额哈线房屋地基处理及基础防护措施

　　额济纳至哈密铁路，是国家《中长期铁路网规划》的重要组成部分，也是我国中西部铁路建设重点工程。沿线铁路房屋设计的安全、适用、经济对铁路运输生产至关重要。

 

　　1线路概况

 

　　线路自临策线预留川地托车站西端引出，后向西北上跨既有嘉策线后西行，跨西河，经千条沟、蓬勃山、红旗山、至黑鹰山矿区并在黑鹰山矿南侧16公里设黑鹰山站。出站后向西经过红柳峡，跃进山、狼娃山北坡从狼娃山以东斜沟沟口铜矿普查区北侧绕出后，于马鬃山镇北55km处设马鬃山站。出站后向西线路穿过马鬃山矿区嘿山口斑岩铜矿普查区、吉勒大泉斑岩铜普查区，从已开采“460金矿”矿区南侧绕行至明水地区并设明水站。出站后继续向西行进，穿过白山泉铁矿普查区至新疆哈密。

 

　　2地下水腐蚀及不良地质

 

　　参考额哈线房屋《工程地质勘察报告》：该线一部分地段水质分析报告（TWYS-2010-SH-49），地下水按照环境类型，对混凝土结构具有弱腐蚀性；按照地层渗透性，对混凝土结构具有微腐蚀性；在干湿交替情况下，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性。另外一部分地段参考定测水质分析报告（TWYS-2010-SH-52），地下水按照环境类型，对混凝土结构具有弱腐蚀性；按照地层渗透性，对混凝土结构具有微腐蚀性；在干湿交替情况下，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有中腐蚀性。

 

　　不良地质主要为风蚀和风沙流，零星分布固定沙丘，丘高0.2～1.5m，植物根茎背风侧有积沙，低洼处及沟谷背风侧有积沙，地表无结皮，主导风向N45°W，磨蚀环境作用等级为M1。

 

　　3额哈线房屋地基处理措施

 

　　地上裸露混凝土构件，风沙磨蚀环境作用等级为M1，处理方式：钢筋混凝土和素混凝土等级不小于C30。最大水胶比0.55，最小胶凝材料用量280kg/m？。

 

　　地下构件自身混凝土要求：

 

　　（1）中腐蚀性环境，处理方式：钢筋混凝土和素混凝土等级不小于C35。裂缝宽度0.02mm。最小保护层厚度：板30mm，梁、柱35mm，基础50mm，地下室外墙和底板50mm。

 

　　（2）弱腐蚀性环境，处理方式：钢筋混凝土和素混凝土等级不小于C30。裂缝宽度0.02mm。最小保护层厚度：板30mm，梁、柱35mm，基础50mm，地下室外墙和底板50mm。

 

　　3.1地下构件表面防腐

 

　　（1）弱腐蚀：垫层为100mm厚C20混凝土，基础表面：沥青冷底子油两遍，沥青胶泥涂层，厚度≧300μm。

 

　　（2）中腐蚀：垫层为100mm厚沥青混凝土，基础表面：沥青冷底子油两遍，沥青胶泥涂层，厚度≧500μm。

 

　　3.2基础梁柱防腐

 

　　（1）弱腐蚀：刷环氧沥青涂层，厚度≧300μm。

 

　　（2）中腐蚀：刷环氧沥青涂层，厚度≧500μm。

 

　　4地基处理常用地基处理方法

 

　　4.1换土垫层法

 

　　当建筑物基础下的持力层较为软弱，无法满足上部荷载对地基的要求的时候，笔者建议采用此方法来处理软弱地基，换土垫层法是先将基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去，回填强度较高、压缩性较低、并且没有侵蚀性的材料，如中粗砂、碎石或卵石、灰土、石屑、矿渣，最后进行分层夯实后作为地基的持力层。

 

　　4.2夯实地基法

 

　　4.2.1重锤夯实法。重锤夯实指的是用起重机械将夯锤提升到一定高度后，利用自由下落时的冲击能重复夯打击实基土表面，使其形成一层比较密实的硬壳层，使地基得到加固。

 

　　4.2.2强夯法。强夯法指的是用起重机械将重锤（8～30t）吊起从高处（6～30m）自由的落下，对地基反复进行强力夯实的处理方法。

 

　　4.2.3挤密桩施工法

 

　　（1）灰土挤密桩。灰土挤密桩指的是利用锤击将钢管打人土中，侧向挤密土体形成桩孔，将管拔出后，在桩孔中分层回填2：8或3：7灰土并夯实而成，与桩间土共同组成复合地基以承受上部荷载。

