3.1.4.3 垫层的宽度
垫层底面的宽度应满足基础底面应力扩散的要求,并且要考虑垫层侧面土的侧向支承力来确定,因为基础荷载在垫层中引起的应力使垫层有侧向挤出的趋势,如果垫层宽度不足,四周土又比较软弱,垫层有可能被压溃而挤入四周软土中去,使基础沉降增大。
垫层底面宽度可按下式计算并根据当地经验确定:
b'≥b+2ztanθ 3.1-4
式中:b'为垫层底面宽度;θ为垫层的压力扩散角,可按表3.1-1采用,当z/b<0.25时,仍按表中z/b=0.25取值。
整片垫层的宽度可根据施工的要求适当加宽。垫层顶面每边宜超出基础底边不小于 300mm,或从垫层底面两侧向上按当地开挖基坑经验的要求放坡。
3.1.5 垫层的承载力
垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定,并应进行软弱下卧层验算,验算下卧层的承载力是否满足要求。按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007)划分安全等级为三级的建筑及一般不太重要的、小型、轻型或对沉降要求不高的工程,在无试验资料或经验时,当施工达到表3.1-2规定的压实标准后,可以参考表3.1-3所列的承载力特征值取用。
3.1.6 沉降计算
软黏土分布地区的大量建筑物沉降观测及工程经验表明,采用换填垫层进行局部处理后,当垫层下还存在软弱下卧层时,由于下卧层的变形,建筑物地基往往还会产生过大的沉降量和差异沉降量。类似地,即使采用水泥土搅拌桩复合地基,当桩端以下存在软弱土层时,仍有较多建筑物发生了较大的沉降,由此,对竖向承载的搅拌桩,《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)规定,其长度除应根据承载力和变形的要求确定外,尚宜穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层。采用砂石桩法、高压喷射注浆法等方法处理的地基均有类似规定。
因此,对于重要的建筑或垫层下存在软弱下卧层的建筑,还应进行地基变形计算。并且,对垫层下存在软弱下卧层的建筑,在进行地基变形验算时应考虑邻近基础对软弱下卧层顶面应力叠加的影响。对超出原地面标高的垫层或换填材料的重度高于天然土层重度的垫层,宜早换填并应考虑其附加的荷载对建筑及邻近建筑的影响。
换填垫层地基的变形由垫层自身变形和下卧层变形组成。对粗粒换填材料,由于在施工期间垫层的自身压缩变形已基本完成,且变形值很小,因此,对碎石、卵石、砂夹石、矿渣和砂垫层,当换填垫层厚度、宽度及压实程度均满足设计及相关规范的要求后,一般可不考虑垫层自身的压缩量而仅计算下卧层的变形。
当建筑物对沉降要求严格,或换填材料为细粒材料且垫层厚度较大时,尚应计算垫层自身的变形。垫层的模量应根据试验或当地经验确定。在无试验资料或经验时,可参照表3.1-4选用。 表3.1-4 垫层模量
模量垫层材料 压缩模量ES(Mpa) 变形模量E0(Mpa)
粉煤灰 8~20
砂 20~30
碎石、卵石 30~50
矿渣 35~70