1 工程概况
大唐长春第三热电厂铁路专用线信号楼房建工程, 建筑面积1111m2。整个工程座落在3.5m高的填方上, 填料为粉细砂, 房屋设计采用200号条形基础, 原设计要求房屋地基采用灰土大换填处理, 换填至原自然地面以下不少于2m。根据设计意图, 进行大换填进行施工相对比较困难, 施工场地受到限制, 同时消耗的各种费用也铰多, 因此, 我们决定采用灰土井处理粉砂土地基的方法进行施工。本工程共有110口灰井, 从2009年8月11日开工, 共用16天即全部完成, 每口井施工时间为60min左右。
2 灰土井法处理粉砂土填方地基的特点
灰土井法处理粉砂土填方地基, 是通过井间挤密和夯填井灰土组成的人工复合地基来提高填土地基承载力的一种地基加固方法。具有原位处理、深层挤密和以土治土的特点, 与大开挖置换、振冲挤密和旋喷桩等施工方法相比, 具有施工简便、工艺程序清晰、工程质量易保证、造价低廉等特点。
其适用范围:地下水位较低的各种人工回填土、非饱和粘性土、湿陷性黄土以及粉砂土。
3 工艺原理
石灰中带正电荷的二价钙离子和土料表面吸附的一价金属阳离子发生离子交换作用, 从而限制了粘土表面扩散层的厚度, 并使土粒的吸水性能和膨胀性能大部分消失, 大量的粘粒团粒化, 增大了土粒的强度并使其粘性降低。随着灰土龄期的增长, 土体固化作用也提高。这样, 灰土强度就逐渐增加。在化学性能上具有气硬性和水硬性。石灰与土粒表面的胶质二氧化硅及胶质氧化铝发生复杂的反应并形成新的胶凝物, 使灰土桩成为具有气硬性和水硬性材料。在力学性能上, 利用成孔时的侧向挤压作用, 使桩间土得以挤密, 随后将桩孔灰土分层夯填密实, 可达到挤密地基的效果, 同时也提高了地基承载力, 消除了地基湿陷性, 减少了地基及建筑物沉降量。
4 材料要求
粘土必须采用纯洁均匀的粘性土, 且过筛后土块不大于20cm。
石灰采用经3d～4d熟化后的熟石灰并过筛, 粒径不大于5cm, 质量不低于Ⅲ级, GaO+MgO含量不少于50%。
施工中应严格按照石灰∶粘土=3∶7的比例拌合均匀。
5 灰土井法处理粉砂土填方地基施工工艺
5.1 工艺流程
基槽开挖→井孔放样定位→开挖成井→夯实机就位→夯实井底→检测合格→分层夯填灰井→检测合格→夯填封顶灰土 (0.3m厚) 。
5.2 施工参数
施工中, 采用灰土井处理填方房屋地基的施工参数为:井深2m, 井径1m, 井间距1.8 m。
5.3 工艺要点
(1) 根据施工现场机具配备、地质、夯力等情况确定基槽的开挖方式, 基槽挖至基础底面设计标高以下0.3m后, 平整清理场地, 使边坡坡度保持1∶0.75。同时, 备好夯实机械和所需材料, 进行现场土工试验, 测出粉砂土最佳含水量和最大干容量。
(2) 基槽尺寸经过检查合格后, 进行槽底抄平和放样定位, 然后人工开挖直径为1m, 深度为2m的井孔。
(3) 夯实机械就位后, 夯锤与村孔要相互对中, 夯锤应能自由下落到孔底。清除孔内的杂物和积水, 将井底均匀平整夯实。用环刀取样 (在夯实表面下0.14m处取样) , 卡瓦列夫仪现场测定其干容量和含水率, 计算出密实度。如果密实度≧0.96, 可进行灰土夯填;如果<0.96, 可增大或减少砂土含水率以接近最佳含水率。具体办法是:根据现场测定的含水率大小来采取措施。含水率>10%～12%, 可铺撒生石灰、干土等吸水材料;含水率<10%～12%, 可加水, 待水全部渗入土中后再夯击。
(4) 井底夯实达到密实度要求后, 进行灰土分层夯填。
(5) 灰土井夯填完, 经过检测密实度达到要求后, 即可夯填封顶灰土条形带, 贯穿基槽, 厚度为0.30m。
6 机具设备
灰土井夯实机械选用的是电动卷扬提升式夯实机, 夯锤采用截头圆锥体钢筋混凝土锤。基槽灰土带夯实机械采用电动蛙式打夯机。
7 劳动组织
灰土井处理粉砂土高填方房屋地基劳动组织为混合工种作业形式。各工序衔接、各工种配合由工地指挥长统一指挥。这样组织施工, 按照工艺流程, 完成一口2m深的井需要60min左右。所有工种人员, 除卷扬机司机外, 其他均不需培训、考核就可上岗。
8 质量检测
灰土井处理填方地基施工, 参照《地基与基础工程施工及验收规范》和《建筑安装工程质量检验评定标准》等国家标准执行。施工质量检查的内容包括:桩位、桩孔、挤密效果和填夯质量等, 其中以填夯质量检查为重点。
(1) 桩位检查。
(2) 桩孔检查。
(3) 挤密效果检查。
(4) 填夯质量检查。
(5) 桩间土的检查效果。
9 施工及安全注意事项
夯实的灰土, 在三天内不得受水浸泡。所以灰土夯填完后, 应及时修建基础和回填基坑, 时间来不及时, 要作临时遮盖, 防止日晒雨淋。
雨季施工时, 做好防雨及场地排水工作, 防止雨水流入基槽。刚夯完或尚未夯实的灰土, 如遭受雨淋浸泡, 则应将积水及松软呼土除去并补填夯实, 受浸湿的灰土应凉干后再夯实。
施工过程中, 如果雨水浸淋或夯打振动引起了井壁塌土, 加护壁钢筒支撑。护壁钢筒由两块半圆形钢板焊制而成。钢筒外径、高度尺寸与井孔相同。
1 0 效益分析
用灰土井处理高填方房屋地基, 可使高填方砂土的承载力提高约2倍。消除地基土的全部湿陷性, 处理深度满足需要。整片的灰土垫层使灰土桩地基受力更加均匀, 使箱基面积适当扩大, 减少地基沉降。另外, 施工速度加快, 提前了工期, 同时还能降低成本。
摘要：在工程建设当中, 地质条件复杂多变, 经常会遇到一些不良地质条件, 如何处理好这些不良地质, 以满足设计及施工要求, 保证工程质量, 一直是建筑行业所关心且不断探索的问题。本文以大唐长春第三热电厂铁路专用线信号楼粉砂土地基处理为例, 重点谈一下灰土井处理粉砂土填方地基的方法。
关键词：灰土井,粉砂土地基,挤密,夯填
参考文献
[1] 地基与基础工程施工及验收规范, GBJ202-83[S].
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[4] 顾晓鲁.地基与基础[M].北京:中国建筑工业出版社.