關(guān)于碎石樁強(qiáng)夯組合用于地基處理的探討

孫熙寧，趙沖全，徐其富，李家驥

關(guān)于碎石樁強(qiáng)夯組合用于地基處理的探討

孫熙寧，趙沖全，徐其富，李家驥

(中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院，云南昆明650051)

針對(duì)新近填土(特別在較厚的填土)地基上進(jìn)行輕型工業(yè)廠房建設(shè)面臨的問題，經(jīng)實(shí)踐指出采用碎石樁強(qiáng)夯組合進(jìn)行地基處理既科學(xué)又經(jīng)濟(jì)，并能有效縮短施工工期。

地基處理;碎石樁;強(qiáng)夯

0 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，土地資源越來越珍貴，為少占農(nóng)田，人們?cè)絹碓蕉嗟貙⒐I(yè)廠房及公用設(shè)施等建到了山區(qū)、半山區(qū)。山區(qū)、半山區(qū)地帶地形起伏大，地質(zhì)條件復(fù)雜，必須挖高填低以形成必要的建設(shè)場地。大量的挖填方帶來了復(fù)雜的地基處理問題。工業(yè)廠房荷載較大對(duì)地基承載力要求較高，必須采用灌注樁，將基礎(chǔ)置于堅(jiān)固的地層上;有的荷載較小對(duì)地基承載力要求不高，但對(duì)沉降變形敏感，采用灌注樁顯得投資較高、不經(jīng)濟(jì)，而采用強(qiáng)夯法處理地基，其影響深度有限，不能解決深部變形問題。

碎石樁用于處理松散砂土、粉土、粘性土、素填土及雜填土等地基。強(qiáng)夯法用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土及雜填土等地基。碎石樁與強(qiáng)夯適用于對(duì)地基承載力要求較低的地基處理，碎石樁可處理的地基土深度較大，但其造價(jià)比強(qiáng)夯稍高;強(qiáng)夯法處理的地基較淺，地基處理投入也相對(duì)較低。因此，將造價(jià)相對(duì)較為經(jīng)濟(jì)的碎石樁與強(qiáng)夯相結(jié)合進(jìn)行輕型建筑物地基處理，不但能減少地基處理費(fèi)用，亦可有效縮短施工工期。

1 工程概況

某公司高精電工銅材工程位于呈貢綠色產(chǎn)業(yè)基地，場地四周環(huán)山，場地起伏較大，長約900 m，寬約700 m。該項(xiàng)目主要建(構(gòu))筑物包括銅線桿車間、凈循環(huán)水泵站、空壓站、液化氣石油站、辦公樓、食堂、職工宿舍等。銅線桿材車間建筑面積主廠房13 250.69 m2，輔跨1 669.08 m2，鋼結(jié)構(gòu)及鋼砼排架結(jié)構(gòu)，主廠房建筑高度14 m，局部23 m，輔跨單層高度5 m，二層高度9 m，建筑物主要特征見表1。

表1 建(構(gòu))筑物主要特征表Tab.1 Principal Character of Buildings(Structures)

設(shè)計(jì)對(duì)地基處理的要求為:地基承載力特征值fak≥150 kPa;基礎(chǔ)底以下6 m深度范圍內(nèi)壓縮模量Es≥7.0 MPa。

2 場地水文及工程地質(zhì)條件

場地水文地質(zhì)條件:場地內(nèi)無河流通過，僅有幾條季節(jié)性沖溝，旱季無水，雨季部分地表水流沿地形低洼地段匯集至沖溝并沿沖溝匯入場地西南部的瑤沖河。場地原始地貌為山間小盆地及溶蝕殘丘，場地內(nèi)地下水類型為松散巖類孔隙水和巖溶裂隙水，主要受大氣降水補(bǔ)給，由于巖土體裂隙發(fā)育，大氣降水沿巖土體裂隙或落水洞直接下滲補(bǔ)給地下水，場地內(nèi)賦水性差，地下水埋藏較深，屬干燥場地。

場地工程地質(zhì)條件:場地分布的主要地層為第四系人工堆積層(Q4ml)、第四系植物層耕土(Qpd)、第四系坡、洪積層(Q4dl+pl)、第四系沖、湖洪積層(Q4al+l)、第四系坡、殘積層(Q4dl+ el)、二疊系下統(tǒng)陽新組(P1y)灰?guī)r。

素填土(單元層代號(hào)①):褐紅、褐黃等色，稍濕，結(jié)構(gòu)松散～中密，主要由紅粘土組成，局部夾有5%～20%礫石，粒徑0.3～2.0 cm，大者達(dá)5～10 cm，為新近填土，層厚4.80～18.10 m。該層從2009年12月開始回填，填土施工期間基本無降雨，加之碾壓填土厚度較大，其自重固結(jié)遠(yuǎn)未完成，不能作為天然地基。填土主要物理力學(xué)指標(biāo)見表2。

