1 工程概况
该场地位于兰州市城关区大砂坪兰州市化学试剂玻璃仪器公司仓库院内, 长约280.0m, 宽约260.0m, 总占地面积约5.5m2, 拟建物均为12幢7层住宅楼, 框架结构。地基是在坡地和工人素填土而成, 填土深度5m~15m。由于填土松散, 厚度大且不均匀, 物理力学性质较差, 需要对填土地基进行处理。根据设计要求, 地基承载力标准值不小于180kPa/m2, 建筑物建成后的剩余沉降量小于10cm, 差异沉降小于2×10-3, 在对多种处理方案进行技术、经济对比后, 最后采用了解了强夯法进行地基加固处理。经工程检测, 达到设计要求, 加固效果令人满意。
2 场地工程地质条件
根据地质勘察报告, 该场地土层自上而下为以下几点。
(1) 人工素填土 (Qml) :由黄土状粉土组成, 稍湿, 松散状态。层厚不均匀, 厚度5.0~15.00m, 平均厚度8.2m。承载力标准值为90kpa。
(2) 黄土状粉土层 (Qpd) :局部含朽木、植物根系, 层厚29.9m~30.2m, 承载力标准值为120kPa。具属IV级自重湿陷性, 湿陷分布深度在16.25m~18.0m。
(3) 卵石层 (Q4al+pl) :埋深29.9m~45.20m, 杂色, 磨圆度较好, 一般粒径2cm~5cm, 偶含漂石, 卵石含量约占全重的60%~65%, 稍密~中密。
3 强夯参数的设计
强夯是利用高能量的冲击作用, 使地基土压密和振密, 以达到提高地基土的强度, 消除土的湿陷性, 降低其压缩性, 改善地基土性状的目的。
单点夯击能:单点夯击能 (即夯锤和落距的乘积) 应根据工程要求加固深度确定, 经验公式为:
式中:Z为加固影响深度 (m) ;M为锤重 (kN) ;H为落距 (m) ;a为深度修正系数, 取值0.28~0.85。单点夯击能E=MH。
由于本场地地基强夯加固的主要对象是人工填土、黄土状粉土, 其厚度分布极不均匀, 场地的南侧可达15m, 选用锤重M=2 5 0 k N, 落距H=2 4 m, 取系数a=0.5 2, 单点夯击能E=Mh=6000kNm;夯区II:填土厚度小于8m, 选用锤重M=150k N, 落距H=20 m, 单点夯击能E=MH=30 0 0k Nm。
夯点布置:强夯按正方形网格布置夯点。在6000kNm能量夯区, 夯点间距在楼房基础底面范围以内及其底面以外分别为4m×4m和5m×5m;在3000kNm能量夯区, 夯点间距则分别为3m×3m和4m×4m。
夯击遍数与夯点击数:工程分3遍夯实。第一、二遍为点夯, 单点击数为9~11击, 夯点夯击采用间隔跳打进行。第三遍为低能量 (小于2500kNm) 满夯, 锤印搭接, 每点夯击数不超过4击, 以不形成地面隆起为原则。
点夯收锤标准:以最后两击平均夯沉量不大于10cm的击数为控制击数。当夯不下去且周围隆起过大时, 单点总夯击数不少于15击。
夯击间歇时间:间歇时间主要决定于孔隙水压力消散的时间, 而孔隙水压力的消散与夯击能及土的性质有关。根据场地地质条件, 参考有关工程经验, 该工程每遍点夯之间间歇时间应不少于两周。
4 施工工艺
该工程按住宅楼分6个作业区, 拟采取分区分期施工。首先通过两个试验区试夯确定强夯参数。
工艺流程:平整场地→测量场地高程、放点→第一遍点夯→回填推平、测量场地高程、恢复点位→第二遍点夯→回填推平、测量场地高程、恢复点位→满夯→推平、碾压、测量场地高程→检测→竣工验收。
施工要点:夯击时, 落锤应平稳, 点位偏移不得大于5cm, 若发现因坑底倾斜造成夯锤歪斜时, 应及时将坑底整平;施工中, 单点夯击能、击数、收锤标准必须符合设计要求, 当夯坑达到2m左右或拔锤困难时, 应及时回填碎石土, 以保证夯击质量;由于场地填土厚度大, 结构松散, 每遍夯实后需采用推土机平整场地, 碾压机随后碾平, 夯点复位偏差不得大于5cm;有组织按顺序夯击, 并进行详细的施工记录, 避免偏夯、漏夯;雨期施工时, 若夯坑或场地的积水, 应及时排除;根据检测结果, 对场地改良不理想地段必须进行补夯, 以确保达到设计要求。
5 加固效果评价
为了检验强夯的加固效果, 强夯后对场地分别进行了载荷试验、标贯试验、瑞雷波检测。
5.1 载荷试验
强夯后, 在不同能量夯击的填土地基上取4个点进行了大型载荷试验, 载荷板面积为3m×3m。在s-p曲线上, 4个试验点的最大加载为250kPa, 曲线未出现拐点。按沉降量与载荷板宽度之比s/b=0.010确定地基承载力标准值, 则夯后地基承载力标准值大于180kPa, 相应的变形模量为34.0MPa~73.1MPa, 压缩模量为8.4MPa~12.1MPa, 完全满足建筑设计的要求。
5.2 标准贯入试验
由表1可得, 填土强夯后, 强度有明显提高。基础底面持力层夯前的标贯击数平均为5.2~6.5击, 夯后提高到14.5~33击, 为原来的2.4~5.4倍, 下卧层亦有明显的改善。6000kNm夯区的夯击有效加固深度为13m左右, 3000kNm夯区的夯击有效加固深度为9m左右, 满足了设计要求, 也表明有效深度修正系数的取值, 基本上符合本工程的实际情况。
6 结语
(1) 采用高能量强夯法处理大面积厚填土非均匀地基是可行的, 其加固效果显著、施工简单、质量易控制、费用低廉。
(2) 检测结果表明, 随着夯击能的增加, 强夯的影响深度明显增在。3000kNm能量夯击区的有效加固深度约为12m, 6000kNm能量夯击区的有效加固深度约为15m。场地填土深度修正系数约为0.55。
摘要：通过兰州某住宅小区地基处理工程实践, 阐述了强夯加固大面积厚填土地基的设计方案、施工工艺和应用效果。实践证明, 采用强夯法处理填土地基是行之有效的。
关键词：强夯法,填土,地基处理
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