大面积不均匀回填地基试夯方案的研究

大面积不均匀回填地基试夯方案的研究

中建三局集团有限公司工程总承包公司湖南长沙410000

摘要:强夯法普遍适用于低饱和度的粉土与粘性土、素填土和杂填土等地基处理,强夯施工前,应在施工现场进行试夯,确定强夯夯击能、夯击次数等主要参数。恰当的试夯方案能准确确定强夯夯击能、夯击次数等主要参数,确保强夯设计有效、经济。本文以华湘工业园项目总装车间强夯地基处理为例,详细阐述大面积不均匀回填地基试夯方案的确定原则及施工流程。

关键词:强夯试夯;有效深度;夯击能;夯击次数

1工程概况

华湘工业园项目总装车间长约490米、宽约225米,占地面积10.7万㎡,结构类型为单层钢结构厂房,基础类型为预应力管桩+独立承台基础。其地基为回填土地基,填土阶段受工期制约,土方回填一次散填到位,填土深度1~9米不等,回填主要材料为粘土,局部地区夹层淤泥及风化岩。各区域回填深度分布如下图所示:

该工程属于典型大面积不均匀回填土地基,主体结构设计要求地基压实系数需大于等于0.9。经多方考察、研究,拟采用强夯进行地基处理。为确保强夯设计合理、经济,需制定有效试夯方案,为强夯设计提供准确设计参数。

2试夯目的

结合强夯地基处理技术规程及本工程强夯特点,本工程试夯需达到以下目的:①承载力的要求:经过试夯后求得试夯区内不同夯击能及不同夯击次数下的地基承载力特征值fak。②压缩模量的要求:经过试夯后求得试夯区内不同夯击能及不同夯击次数下地基的压缩模量Es,以及在影响深度范围内压缩模量Es随深度的变化情况(每延米)。③影响深度:经过试夯后求得试夯区内不同夯击能及不同夯击次数下地基强夯的影响深度。④地表密实度:经过试夯后求得试夯区内不同夯击能及不同夯击次数下的地表密实度。⑤夯沉量:经过试夯后求得试夯区内不同夯击能及不同夯击次数下的地表夯沉量。

3试夯参数确定

3.1试夯区域选择

本工程面积巨大,填土深度不均匀,根据现场不同填土情况,设置5米填深、8米填深两个不同填深试夯区域,两个区域采用不同夯击能进行试夯。每个试夯区域在同一夯击能下,试夯三种不同夯击次数的区域,每个试夯区域的面积为30m×30m,位置见试夯区平面布置图。

3.2试夯夯击能确定

按照强夯地基处理技术规程,在初步设计时,强夯的有效加固深度可按照下式估算:

可知5米、8米填深区域分别为1250KN?m、4000KN?m,结合当地强夯设计经验,本工程5米、8米两个试夯区域试夯夯击能分别取2000KN?m,4000KN?m(采用20t重锤,分别提升10m、20m)。

3.3夯击遍数

试夯采用二遍夯击+满夯的方案。由于时间较紧,二遍夯击之间时间不考虑间歇;完成全部两遍夯击数后,按夯印搭接1/5锤径~1/3锤径的夯击原则,用低能量(电夯夯击能的一半)满夯,将场地表层松土夯实并碾压。

3.4夯击点间距

结合当地强夯经验,2000KN?m的试夯区夯击点按3.0m×3.0m的正方形布置。4000KN?m的试夯区夯击点按:3.5m×3.5m的正方形布置。夯点具体布置如下图所示:(括号内标注1的为首遍点夯,标注2的为二遍点夯)

3.5夯点夯击次数

为了检测不同夯击次数下的强夯效果,本次试夯在两种夯击能下分别为9击、14击、19击三个试夯区。最后两击的平均夯沉量小于50mm可结束试夯,同时满足:①夯坑周围地面不应发生过大的隆起。②不因夯坑过深而发生提锤困难。

4.2试夯施工步骤

1)清理并平整施工场地。

2)标出第一遍夯点位置,并测量场地高程。

3)起重机就位,夯锤置于夯点位置。测量夯前锤顶高程。

4)将夯锤起吊到预定高度,开启脱钩装置,夯锤脱钩自由下落,放下吊钩,测量锤顶高程,并及时将夯底整平。

5)重复步骤4,按设计规定的夯击次数及控制标准,完成一个夯点的夯击;当夯沉过深,出现提锤困难,但无明显隆起,而尚未达到控制标准时,宜将夯坑填回至与坑顶齐平后,继续夯击。

6)换夯点,重复步骤3到6,完成第一遍全部夯点的夯击。

7)用推土机将夯坑填平,并测量场地高程。

8)在规定的间隔时间后,按上述步骤逐次完成全部夯击遍数;最后,采用低能量满夯,将场地表层松土夯实,并测量夯后场地高程。

4.3试夯施工过程中的监测

试夯施工过程中的监测按下列规定进行:1)开夯前,应检查夯锤质量和落距,以确保单击夯击能量符合设计要求。2)在每一遍夯击前,应对夯点放线进行复核,夯完后检查夯坑位置,发现偏差或漏夯应及时纠正。3)检查每个夯点的夯击次数、每击的夯沉量、最后两击的平均夯沉量和总夯沉量、夯点施工起止时间,并对各项施工参数及施工情况进行详细记录。

4.4试夯检测要求

每个试夯区检测要求需按照以下规定进行:1)静载荷试验1处,以了解试夯区地基承载力。2)动力触探2处,以了解试夯区影响深度。3)取样每延米2个,直至影响深度,以了试夯区解压缩模量。4)密实度3个,以了解试夯区地表密实度。5)测定每个试夯区的夯沉量。

5实施效果

通过试夯后数据分析,最终确定各区强夯参数如下:

目前,华湘工业园总装车间强夯施工已全部完成,强夯后地基承载力及压实度均满足验收要求,强夯地基已顺利通过地基验收。通过选择不同深度的试夯区、测定不同夯击次数下各项夯击性能的试夯方案,为正式强夯设计提供了准确参数,促使后期强夯设计针对不同回填土厚度区域分别作出了不同的强夯设计,既保证了回填土地基强夯质量,又达到了经济合理的目的。

6结语

对大面积不均匀回填地基试夯方案主要参数的确定及施工进行了分析及阐述,对同类强夯地基试夯方案确定及实施有一定的借鉴和参考作用。

参考文献

[1]中国工程建设协会标准CECS279:2010强夯地基处理技术规程.北京:中国计划出版社,2010

[2]中华人民共和国行业标准JGJ79-2012建筑地基处理技术规范.北京:中国建筑工业出版社,2013

[3]王奇峰.强夯法施工在阜朝高速公路地基处理中的应用.北方交通.2009

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