濕作業(yè)條件下砂、礫石換填地基軟弱層施工實(shí)踐

  　　摘 要：本文通過洛陽市高層次人才居住區(qū)4＃高層住宅樓，采用級配砂石墊層處理地基的施工實(shí)踐，證明了級配砂石換填不均勻軟弱層地基同樣具有強(qiáng)度高、變型小，可以在地下水飽和狀態(tài)下施工的特點(diǎn)；改善了級配砂石必須在無水狀態(tài)下施工的條件限制，補(bǔ)充了地基處理施工規(guī)范，提高了地基處理效果，縮短了工期降低了造價，是一種很好的地基處理方案。

　　關(guān)鍵詞：級配砂卵礫石，壓實(shí)系數(shù)，不均勻系數(shù)，曲率系數(shù)。

1、工程概況

　　洛陽市高層次人才居住區(qū)4＃樓，位于洛南新區(qū)洛河大堤南側(cè)，地下二層，地上二十六層。剪力墻筒體結(jié)構(gòu)，總建筑面積17926平方米。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)埋深在自身地面下5.7米。設(shè)計(jì)地基承載能力≥380KPa.基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，發(fā)現(xiàn)基底下部存積大片的砂窩，泥卵等軟弱層，經(jīng)采用釬探，超重型動力觸探，施工勘探等探明在自然地面下9.4米以上部分需要挖除，該標(biāo)高比穩(wěn)定地下水位低1.9米。經(jīng)地質(zhì)、設(shè)計(jì)、建設(shè)、監(jiān)理及施工單位多次會議，確定采用砂、卵、礫石換填地基處理方案。

2、巖石地質(zhì)條件

　　工程緊臨洛河大堤、場地為廢棄的采砂石料廠，地貌單元地屬洛河Ⅰ級階段，根據(jù)河南省有色工程勘察有限公司提供（巖土工程勘察報告）得知，在勘探深度范圍內(nèi)的巖土為等四系沖，洪積成因，呈上細(xì)下粗典型二元結(jié)構(gòu)特征，分布特征自上而下依次為：耕土、雜填土；黃土狀粉土、粉砂（局部與卵石交錯）；卵石（局部夾泥質(zhì)卵石、中砂、淤泥及圓礫、礫砂）、圓礫、卵石和圓礫層。

　　地下水類型屬與孔隙潛水，水量豐富，水位穩(wěn)定在自然地面下7.5米，存于卵（礫）石層中，年變幅量在2.0－3.0米。

3、施工準(zhǔn)備

　　3.1　采用局部（僅挖深的軟弱層范圍）管井降水，挖除軟弱層，為防止地基卸載后的反彈，隨即澆筑了500－1300mm厚的C15素砼；并在基坑四周又設(shè)一道1000mm寬砼圍堰及邊坡錨噴支護(hù)。以防坑壁坍塌。

　　3.2　選定料廠做級配試驗(yàn)：

　　要使砂卵礫石壓實(shí)地基有較高的密度，填料必須滿足以下要求：

　　3.2.1　填料級配良好：

　　不均勻系數(shù)Cn≥5；

　　曲率系數(shù)Cc＝1－3；

　　3.2.2填料中大于5mm顆粒的含量在65－70%之間。

　　3.2.3最大粒徑不超過50mm.

　　3.2.4含泥量（小于0.1mm顆粒含量）要低于3%.

　　我們對工地附近的幾個料廠進(jìn)行了多次踏察，發(fā)現(xiàn)天然砂石料中，砂含量較大，不能滿足最佳級配要求。通過比較決定采用2－5cm的卵石，0.5－2cm的園礫和0.5mm以下中粗砂等三種篩分料進(jìn)行人工拌合，三種篩分料的顆粒組成見下表：

　　3.3　設(shè)計(jì)顆粒級配和控制干密度：

　　將三種規(guī)格料：卵石、園礫、砂分別以4：3：3、 5：2：3、3.5：3：3.5的比例進(jìn)行試配，然后進(jìn)行相對密度試驗(yàn)和顆分試驗(yàn)，結(jié)果如下表：

　　以4：3：3比例配合料較優(yōu)越，其最小、最大密度比較高，以此比例作為設(shè)計(jì)配合比，經(jīng)取樣、試驗(yàn)，結(jié)果最大干密度為2.26g/cm3，最佳含水率6.0%，卵石占總量的40%，園礫占總量的30％，中粗砂占總量的30%.

