振動碾壓換填地基檢測應(yīng)注意的幾個問題

劉 春 何建勇 王 雙 孔令琳

(中兵勘察設(shè)計研究院有限公司，北京 100053)

0 引言

北京某小區(qū)地處北京郊區(qū)，建筑面積140 358 m2，建筑物均為6層建筑。場區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，大部分地段為水塘及生活垃圾和建筑垃圾填埋區(qū)。設(shè)計要求對填土進(jìn)行處理，處理后地基承載力為170 kPa。場區(qū)填土為雜填土、素填土、生活垃圾、建筑垃圾等，填土厚度一般為3.0 m～6.0 m。地基處理采用換填墊層碾壓法，碾壓采用大噸位振動碾壓機(jī)(20 t)進(jìn)行坑底振動分層碾壓施工。

為了節(jié)省投資，且充分利用場區(qū)內(nèi)的填土資源，就地取材，以場地內(nèi)的房渣土、素填土、灰土等為換填地基材料，采用大噸位振動碾壓機(jī)(20 t)從坑底開始進(jìn)行分層振動碾壓回填。由于回填材料不同，現(xiàn)場檢測需要針對不同土質(zhì)情況分別采用不同的檢測勘察手段進(jìn)行質(zhì)量檢測。因施工單位不同，材料、進(jìn)料源不同，造成檢測工作需要多方配合，增加了檢測工作的難度。

1 工程概況

本工程分兩個招標(biāo)標(biāo)段，Ⅰ標(biāo)段包括A301,A307,A308,A309,A314,A325，Ⅱ標(biāo)段包括A315,A316,A319,A320,A321,A327。Ⅰ,Ⅱ標(biāo)段以A314與A315樓座間距的中心為分界線(見圖1)。

1.1 地質(zhì)條件簡介

場地西部及南部分布水塘、溝渠、積水坑?？辈炱陂g地面標(biāo)高為41.43 m～43.42 m，人工填土一般厚3.0 m～6.0 m，其下為一般第四紀(jì)沉積層組成。主要地基土層如下：

①雜填土：雜填土主要由碎磚、混凝土塊、灰渣、生活垃圾及粘土組成，成分復(fù)雜。大部分為近期回填水塘或洼地形成。松散、濕，土層厚度0.4 m～6.5 m。

①1素填土：粉質(zhì)粘土和粘質(zhì)粉土，濕～飽和。

①2淤泥：灰黑～黑，流塑，分布在水塘底部，土層厚度0.3 m～0.6 m。

②粉質(zhì)粘土—粘質(zhì)粉土：黃褐～褐黃色，濕～飽和，中密，土層厚度0.7 m～3.2 m，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fka=170 kPa。

②1粉質(zhì)粘土—重粉質(zhì)粘土：黃褐～褐黃色，濕～飽和,軟塑～可塑，土層厚度0.4 m～1.8 m，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fka=150 kPa。

③砂質(zhì)粉土—粘質(zhì)粉土：灰～灰褐色，濕～飽和，中密～密實。土層厚度0.4 m～3.4 m，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fka=190 kPa。

場地地下水標(biāo)高38.22 m～41.52 m，埋深1.1 m～3.8 m。受水塘水渠排水影響，場區(qū)西部和南部地下水位埋深較淺。

1.2 地基碾壓設(shè)計施工簡介

場區(qū)內(nèi)需要碾壓施工的建筑物(如表1所示)包括A301，A307，A308，A309，A325，A314，A315，A316，A319，A320，A321，A327號樓及樓間土，其中A301，A307，A309，A325號樓只進(jìn)行了部分處理(由于部分地基為非填土)。

表1 場區(qū)部分建筑物情況一覽表

本工程先在場地內(nèi)選取不同地點用素填土和房渣土、水泥土、灰土進(jìn)行換填碾壓，并對試驗段進(jìn)行靜力載荷試驗，載荷試驗共10點，包括2個素填土浸水載荷試驗，2個素填土承載力載荷試驗，3個水泥土承載力載荷試驗和3個灰土承載力載荷試驗。

根據(jù)換填地基分層碾壓正式施工前的施工試驗檢測結(jié)果，最終確定現(xiàn)場采用20 t振動碾機(jī)分層壓實回填土。不同換填材料碾壓施工試驗檢測參數(shù)如下：

房渣土回填厚度宜為0.3 m～0.4 m，重型動力觸探試驗合格標(biāo)準(zhǔn)為“在樓座范圍內(nèi)重型動力觸探捶擊數(shù)N63.5≥10擊為合格，N63.5<10擊為不合格，在樓座之間重型動力觸探捶擊數(shù)N63.5≥8擊為合格，N63.5<8擊為不合格”。

填土材料主要選用粉質(zhì)粘土等素土，含水量接近最優(yōu)含水量(wop=-2%～+2%)，有機(jī)質(zhì)含量小于5%，碎石粒徑小于50 mm，填土中不得含有磚塊、石塊、樹根、雜草。局部填土材料選用房渣土，房渣土以建筑垃圾為主，生活垃圾全部人工撿出。現(xiàn)場開槽后，經(jīng)過勘察設(shè)計單位驗槽后，對槽底虛土晾曬1 d后推平靜壓，如果土太濕，應(yīng)摻入白灰后碾壓，然后填入渣土碾壓至標(biāo)高39.2 m。

