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【摘 要】:文章对某些工程在地基处理方面的强夯法施工进行了分析,并提出了施工建议。
地基处理工程 饱和粘性回填土 强夯 施工方法
强夯法施工,无论从总体效果,还是建设总费用、工期等方面,其优越性有明显的突现,已成为当今工程施工方法中较常见的一种,为此在施工中充分调研的基础上,针对施工方法,提出了相应的技术措施,同时对施工工艺进行了改进研究,在工程实践中取得了较好的成果。
一、工程概况:
某花园中心广场,总占地面积约15000M²,广场区域内为3～5M深饱和粘性回填土,基底为饱和性淤泥,回填时未经压实、土质疏松。为减少地面沉降,避免因不均匀沉降引起的危害道路、广场地面及地下管线的破坏,影响广场景观及环境等,2003年在广场建设中某市设计院对广场考虑进行地基处理。为确保工程质量、又能降低地基处理的工程费用,并不影响整个工程的施工工期,在作了多方案比较后,采用了强夯方法圆满解决了该工程大面积回填的处理问题,该广场2006年底建成,经过几年的使用,各方面都达到了预期的效果。
方案选择:
在广场建设期间,考虑该工程主要为广场区、道路以及绿化地,除有一些景观建筑、大型雕塑及地下管线外没有其他特殊荷载,因此,建议仅对局部道路、景观建筑等进程地基处理,广场其他部分均采用自然固结沉降。该方案加固区仅
占广场面积1/5,降低施工费用,施工工期约1个月。从施工工期看,地基处理同时,广场区域等工作还可穿插流水施工。
如果广场区域填土不作处理,估计最大沉降量在25-35CM,局部可能更大,
沉季需1-2年内完成。广场地面荷载虽然不大,但地下管线多,不均匀沉降大对地下管线易造成开裂渗漏,地面的高低起伏也直接影响景观效果。从经济方面分析为防止广场中央下沉造成排水管的倒泛水,设计需将总管埋置深度加大,造成施工困难,并需将排水管由水泥管改为UPVC管材。广场砖地面因地面沉降需经常维修,也将发生一笔不小的维修费用。从广场工程的总体效果和社会效益出了,经过多方面比较、研究,最后否定了这一方案。
根据该工程的实际情况,对大面积饱和粘性回填土处理究竟采用什么方法进行了研究,通过干法水泥土搅拌桩、振冲法、强夯法等方案比较。最后确定采用强夯法施工,该方案无论从广场总体效果,还是建设总费用、工期等方面,均较为合理。
二、试夯试验与检测:
由于填土深度不大,一般为3～5M,采用强夯法施工具有可行性,但对在饱
和粘性回填土条件下如何确保工程质量,如何确定合理的强夯参数,在正式施工前,设计及施工单位在建设场地选取有代表性的区域进行了工程试验,强夯试验包括单点夯试验和群夯试验。根据地质条件在建设场地选择两个试夯区,每个试夯面积50×50M。
2.1单点夯试验
单点试验的目的是通过测量夯坑及夯坑周围地面变形,计算有效夯实系数(a),以便选择最佳夯击能量,最佳夯击锤数(N),夯点间距(L)等设计参数。
2.2群夯试验
根据单点夯试验结果,确定夯击能量、夯击方式(遍数)、夯击间距、间隔周期、地面下沉量及强夯地基承载力、压缩模量、有效处理深度。
该工程试夯区第一遍点夯采用600KN·M夯击能(锤重10t,落距5M),锤底面积3 M²,夯点间距30M(正方形面置),每点5～7击。试夯结果(主要是原始记录)表明,最后二击的夯沉量均大于10CM,未达到设计指标值要求,在第二遍点夯施工中我们适当地调整了夯击能击数,使最后二击的夯沉量不大于10CM,但调整后的夯击能量不能大于1500KN·M。
根据现场施工情况和以往的施工经验,特别是针对这种饱和粘性填土地基强夯,经处理后的地基承载力满足和达到80KPa是完全可以的。为了实现这一要求,在每个子夯坑填入不少于2～3车的河沙,这样有效的增大了上部土层的透水性能,使土中的孔隙水可以顺利排出,土层的密度相应得到了提高。
2.3试夯检测
广场地基处理设计要求深度在0～0.8M范围内压实度不小于93%,0.8M以下
范围内压实度不小于90%,地基强度80KPa。本次检测的目的是检测强夯(试夯)区域内回填土层的压实密实度和地基强度是否达到设计要求。检测地基强度采用轻便触控法检测,压实度采用灌砂法进行检测。试夯表明,初步设计的强夯参数基本可行,地基处理基本达到设计要求,但施工中孔隙水压力消散过慢,部分区域产生“橡皮土”现象,影响施工速度和加固效果。