　　3.4　壓實(shí)設(shè)備選擇：

　　砂石填料宜采用自重大，頻率低的震動壓路機(jī)進(jìn)行多遍碾壓。砂石填料獲得最大密實(shí)度是通過壓實(shí)設(shè)備以其自重和震動能量在填料面上作功的總和而產(chǎn)生的。震動壓路機(jī)必須選擇最佳的震動震幅和振動頻率，才能使砂石填料具有足夠的壓實(shí)運(yùn)動時間，才能對級配良好的砂石填層產(chǎn)生最大的壓實(shí)作用。

　　根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況及以往的施工經(jīng)驗(yàn)，選用YZ－18型振動壓路機(jī)，限定碾壓行速≤30m/min.

　　3.5確定施工參數(shù)：

　　因工程緊臨洛河大堤，又處于河壩蓄水期，原設(shè)置的降水井點(diǎn)形成的降水漏斗很難滿足降水施工的要求，達(dá)不到地基規(guī)范要求的在干燥狀態(tài)下砂石換填的條件，為此，經(jīng)有關(guān)專家結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際研討論證，決定打破級配砂石必須在干燥狀態(tài)下施工的規(guī)范規(guī)定；采用水下作業(yè)，帶水鋪碾，并確保換填時基底水深不得大于 300mm的要求（含水深300mm）；施工時第一層虛鋪厚度800mm；第二層及以上各層虛鋪厚度300mm；18T震動壓路機(jī)均勻震動碾壓8－10 遍?！　?/p>

4、施工：

　　4.1填料質(zhì)量要求：

　　4.1.1填料級配良好；

　　4.1.2填料中砂石質(zhì)量滿足要求；

　　4.1.3保證填料的最佳含水率；

　　4.1.4填料中不能有泥塊、雜草、含泥量低于5%.

　　填充料在料場用裝載機(jī)按4：3：3比例進(jìn)行人工拌合，拌合遍數(shù)不小于3遍，然后裝入翻斗汽車運(yùn)入坑底，填料進(jìn)入坑底后用推土機(jī)刮平，振動壓路機(jī)碾壓，碾壓時先壓長邊，后壓短邊，先靜壓兩遍，然后振動碾壓8遍，保證基坑覆蓋面均勻獲得8－10遍的壓實(shí)要求，邊角壓路機(jī)壓不到部位用蛙式打夯機(jī)補(bǔ)振。鋪筑工作從低處向高處水平狀分層填筑，每層內(nèi)不留施工縫。

　　4.2施工流程圖。

　　4.3施工過程中壓實(shí)系數(shù)檢測：

　　因碾壓后的級配砂礫石用環(huán)刀取樣有困難，實(shí)際操作時根據(jù)規(guī)范要求采用級配純砂預(yù)埋取樣點(diǎn)，在同條件下碾壓后，用容積不小于200cm3的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)刀壓入碾壓層1/3－2/3的深度內(nèi)取樣測定干密度；所有試驗(yàn)點(diǎn)的壓實(shí)系數(shù)在0.96－1.06之間，滿足設(shè)計(jì)要求。

5、靜壓試驗(yàn)

　　基坑回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，選取3個試驗(yàn)點(diǎn)，用直徑為1.1m，面積約0.95m2的壓板，在砂石填層頂面3個試驗(yàn)點(diǎn)分別加載，當(dāng)各點(diǎn)加載量達(dá)到1000Kpa；均未達(dá)到極限荷載，此時的地基承載力特征值為500Kpa，満足380Kpa的設(shè)計(jì)要求，試驗(yàn)結(jié)果見下表。

填料 砂石 地基

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