和夯实法等。1956年,在哈尔滨电机厂住宅楼工程采用0.8—1米厚的砂垫层加固 地基,砂垫层底标高为—1.5米,上砌毛石基础。1974年建成的肇东染料化工厂办公楼工程, 为三层砖混结构,地基比较软弱,承载力低,不能满足上部荷载的需要,所以采用了砂垫层 加固地基。基础埋深1.4米,砂垫层厚l米,至今使用正常。1965年,佳木斯造纸厂木片仓库 间采用砂石垫层加固地基。1978年,哈尔滨民航机场候机楼工程采用砂石垫层加固地基。上 述两工程地基加固均系冬期施工,工程竣工后发生不均匀沉降的质量事故,被迫又采用加固 补救措施。针对砂垫层和砂石垫层冬期施工易产生质量事故问题,省建委于1981年作出了“冬 期不宜施工砂垫层或砂石垫层,如必须在冬期施工,应保证砂、石材料中的水份在不冻结条 件下施工”的冬期施工技术规定。
    二、强夯法
    强夯法加固地基始于1983年。此方法是将重锤起吊至一定高度自由落下,对土强力夯实, 起到既加固地基,又防止地基冻胀的作用,适用于填土、粘性土、碎石土、砂土、冻胀土、 湿陷性黄土等复杂软弱地基的加固处理;先后在哈尔滨、大庆等地30项较复杂的地基工程上 应用,取得明显的经济效益。
    哈尔滨发电厂新建主厂房工程,是在旧厂房基础上改建,地基情况较为复杂,有大量的 旧基础和旧管线需要拆除,其深度不一,其中有东北沦陷时期建造的,埋深一般在2—4米之 间;有建国后增设的设备装置,埋深一般在1—3米之间,在基底形成几层不同深度网络;同 时,在厂房设备基础、部分柱基下还有深2—9米的人防地道;厂区地基属1级湿陷性黄土,厚 度为1.5—2米,不经加固处理,不能作重大建筑物的地基。针对这种情况,该工程采用强夯 法进行地基加固处理。夯点采用满堂红布置,一遍连续大面积夯击施工,每点夯5—6击。施 工期间遇到地下大小直径不同的管道及竖井与循环水池等构筑物,经清除后,分层回填粘土 内夹少量小毛石等。回填部分夯击数,以最后两击平均夯沉量小于5厘米作为控制指标。强夯 采用设备有一台15吨履带吊车,“自动脱钩装置”一套,一台推土机牵引吊杆缆绳并用于平 整场地。锤重为12.5吨,形状为方形,起重高度为7.5米。强夯后地基地层均匀,满足了设 计要求。
    哈尔滨工业大学新建教学楼工程,部分地基采用强夯法加固,强夯面积为l 700平方米。 场地地势平坦,地貌单元属于松花江右岸二级阶地,土层较为复杂,自上而下第一层为l米左 右人工填筑土,第二层为10米左右黄土质亚粘土,属1级湿陷性大孔土,第三层为粉砂,潮 湿,第四、五层分别为亚粘土、中砂、砾砂等。建筑物基础座落于自然地面下7.65米深处, 其持力层正好为湿陷性黄土地基。原设计基底下1.5米范围采用2;8灰土夯实处理,后改为 强夯法处理。强夯采用机具设备有15吨履带吊车1台,推土机l台作牵引,“自动脱钩”装置 1套。锤重l0吨,落距11米,夯击点间距4米,夯击点击数5击。夯击点按正方形网络布置,夯 击遍数采用一遍间夯。施夯仅用10天时间,不仅缩短了施工期限,而且降低了工程造价。
    大庆石油化工总厂职工培训中心楼,为七层框架结构,建筑面积近万平方米。地处常年 积水的苇塘,承载力只有6—8吨/平方米,属于强冻胀土。采用强夯法加固地基后,消除了 地基的冻胀性,使地基承载力提高到16吨/平方米,降低了基础工程造价。
    1985年施工的哈尔滨和平邮馆高层建筑,因地基粘性土含水量过高,经技术经济比较分 析后,采用了强夯法加固地基。这是首次将强夯法应用于高层建筑的地基处理。