强夯施工:
在实际施工中,根据试夯区试夯结果对施工参数进行了调整,并采取了加速
孔隙水压力消散的施工措施。
2.4夯点布置
夯点布置下图,广场区域内夯坑间距取4.5M,广场道路及管线部位间距取3M。
○ ○ ○ ○
× × ×
○ ○ ○ ○
× × ×
○ ○ ○ ○
○-------第一遍夯坑布点,间距3M
×-------第二遍夯坑布点,间距3M
2.5夯击参数
广场区域内点夯采用锤重12t的夯锤,锤底面积3.5 M²,落距10M,夯击能为1800 KN·M;广场道路及和线部位点夯采用锤重10t的夯锤,锤底面积3M²,落距8 M,夯击能约为1200 KN·M。夯击数6-8击,施工时要根据夯击情况适当调整,满足最后两击平均夯流量≤100MM,且夯坑周围地面不发生较大隆起。满夯时落距变为5M,夯击数3-4击,夯锤夯击搭接长度300MM。
2.6孔隙水压力处理措施
前两遍夯击间歇时间不小于2周,保证夯后孔隙水压力的消散;
施工中孔隙水压力消散过慢,产生“橡皮土”现象,增设袋装砂井,以改善夯击效果,并适当延长两遍夯击之间的间歇时间;
夯坑内回填河沙,增大土的渗透系数,让土体中的孔隙水(接上页)可以轻快的消散;
回填土中夹杂淤泥质土,采用底面积为2 M²重12t的夯锤夯击,将毛渣夯至深处,使回填的毛渣形成一个“墩基”,从而提高地基的承载力。
3小结
对于大型广场的地基处理工程,方案选择不能仅限于地基承载力的满足和短期的经济利益,必须从长远角度进行综合性的方案选择。
在实际工程中,土体的含水量是决定强夯加固效果的重要因素,对于含水量较高的场地用强夯法时必须要有可靠的技术保障,如本工程采用夯坑内填河沙以增大土体渗透系数,以及在淤泥质土中设置毛渣“墩基”的方法不仅为淤泥质土提供了排水通道,而且起到了土体置换的作用。
参考文献
1、《岩土工程勘察规范》GB 50021-94
2、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-20023、
3、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
地基处理工程 饱和粘性回填土 强夯 施工方法
强夯法施工,无论从总体效果,还是建设总费用、工期等方面,其优越性有明显的突现,已成为当今工程施工方法中较常见的一种,为此在施工中充分调研的基础上,针对施工方法,提出了相应的技术措施,同时对施工工艺进行了改进研究,在工程实践中取得了较好的成果。
一、工程概况:
某花园中心广场,总占地面积约15000M²,广场区域内为3～5M深饱和粘性回填土,基底为饱和性淤泥,回填时未经压实、土质疏松。为减少地面沉降,避免因不均匀沉降引起的危害道路、广场地面及地下管线的破坏,影响广场景观及环境等,2003年在广场建设中某市设计院对广场考虑进行地基处理。为确保工程质量、又能降低地基处理的工程费用,并不影响整个工程的施工工期,在作了多方案比较后,采用了强夯方法圆满解决了该工程大面积回填的处理问题,该广场2006年底建成,经过几年的使用,各方面都达到了预期的效果。
方案选择:
在广场建设期间,考虑该工程主要为广场区、道路以及绿化地,除有一些景观建筑、大型雕塑及地下管线外没有其他特殊荷载,因此,建议仅对局部道路、景观建筑等进程地基处理,广场其他部分均采用自然固结沉降。该方案加固区仅
占广场面积1/5,降低施工费用,施工工期约1个月。从施工工期看,地基处理同时,广场区域等工作还可穿插流水施工。
如果广场区域填土不作处理,估计最大沉降量在25-35CM,局部可能更大,
沉季需1-2年内完成。广场地面荷载虽然不大,但地下管线多,不均匀沉降大对地下管线易造成开裂渗漏,地面的高低起伏也直接影响景观效果。从经济方面分析为防止广场中央下沉造成排水管的倒泛水,设计需将总管埋置深度加大,造成施工困难,并需将排水管由水泥管改为UPVC管材。广场砖地面因地面沉降需经常维修,也将发生一笔不小的维修费用。从广场工程的总体效果和社会效益出了,经过多方面比较、研究,最后否定了这一方案。
根据该工程的实际情况,对大面积饱和粘性回填土处理究竟采用什么方法进行了研究,通过干法水泥土搅拌桩、振冲法、强夯法等方案比较。最后确定采用强夯法施工,该方案无论从广场总体效果,还是建设总费用、工期等方面,均较为合理。