表2 填土主要物理力學(xué)指標(biāo)一覽表Tab.2 Principal Index List of Physical Mechanics for Earth Filling

3 地基處理方案

根據(jù)場地水文地質(zhì)條件及建筑物對(duì)地基的要求，填土厚度大于8 m處的柱基礎(chǔ)采用強(qiáng)夯與碎石樁組合方法進(jìn)行地基處理，填土厚度小于8 m的柱基礎(chǔ)及基礎(chǔ)間普通地面不設(shè)碎石樁，只進(jìn)行強(qiáng)夯處理?；A(chǔ)外布置一排碎石樁，樁長按從地表開始進(jìn)入第四系坡殘積、洪積層1 m控制，碎石樁布置如圖1所示。

圖1 碎石樁布置圖Fig.1 Arrangement Diagram of Gravel Pile

圖2 夯點(diǎn)布置圖Fig.2 Arrangement Diagram of Tamper Point

強(qiáng)夯范圍按建筑物基礎(chǔ)外擴(kuò)5 m控制，強(qiáng)夯分點(diǎn)夯和滿夯兩步進(jìn)行。點(diǎn)夯夯擊能為3 000 kN· m，每點(diǎn)13～16擊，夯點(diǎn)間距為5 m×5 m梅花狀矩形布置，夯點(diǎn)分為兩序，先施工一序夯點(diǎn)，再施工二序夯點(diǎn)。點(diǎn)夯結(jié)束后，推平夯坑進(jìn)行滿夯，滿夯夯擊能為2 000 kN·m，每點(diǎn)2擊。夯點(diǎn)布置見圖2。

4 地基處理效果檢測

地基處理施工結(jié)束后，采用重型動(dòng)力觸探N63.5、大單容、鉆芯取樣、淺層平板載荷試驗(yàn)、靜載荷試驗(yàn)等對(duì)處理后的地基土進(jìn)行檢測。檢測點(diǎn)布置于碎石樁位置及樁間、夯點(diǎn)位置及夯點(diǎn)間。

根據(jù)檢測結(jié)果，與未處理前比，人工填土經(jīng)處理后比處理前密度增大，孔隙比、含水率減小，液限指數(shù)從硬塑狀態(tài)變?yōu)閳?jiān)硬狀態(tài)，壓縮系數(shù)(α1－2)只有處理前的42%，而壓縮模量(Es1－2)增加51%～106%，人工填土經(jīng)地基處理后其強(qiáng)度大為增加，而抗變形能力也大為增強(qiáng)。

強(qiáng)夯有效加固深度大于8 m。

5 結(jié)語

(1)填土厚度8 m以內(nèi)用強(qiáng)夯進(jìn)行地基處理，填土厚度＞8 m的用碎石樁加強(qiáng)夯進(jìn)行復(fù)合地基處理對(duì)輕型建筑物是適宜的。

(2)采用直徑500 mm的碎石樁對(duì)填土進(jìn)行加固，樁間距1.5～1.6 m，復(fù)合模量Es可取12 MPa以上，復(fù)合地基承載力可達(dá)270 kPa以上。

(3)從靜載試驗(yàn)不擾動(dòng)土的室內(nèi)試驗(yàn)及標(biāo)貫試驗(yàn)超重型動(dòng)力觸探成果綜合分析，場地內(nèi)主要地層土層的物理力學(xué)指標(biāo)建議值見表3。

表3 處理后地基土的物理力學(xué)指標(biāo)建議值Tab.3 Proposal Value for Physical Mechanics Index of Foundation Earth after Treating

(4)地基處理完成后，應(yīng)對(duì)每柱基礎(chǔ)或設(shè)備基礎(chǔ)位的人工填土層進(jìn)行檢測，以確保工程的安全運(yùn)營。

［1］中國建筑科學(xué)研究院.JGJ 79－2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011.

［2］工程地質(zhì)手冊(cè)編委會(huì).工程地質(zhì)手冊(cè)［M］.4版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011.

［3］孫更生，鄭大同.軟土地基與地下工程［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1984.

Discussion on Gravel Pile Dynamic Compaction Combination Used for Ground Treatment

SUN Xi－ning，ZHAO Chong－quan，XU Qi－fu，LI Jia－yi
(Kunming Prospecting Design Institute of China Nonferrous Metals Industry，Kunming 650051，China)

Aimed at problems faced with light industrial plant construction on new earth filling foundation(especially on thicker filling)，the practice pointed out that it is both science and economy to adopt gravel pile dynamic compaction Combination for ground treatment so that can effectively shorten the construction period.

ground treatment;gravel pile;dynamic compaction

TU472

A

1004－2660(2012)03－0042－03

2012－06－18.

孫熙寧(1969－)，男，云南人，高級(jí)工程師.主要研究方向:巖土工程設(shè)計(jì)與施工.E－mail:896236993@qq.com