膨胀土地区水泥厂建构筑物的地基处理与基础设计
混凝土 合肥水泥研究设计院 吴德雨 杨大治 朱文兵 叶震球 2014-07-07
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摘 要：膨胀土地区的建构筑物地基按照建筑的用途与荷载需进行适当的地基处理，并选择合适的基础型式。本文通过对某工程中各子项的设计实例，提出了对于各类水泥厂的典型建构筑物在膨胀土地区适当的处理方法。
关键词：膨胀土地基，水泥厂建构筑物，地基处理，换土填垫层，桩基
一、膨胀土简介
膨胀土（expansive soil）指的是具有较大的吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特性的高液限粘土。膨胀土在我国的分布范围很广，如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地均有不同范围的分布。
膨胀土的矿物成分主要是蒙脱石,为一种高塑性粘土，一般承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和 反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏，且往往 成群出现，尤以低层平房严重，危害性很大。
二、工程概况及地质条件：
某公司年产15万吨粉磨工程主要包括a.1Φ8m和2Φ6m的原料库，b.平面尺寸24m*12m，29m高的粉磨车间（框架结构），总荷载500t的磨机基础，c. 2Φ18m的成品库（包括一个5*5m、36.5m高提升机框架）以及中控室、空压机站、循环水泵房等附属建筑。该工程安全等级为二级，抗震设防类别为丙级，地基基础设
计等级为已级。
该场地较为平坦。场地内土层分为：①杂填土；②淤泥质填土；③粉质粘土；④粉质粘土混卵砾石；⑤粉质粘土；⑥含圆砾粉质粘土，该层未揭穿。其中③⑤层土为膨胀土。其中③层粉质粘土自由膨胀率65%，有荷膨胀率2.56%（50 kPa），膨胀力67.4 kPa,体缩率16%，竖向收缩系数0.38 属中等膨胀土；⑤粉质粘土，自由膨胀率56%，有荷膨胀率1.24%（50 kPa），膨胀力13.6kPa,体缩率5.5%，竖向收缩系数0.38 属微膨胀土。
三、地基处理方法：
大直径筒仓，大跨度钢筋混凝土框架，大型设备基础以及小型的砌体结构建筑物是水泥厂最常见的结构形式。
对于膨胀土常用的处理方法为：a.换填非膨胀土;b.用桩基或深埋的办法;c.闭水处理法，综合本工程的具体情况，我们拟综合采用以上措施，以取得最佳的安全性和经济性。
对于小型的附属建筑，采用设置砂石垫层的方法。具体为埋深2m，条形基础上设置圈梁，基础下设置700mm厚砂石垫层，每侧宽出300mm。
对于筒仓和磨房框架以及磨机基础载荷较大并对不均匀沉降有严格限制，采用地基处理的方法仍然不能满足要求。因此，采用了钻孔灌注桩，桩径800mm，桩长21m，桩端进入⑥含圆砾粉质粘土层不小于5m。
四、建筑措施
散水宽度加大到1.5m， 地下给排水管道均设置管沟并做好管沟的防水，防止渗漏，管道距建筑外墙基础边缘不小于3m；绿化要求，建筑散水外的空地以草皮为主，距建筑物4m 内选用低矮、耐修剪和蒸发量小的果树，花树，松柏
等树种，速生树种应设置灰土隔离带，沟与建筑物不小于5m。
五、结语：
膨胀土是一种常见的不良地质现象，在水泥厂土建工程的设计施工中应给予高度的重视。基础设计时因按照地质及上部结构情况综合考虑，采用不同的处理方法，以做得安全，经济，合理，高效。
参考文献：
[1] 钢筋混凝土筒仓设计规范(GB 50077-2003).北京.中国建筑工业出版社.2004
[2] 贮仓结构设计手册.北京.中国建筑工业出版社.1999
[3] GBJ112-87膨胀土地区技术规范.中国建筑工业出版社.1987
[4] 最新膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程.广西壮族自治区建设厅.2005
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