強(qiáng)夯與擠密碎石樁結(jié)合在新近填土地基處理中的應(yīng)用

王森

(中色科技股份有限公司,河南洛陽(yáng) 471039)

強(qiáng)夯與擠密碎石樁結(jié)合在新近填土地基處理中的應(yīng)用

王森

(中色科技股份有限公司,河南洛陽(yáng) 471039)

本文介紹了強(qiáng)夯法與振動(dòng)沉管擠密碎石樁法結(jié)合在某工程地基加固中的應(yīng)用，闡述了其地質(zhì)情況、方案設(shè)計(jì)過(guò)程、實(shí)施情況和加固效果，并對(duì)工程施工中應(yīng)注意的問(wèn)題提出了解決辦法，對(duì)新近填土地區(qū)地基處理工程具有一定意義。

地基處理 強(qiáng)夯 碎石樁 新近填土 復(fù)合地基

1 工程概況

昆明某銅業(yè)有限公司高精電工銅材項(xiàng)目，擬建場(chǎng)地在昆明某工業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)。主廠房設(shè)計(jì)為兩跨輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)，廠房跨度24+24米，柱距9。最大吊車噸位5t，軌頂標(biāo)高8.000米。車間內(nèi)設(shè)備密集，地坪堆料區(qū)荷載50KN/m2。

根據(jù)勘察結(jié)果，擬建場(chǎng)地分布的主要地層自上而下簡(jiǎn)述如下：

（1）壓實(shí)填土：為近期回填形成。稍濕，結(jié)構(gòu)稍密～中密，主要由紅粘土組成，一般層厚4.0～13.6m，平均層厚7.7m。填土層雖然經(jīng)過(guò)清基和碾壓，但由于是新近回填，填土體尚未完成自重固結(jié)，不宜直接作為基礎(chǔ)持力層。

（2）紅粘土：褐紅色～褐黃色，稍濕，硬塑～可塑狀態(tài)，韌性中等，局部夾有礫石，一般層厚1.9～11.5m，平均層厚7.1m，fak=150Kpa。

（3）紅粘土：紅褐色、褐黃色，稍濕～濕，硬塑～可塑狀態(tài)，局部夾有礫石，厚度變化較大，一般為2.0～17.8m，平均層厚8.5m，埋深10.0～18.3m，fak=160Kpa。

（4）紅粘土：紅褐色、褐黃色，濕～飽和，軟塑狀態(tài)，主要見(jiàn)于基巖面低洼處及巖溶較發(fā)育地段，厚度一般為0.6～4.1m，平均層厚為2.9m。埋深17.0～26.5m，fak=100Kpa。

（5）強(qiáng)風(fēng)化～中風(fēng)化灰?guī)r：灰白～深灰色，薄～中厚層狀，巖芯呈碎塊及土夾碎塊狀。巖面高低起伏較大，埋深18.5～30.4m，層厚0.5～4.5m，平均層厚1.8m，fak=500Kpa。

（6）中等風(fēng)化灰?guī)r：灰白～深灰色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀，巖質(zhì)堅(jiān)硬。巖石表面溶蝕現(xiàn)象發(fā)育，基巖面高低起伏較大。該層埋深介于16.0～32.0m之間，平均23.9m，fak=3000Kpa。

圖1

圖2

2 地基處理方案比較與分析

根據(jù)場(chǎng)地地層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，表層為厚度較大的新近回填土。結(jié)合廠房及車間內(nèi)部設(shè)施工藝、荷載特點(diǎn)，基礎(chǔ)處理型式可以有以下兩種選擇：

（1）復(fù)合地基方案。由于壓實(shí)填土為新近回填，厚度較大，尚未完成自重固結(jié)，局部地段結(jié)構(gòu)松散，不宜直接作為基礎(chǔ)持力層，需進(jìn)行地基處理后以復(fù)合地基作為基礎(chǔ)持力層。對(duì)本工程車間廠房基礎(chǔ)及設(shè)備基礎(chǔ)，在場(chǎng)地厚度較小采用強(qiáng)夯對(duì)地基進(jìn)行處理。填土厚度大于強(qiáng)夯對(duì)地基處理深度范圍地段則先進(jìn)行碎石樁或CFG樁，再進(jìn)行強(qiáng)夯處理，形成復(fù)合地基可作為廠房和設(shè)備基礎(chǔ)持力層。

（2）樁基礎(chǔ)方案。擬建車間可選用樁基礎(chǔ)，樁基持力層選擇基巖層，樁型可選擇人工挖孔樁。設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)樁承載力和場(chǎng)地各地段地層出露情況來(lái)選擇樁長(zhǎng)、樁徑，由于場(chǎng)地基巖為可溶巖，表層巖體溶蝕裂隙發(fā)育，一般較破碎，樁端須進(jìn)入完整巖石一定深度，且應(yīng)保證樁底3倍樁徑下或不小于5米深度內(nèi)無(wú)溶洞（隙）、破碎帶分布。

（3）對(duì)比以上兩種方案，復(fù)合地基方案施工工藝較簡(jiǎn)單、工程進(jìn)度快，成本較低，而且施工安全，處理后的地基在能夠滿足擬建建（構(gòu)）筑物對(duì)地基土承載力和變形條件的要求的情況下，可作為淺基礎(chǔ)持力層，基礎(chǔ)型式可采用條形基礎(chǔ)或獨(dú)立基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)雖然安全儲(chǔ)備較高，但其施工較復(fù)雜，進(jìn)度較慢，成本較高，工期難以控制，而且施工過(guò)程中不安全因素較多。綜上所述，擬建建（構(gòu)）筑物采用復(fù)合地基方案。