碾壓施工包括如下過程：1)在槽底碾壓2層房渣土；2)在樓座內(nèi)(樓座外皮線外擴(kuò)2 m～3 m)使用2∶8灰土(4層～5層)碾壓至各樓座基底標(biāo)高，在灰土之上碾壓3層素土至標(biāo)高42.00 m(室外設(shè)計地坪)；3)在樓座間(樓座內(nèi)以外的范圍)碾壓8層素土至標(biāo)高42.00 m。

2 碾壓地基檢測工作

根據(jù)GB 50202—2002建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范，檢測數(shù)量每300 m2布置不少于一個檢測點。具體檢測點(重型動力觸探試驗點、環(huán)刀取土點)詳見圖1，檢測方法采用重型動力觸探、載荷試驗原位測試方法和室內(nèi)擊實試驗、干密度試驗。檢測內(nèi)容和數(shù)量見表2。

表2 檢測工作量表

2.1 重型動力觸探檢測

Ⅰ,Ⅱ標(biāo)段都在槽底鋪設(shè)兩層(每層厚度約0.35 m)房渣土至標(biāo)高39.19 m～39.25 m，房渣土換填厚度為0.6 m～0.9 m，局部深度達(dá)到2.0 m。回填后使用SH30型鉆機(jī)對碾壓后房渣土進(jìn)行重型動力觸探試驗，試驗深度穿透渣土厚度。

重型動力觸探試驗合格標(biāo)準(zhǔn)：建筑物范圍內(nèi)，重型動力觸探錘擊數(shù)N63.5≥10擊，建筑物范圍外，重型動力觸探錘擊數(shù)N63.5≥8擊。

2.2 干密度試驗(環(huán)刀檢測)

根據(jù)取土地點和現(xiàn)場進(jìn)土情況，現(xiàn)場取土樣進(jìn)行了擊實試驗，試驗結(jié)果見表3。

Ⅰ標(biāo)段：取環(huán)刀土樣共446件，其中見證試驗數(shù)量71件。Ⅱ標(biāo)段：取環(huán)刀土樣648件，其中見證試驗數(shù)量98件。干密度試驗合格標(biāo)準(zhǔn)：2∶8灰土壓實系數(shù)λc≥0.95，素土壓實系數(shù)λc≥0.90?，F(xiàn)場干密度試驗結(jié)果顯示，灰土壓實系數(shù)λc都滿足要求，素土壓實系數(shù)λc都滿足要求，A324號樓座處標(biāo)高41.33 m以下的素土λc都不小于0.95。

2.3 現(xiàn)場載荷試驗

現(xiàn)場共布置載荷試驗31個點，載荷試驗采用面積為1.00 m2圓形承壓板(直徑1.13 m)，試驗深度為各樓座基礎(chǔ)底面標(biāo)高，用快速載荷方法試驗，試驗荷載值最大加載至340 kPa，分10級加載，加載級差為最大荷載的1/10,第一級荷載按加載級差的2倍施加?，F(xiàn)場載荷試驗成果見表4。

表3 擊實試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

表4 載荷試驗成果表

3 碾壓地基檢測工作中應(yīng)該注意的問題

根據(jù)本工程檢測工作的經(jīng)驗，在進(jìn)行大面積碾壓地基處理的檢測時，建議注意以下幾個問題：

1)首先選擇場地進(jìn)行現(xiàn)場試驗，確定符合設(shè)計要求的施工參數(shù)。

2)房渣土碾壓質(zhì)量的檢測效果和房渣土的級配、最大粒徑密切相關(guān)，施工時必須控制房渣土最大粒徑和級配。當(dāng)重型動力觸探試驗無法穿透房渣土厚度時，應(yīng)在附近補(bǔ)點檢測，保證穿透填土厚度。

3)重型動力觸探試驗中應(yīng)注意分析錘擊數(shù)小于檢測合格標(biāo)準(zhǔn)的情況，并注意數(shù)據(jù)的均勻性分析。

4)擊實試驗要根據(jù)施工單位使用的填土土質(zhì)情況，及時現(xiàn)場取樣送檢，當(dāng)發(fā)現(xiàn)土密實度試驗中多數(shù)土樣的壓實系數(shù)大于1.0或小于0.9時，應(yīng)考慮現(xiàn)場土樣的不均勻性，考慮在碾壓土層上取土補(bǔ)做擊實試驗。

5)灰土碾壓的檢測不僅應(yīng)注意壓實系數(shù)是否合格，還應(yīng)注意檢測土樣的含灰量，當(dāng)灰土的密度大于經(jīng)驗值時，應(yīng)綜合現(xiàn)場情況判定灰土比例是否達(dá)到設(shè)計要求。

6)現(xiàn)場載荷試驗載荷板的大小應(yīng)充分考慮填土碾壓的厚度，當(dāng)厚度較厚時，可在不同標(biāo)高處分別進(jìn)行載荷試驗，保證檢測質(zhì)量的效果。

7)善于分析試驗數(shù)據(jù)，和施工單位密切聯(lián)系，及時查清數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對檢測方案及時進(jìn)行調(diào)整，保證檢測結(jié)果反映工程實際情況。