二、试夯试验与检测:
由于填土深度不大,一般为3～5M,采用强夯法施工具有可行性,但对在饱
和粘性回填土条件下如何确保工程质量,如何确定合理的强夯参数,在正式施工前,设计及施工单位在建设场地选取有代表性的区域进行了工程试验,强夯试验包括单点夯试验和群夯试验。根据地质条件在建设场地选择两个试夯区,每个试夯面积50×50M。
2.1单点夯试验
单点试验的目的是通过测量夯坑及夯坑周围地面变形,计算有效夯实系数(a),以便选择最佳夯击能量,最佳夯击锤数(N),夯点间距(L)等设计参数。
2.2群夯试验
根据单点夯试验结果,确定夯击能量、夯击方式(遍数)、夯击间距、间隔周期、地面下沉量及强夯地基承载力、压缩模量、有效处理深度。
该工程试夯区第一遍点夯采用600KN·M夯击能(锤重10t,落距5M),锤底面积3 M²,夯点间距30M(正方形面置),每点5～7击。试夯结果(主要是原始记录)表明,最后二击的夯沉量均大于10CM,未达到设计指标值要求,在第二遍点夯施工中我们适当地调整了夯击能击数,使最后二击的夯沉量不大于10CM,但调整后的夯击能量不能大于1500KN·M。
根据现场施工情况和以往的施工经验,特别是针对这种饱和粘性填土地基强夯,经处理后的地基承载力满足和达到80KPa是完全可以的。为了实现这一要求,在每个子夯坑填入不少于2～3车的河沙,这样有效的增大了上部土层的透水性能,使土中的孔隙水可以顺利排出,土层的密度相应得到了提高。
2.3试夯检测
广场地基处理设计要求深度在0～0.8M范围内压实度不小于93%,0.8M以下
范围内压实度不小于90%,地基强度80KPa。本次检测的目的是检测强夯(试夯)区域内回填土层的压实密实度和地基强度是否达到设计要求。检测地基强度采用轻便触控法检测,压实度采用灌砂法进行检测。试夯表明,初步设计的强夯参数基本可行,地基处理基本达到设计要求,但施工中孔隙水压力消散过慢,部分区域产生“橡皮土”现象,影响施工速度和加固效果。
强夯施工:
在实际施工中,根据试夯区试夯结果对施工参数进行了调整,并采取了加速
孔隙水压力消散的施工措施。
2.4夯点布置
夯点布置下图,广场区域内夯坑间距取4.5M,广场道路及管线部位间距取3M。
○ ○ ○ ○
× × ×
○ ○ ○ ○
× × ×
○ ○ ○ ○
○-------第一遍夯坑布点,间距3M
×-------第二遍夯坑布点,间距3M
2.5夯击参数
广场区域内点夯采用锤重12t的夯锤,锤底面积3.5 M²,落距10M,夯击能为1800 KN·M;广场道路及和线部位点夯采用锤重10t的夯锤,锤底面积3M²,落距8 M,夯击能约为1200 KN·M。夯击数6-8击,施工时要根据夯击情况适当调整,满足最后两击平均夯流量≤100MM,且夯坑周围地面不发生较大隆起。满夯时落距变为5M,夯击数3-4击,夯锤夯击搭接长度300MM。
2.6孔隙水压力处理措施
前两遍夯击间歇时间不小于2周,保证夯后孔隙水压力的消散;
施工中孔隙水压力消散过慢,产生“橡皮土”现象,增设袋装砂井,以改善夯击效果,并适当延长两遍夯击之间的间歇时间;
夯坑内回填河沙,增大土的渗透系数,让土体中的孔隙水(接上页)可以轻快的消散;
回填土中夹杂淤泥质土,采用底面积为2 M²重12t的夯锤夯击,将毛渣夯至深处,使回填的毛渣形成一个“墩基”,从而提高地基的承载力。
3小结
对于大型广场的地基处理工程,方案选择不能仅限于地基承载力的满足和短期的经济利益,必须从长远角度进行综合性的方案选择。
在实际工程中,土体的含水量是决定强夯加固效果的重要因素,对于含水量较高的场地用强夯法时必须要有可靠的技术保障,如本工程采用夯坑内填河沙以增大土体渗透系数,以及在淤泥质土中设置毛渣“墩基”的方法不仅为淤泥质土提供了排水通道,而且起到了土体置换的作用。
参考文献
1、《岩土工程勘察规范》GB 50021-94
2、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-20023、
3、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002