3 地基處理設(shè)計(jì)與實(shí)施

本工程地基加固的目的是滿足建筑物對(duì)地基承載力和對(duì)沉降的要求。設(shè)計(jì)采用理論計(jì)算與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合。車間地基處理平面圖見(jiàn)圖1，對(duì)整個(gè)車間按照回填土厚度及工藝特點(diǎn)分為三個(gè)部分分別對(duì)待。

（1）當(dāng)回填土厚度大于8米時(shí)，對(duì)廠房柱基礎(chǔ)區(qū)域，采用碎石樁與強(qiáng)夯法綜合處理，要求加固處理后復(fù)合地基承載力特征值fak≥200KPa，壓縮模量ES≥10MPa。碎石樁樁徑500mm，樁距1.5米，樁端進(jìn)入第⑤層紅粘土不小于1米，強(qiáng)夯采用3000KN.m夯擊能。見(jiàn)平面圖1中（Ⅰ）區(qū)域。碎石樁布樁平面圖見(jiàn)圖2。

（2）當(dāng)回填土厚。度大于8米時(shí)，對(duì)車間內(nèi)部設(shè)施及區(qū)域，采用強(qiáng)夯法處理，要求加固處理后復(fù)合地基承載力特征值fak≥150KPa，壓縮模量ES≥6MPa。強(qiáng)夯采用3000KN.m夯擊能。見(jiàn)平面圖1中（Ⅱ）區(qū)域。

（3）當(dāng)回填土厚度小于于8米時(shí)，對(duì)整個(gè)車間區(qū)域采用強(qiáng)夯法處理，要求加固處理后復(fù)合地基承載力特征值fak≥150KPa，壓縮模量ES≥7MPa。強(qiáng)夯采用3000KN.m夯擊能。見(jiàn)平面圖1中（Ⅲ）區(qū)域。

4 地基檢測(cè)

地基處理工程結(jié)束后，分別采用動(dòng)力觸探、平板載荷試驗(yàn)等方法進(jìn)行了檢測(cè)，得出如下建議。

（1）在墊厚1米左右碎石塊的素填土上，采用夯擊能3000KN.m夯擊遍數(shù)13-16遍，對(duì)厚度8米以內(nèi)的人工填土進(jìn)行加固，取得較好效果，復(fù)合模量ES可達(dá)11MPa以上，復(fù)合地基承載力可達(dá)270KPa，已滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）8米以下的人工填土，采用直徑500mm的碎石樁對(duì)填土進(jìn)行加固，樁間距1.5-1.6米，碎石樁長(zhǎng)度從夯面開(kāi)始進(jìn)入坡殘積紅粘土1.0米左右，并在碎石樁施工后在地面進(jìn)行3000KN.m的強(qiáng)夯，加固后可達(dá)到較好的效果，復(fù)合模量ES可達(dá)12MPa以上，復(fù)合地基承載力可達(dá)250KPa，已滿足設(shè)計(jì)要求。

5 工程施工中其他注意的問(wèn)題

本工程施工過(guò)程中，根據(jù)氣候及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，為確保施工質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)采取的相應(yīng)措施有：

（1）強(qiáng)夯后夯面標(biāo)高基本接近基礎(chǔ)表面標(biāo)高，基礎(chǔ)施工前，應(yīng)將松散的表層人工清除后及時(shí)鋪設(shè)砂石墊層，避免降雨及人工活動(dòng)對(duì)地基土擾動(dòng)。

（2）場(chǎng)地處于巖溶洼地地貌區(qū)，場(chǎng)平時(shí)采用紅粘土及部分碎塊石填筑。為防止地表水下滲帶來(lái)的不利影響，將整個(gè)場(chǎng)地的地表水排放于場(chǎng)外。

（3）由于地下水較深，場(chǎng)地屬于干燥場(chǎng)地，為強(qiáng)夯加固人工填土創(chuàng)造了有利的條件，而試驗(yàn)前及試驗(yàn)期間，基本處于干旱季節(jié)，所以人工填土表面含水量低，用無(wú)墊層強(qiáng)夯也獲得較好的效果。但若進(jìn)入雨季或土層含水量較大時(shí)，無(wú)墊層強(qiáng)夯效果較差，宜在其表面墊0.5～1.0米的碎塊石層進(jìn)行強(qiáng)夯才能確保加固的質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)該工程地基加固處理的工程實(shí)踐，證明采用碎石樁結(jié)合強(qiáng)夯法加固技術(shù)在新近填土地質(zhì)條件中的應(yīng)用是可行的，處理后地基土承載力明顯提高，加固效果顯著。該方法具有施工方便，速度快，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，可供類似地質(zhì)條件下的工程借鑒。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)施工必須根據(jù)具體情況采取相應(yīng)措施，確保加固效果，保證工程順利進(jìn)行。

[1]《復(fù)合地基技術(shù)規(guī)范》[S].GB/T 50783-2012.40-44.

[2]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》》[S].JGJ79—2012,44-49.

王森(1974—),男,河南開(kāi)封人,本科,學(xué)士,主要從事有色金屬加工行業(yè)土建設(shè)計(jì)。