 

　　（2）砂石桩。砂桩和砂石桩统称砂石桩，是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，将砂或砂卵石挤压人土孔中，形成大直径的由砂或砂卵（碎）石所构成的密实桩体，达到挤密周围土层、增加地基承载力的目的。

 

　　（3）深层密实法

 

　　a.振冲法。振冲法指的是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机带动偏心块，使振冲器产生高频振动，开动水泵，通过喷嘴喷射高压水流成孔，分批填以砂石骨料，借振冲器的水平及垂直振动，振密填料，形成的砂石桩体与原地基构成复合地基，起到增强地基的承载力，减少地基的沉降的作用。

 

　　b.深层搅拌法。深层搅拌法指的是利用水泥浆做固化剂，采用深层搅拌机在地基深部就地将软土和固化剂进行充分的拌合，利用固化剂和软土发生物理及化学反应，使之凝结成具有整体性、水稳性好和较高强度的水泥加固体。

 

　　5地基处理原则及不同地基处理要求

 

　　5.1处理原则

 

　　（1）要根据设计要求和采用天然地基存在的主要问题，确定地基处理的目的、处理范围和处理后要求达到的各项技术经济指标。（2）要结合工程的实际情况，了解当地地基的以往处理经验和现有的施工条件，对于有特殊要求的工程，还要去了解其它地区相似场地上同类工程的地基处理经验。（3）要详细的调查邻近建筑物、地下工程和管线各方面的情况。

 

　　5.2不同地基的处理技术分析

 

　　5.2.1松软地基的处理

 

　　（1）垫层施工方法、分层铺填厚度、每层压实遍数等最好是通过试验确定，垫层的分层铺填厚度宜为200mm～300mm，为保证分层压实的质量，要控制好机械碾压的速度。（2）当垫层底部存在古井、洞穴、旧基础等软硬不均匀的部位时，处理建筑物对不均匀沉降的要求，待经检验合格后，才能进行铺填垫层工作。（3）基坑开挖时应避免坑底土层受到扰动，可保留约200mm厚的土层暂时不挖去，待铺填垫层前再挖至设计标高，严禁扰动垫层下的软弱土层，防止其被践踏、受冻或受水浸泡。（4）换填垫层施工应注意基坑排水，除采用水撼法施工砂垫层外，不能在浸水的情况下进行施工，笔者认为必要的时候要采取降低地下水位的措施。

 

　　5.2.2膨胀土基底处理

 

　　（1）膨胀土地区的基础应避免在雨季施工，土方工程及防护加固工程应连续施工，避免路床和边坡长期暴露。（2）挖方路段应先做好路堑堑顶排水工程，施工期内不得沿基础坡面排水。（3）膨胀土地区的基础可采取换填好土、设置隔离层以及改良土质等措施。换填普通土时，可按基础土的施工要求进行压实，挖出的土不应堆积在基础两侧，以免积水。

 

　　5.2.3淤沙基底处理

 

　　淤沙基础的施工应避免过度扰动地下水位，防止因地下水位流动而造成大面积基础下沉。

 

　　6结语

 

　　结合本线的实际措施，为防止构造物的腐蚀，提高构造物的耐久性，可取了以下处理措施：

 

　　（1）局部挖除污染土层，但保留的污染土层的厚度应通过变形计算确定。

 

　　（2）全部挖除污染土层。

 

　　（3）采用砂桩或碎石桩加固污染土层。

 

　　（4）采用预制钢筋混凝土桩基础穿越，污染土层、柱身应进行防护处理。

 

　　（5）工程用水泥采用高抗抗硫酸盐水泥。

 

　　（6）构造物均采取混凝土结构，原因是浆砌工程的孔隙远大于混凝土工程，腐蚀性介质更容易进入构造物。

 

　　（7）对钢筋要有足够的混凝土净保护层，并在混凝土外面做一层罩面（用沥青涂抹），以阻塞混凝土表面的毛细孔，减少有害物质的侵入。

 

　　（8）混凝土拌合时，应降低水灰比，并在混凝土浇注过程中加强振捣，以减少混凝土的孔隙率，减少有害物质的侵入途径。

 

　　（9）在钢筋表面做一层涂层，防止孔隙溶液与钢筋接触。

 

　　参考文献：

 

　　[1]GB50046-95工业建筑防腐蚀设计规范[S]

 

　　[2]GB50010-2002混凝土结构设计规范[S]