山西潞安聚氯乙烯項(xiàng)目35萬m2地基強(qiáng)夯處理

赫英武

1 工程概況

1)山西潞安樹脂有限責(zé)任公司20萬t/年離子膜燒堿、20萬t/年聚氯乙烯項(xiàng)目是經(jīng)山西省發(fā)展和改革委員會批準(zhǔn)的項(xiàng)目，該項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)在山西省長治市屯留縣漁澤鎮(zhèn)東固工業(yè)園區(qū)，項(xiàng)目用地總面積約為350 000 m2，主要建筑包括燒堿裝置、聚氯乙烯裝置、聚合裝置、公用工程及輔助裝置、辦公及生活設(shè)施等建筑。

工程地質(zhì)勘察表明，擬建廠區(qū)原是一個不規(guī)則的農(nóng)田積水區(qū)，本場地屬采空區(qū)，在10年前已進(jìn)行了采煤作業(yè)，采空深度在地下約300 m。由新黃土和回填土組成的地基，土質(zhì)均勻性差，濕陷性強(qiáng)，無法滿足天然地基承載力和變形要求，需進(jìn)行地基處理。

2)建設(shè)、設(shè)計、施工和檢測單位。該工程建設(shè)單位為山西潞安樹脂有限責(zé)任公司，由中國天辰工程有限公司設(shè)計，山西建勘巖土工程有限公司承擔(dān)施工，山西春暉巖土工程檢測公司負(fù)責(zé)地基處理檢測。

2 場地工程地質(zhì)條件簡述

2.1 地層情況

按照勘察報告的描述，根據(jù)土工試驗(yàn)、標(biāo)貫、靜探等測試統(tǒng)計結(jié)果，本場區(qū)地基土承載力特征值評價如下:

第①層耕土，建議清除，第①-1層填矸，建議夯實(shí)，第②層粉質(zhì)黏土，fak=85 kPa，第②-1層黏土，fak=80 kPa，第③層粉質(zhì)黏土，fak=100 kPa，第③-1層粉砂，fak=110 kPa，第④層粉質(zhì)黏土，fak=150 kPa，第⑤層粉質(zhì)黏土，fak=170 kPa，以下略。

2.2 濕陷和液化情況

按照勘察報告的描述，據(jù)探井土樣濕陷性試驗(yàn)結(jié)果判定，地下水位為3.0 m以上的試驗(yàn)區(qū)域?yàn)榉亲灾貪裣菪詧龅兀瑵裣莸燃墳棰窦?輕微)，試驗(yàn)區(qū)域場地土在3.0 m以下濕陷基本消失。地下水位小于3.0 m的區(qū)域，地基土不具液化。

3 強(qiáng)夯地基處理目的與要求

3.1 低能量強(qiáng)夯處理的目的

消除填土層的欠固結(jié)性和非自重濕陷性，提高填土層的土體強(qiáng)度，改善填土層的變形性能。

3.2 低能量地基處理的結(jié)果要求

1)徹底消除整個粉質(zhì)黏土層的欠固結(jié)性和非自重濕陷性;2)強(qiáng)夯處理后，地基承載力特征值不小于150 kPa;3)強(qiáng)夯處理后，土體壓縮模量不小于6MPa;4)強(qiáng)夯處理的有效加固深度不小于4 m。

4 地基處理施工參數(shù)設(shè)計

4.1 地基處理分區(qū)加固的原則

按招標(biāo)文件要求，由于場地內(nèi)各建(構(gòu))筑物的使用性質(zhì)和荷載情況不同，且場地地形復(fù)雜，因此對場地的地基處理需要劃分為不同的區(qū)域，對不同區(qū)域采用不同的地基處理方法?？傮w原則是:依據(jù)現(xiàn)場施工情況，對整個場地采用低夯擊能一次性夯擊處理，起夯面從設(shè)計場平標(biāo)高開始。

4.2 本方案地基處理施工參數(shù)選取

采用3 000 kN?m能級，根據(jù)設(shè)備情況，能級組合見表1。

表1 強(qiáng)夯能級組合一覽表

5 施工概況

采用兩遍主夯+一遍滿夯的工藝。

主夯，能級采用3 000 kN?m，夯點(diǎn)按 5 m×5 m正方形布置。第一遍主夯點(diǎn)完工后，整平場地，進(jìn)行第二遍主夯點(diǎn)施工，最后將場地整平完成滿夯施工。單點(diǎn)夯擊次數(shù)6擊～10擊，最后兩擊的平均夯沉量不宜大于50 mm，兩遍主夯間隔時間按3周～4周進(jìn)行控制。兩遍主夯滿夯，能級為1 500 kN?m，錘印搭接 1/4，每點(diǎn)擊數(shù)為3擊，1遍完成。施工過程中有專人負(fù)責(zé)強(qiáng)夯參數(shù)的監(jiān)測，詳細(xì)記錄各項(xiàng)參數(shù)和施工情況。

本場地從2009年8月開始試夯，2010年4月底全部完工，施工效率平均為180錘/臺班，每個工作班處理面積約260 m2。

6 地基處理效果簡要分析

強(qiáng)夯法處理地基，能否達(dá)到預(yù)期的效果，要靠施工后測試檢驗(yàn)來證實(shí)。本工程地基處理的檢驗(yàn)方法主要是取樣法、觸探法和載荷試驗(yàn)法。

6.1 夯沉量

正式施工時，強(qiáng)夯參數(shù)與試夯基本相同，整個場區(qū)東部夯沉量為0.9 m～1.2 m，西部夯沉量為0.7 m～0.9 m，平均為1.0 m。

6.2 有效加固深度和土體壓縮模量

經(jīng)檢測報告提出，強(qiáng)夯的有效加固深度大多不小于4 m，但也有個別檢測點(diǎn)的影響深度在3.5 m。整體效果雖然不完全滿足設(shè)計要求，但承載力和土體的壓縮模量滿足設(shè)計要求，經(jīng)專家對本次強(qiáng)夯效果的綜合分析評價，認(rèn)為強(qiáng)夯處理后的地基基本達(dá)到預(yù)期效果，可在地基土上建廠。

6.3 夯后地基的濕陷性

經(jīng)強(qiáng)夯處理后取樣檢測，土層的濕陷性系數(shù)基本小于0.015，但也有幾處土層的濕陷性系數(shù)大于 0.015，最大值為0.017，檢測報告給出評價，經(jīng)強(qiáng)夯處理后整個場地的濕陷性基本消除。

6.4 夯后地基承載力

根據(jù)強(qiáng)夯處理后地基土的主要物理力學(xué)指標(biāo)及有關(guān)原位測試結(jié)果，可知強(qiáng)夯加固范圍內(nèi)地基土的承載力普遍提高，各主要建筑物的地基土承載力基本滿足設(shè)計要求，但也有極個別相對偏低區(qū)域，原因是強(qiáng)夯時出現(xiàn)“橡皮土”的地段，對此地段已采取了挖除后換以3∶7灰土墊層的處理方法。

7 強(qiáng)夯施工的幾點(diǎn)體會

1)強(qiáng)夯施工時應(yīng)提前對場區(qū)土進(jìn)行取樣，以掌握土體的含水量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，土體的最佳含水量在15%～20%，對不滿足或嚴(yán)重超標(biāo)的含水量，應(yīng)采取必要的施工措施，為強(qiáng)夯施工后收到較好的效果提供必要的基礎(chǔ)條件。2)強(qiáng)夯施工時每遍的間歇時間應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，如對于黏土層，規(guī)范規(guī)定強(qiáng)夯時兩遍的間歇控制在3周～4周，如天氣晴朗干燥，可在10 d～15 d進(jìn)行下一遍施工，即可收到較好的強(qiáng)夯效果，如在雨季，可適當(dāng)延長間歇時間，可按5周～6周進(jìn)行控制。3)強(qiáng)夯施工如果是在冬季，施工時土體表層的凍土層不宜超過5 cm，如超過5 cm時建議將表層土體清除，施工時錘擊數(shù)可根據(jù)情況增加1擊～2擊。

[1] 曾 暉，劉曙光.擊實(shí)試驗(yàn)在強(qiáng)夯加固地基中的應(yīng)用[J].山西建筑，2009，35(8):105-106.