關于碎石樁強夯組合用于地基處理的探討

孫熙寧，趙沖全，徐其富，李家驥

關于碎石樁強夯組合用于地基處理的探討

孫熙寧，趙沖全，徐其富，李家驥

(中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院，云南昆明650051)

針對新近填土(特別在較厚的填土)地基上進行輕型工業廠房建設面臨的問題，經實踐指出采用碎石樁強夯組合進行地基處理既科學又經濟，并能有效縮短施工工期。

地基處理;碎石樁;強夯

0 引言

隨著國民經濟的快速發展，土地資源越來越珍貴，為少占農田，人們越來越多地將工業廠房及公用設施等建到了山區、半山區。山區、半山區地帶地形起伏大，地質條件復雜，必須挖高填低以形成必要的建設場地。大量的挖填方帶來了復雜的地基處理問題。工業廠房荷載較大對地基承載力要求較高，必須采用灌注樁，將基礎置于堅固的地層上;有的荷載較小對地基承載力要求不高，但對沉降變形敏感，采用灌注樁顯得投資較高、不經濟，而采用強夯法處理地基，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。碎石樁與強夯適用于對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，但其造價比強夯稍高;強夯法處理的地基較淺，地基處理投入也相對較低。因此，將造價相對較為經濟的碎石樁與強夯相結合進行輕型建筑物地基處理，不但能減少地基處理費用，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業基地，場地四周環山，場地起伏較大，長約900 m，寬約700 m。該項目主要建(構)筑物包括銅線桿車間、凈循環水泵站、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，鋼結構及鋼砼排架結構，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)筑物主要特征表Tab.1 Principal Character of Buildings(Structures)

設計對地基處理的要求為:地基承載力特征值fak≥150 kPa;基礎底以下6 m深度范圍內壓縮模量Es≥7.0 MPa。

2 場地水文及工程地質條件

場地水文地質條件:場地內無河流通過，僅有幾條季節性沖溝，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，主要受大氣降水補給，由于巖土體裂隙發育，大氣降水沿巖土體裂隙或落水洞直接下滲補給地下水，場地內賦水性差，地下水埋藏較深，屬干燥場地。

場地工程地質條件: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)、二疊系下統陽新組(P1y)灰巖。

素填土(單元層代號①):褐紅、褐黃等色，稍濕，結構松散～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，其自重固結遠未完成，不能作為天然地基。填土主要物理力學指標見表2。

表2 填土主要物理力學指標一覽表Tab.2 Principal Index List of Physical Mechanics for Earth Filling

3 地基處理方案

根據場地水文地質條件及建筑物對地基的要求，填土厚度大于8 m處的柱基礎采用強夯與碎石樁組合方法進行地基處理，填土厚度小于8 m的柱基礎及基礎間普通地面不設碎石樁，只進行強夯處理。基礎外布置一排碎石樁，樁長按從地表開始進入第四系坡殘積、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 夯點布置圖Fig.2 Arrangement Diagram of Tamper Point

強夯范圍按建筑物基礎外擴5 m控制，強夯分點夯和滿夯兩步進行。點夯夯擊能為3 000 kN· m，每點13～16擊，夯點間距為5 m×5 m梅花狀矩形布置，夯點分為兩序，先施工一序夯點，再施工二序夯點。點夯結束后，推平夯坑進行滿夯，滿夯夯擊能為2 000 kN·m，每點2擊。夯點布置見圖2。

4 地基處理效果檢測

地基處理施工結束后，采用重型動力觸探N63.5、大單容、鉆芯取樣、淺層平板載荷試驗、靜載荷試驗等對處理后的地基土進行檢測。檢測點布置于碎石樁位置及樁間、夯點位置及夯點間。

根據檢測結果，與未處理前比，人工填土經處理后比處理前密度增大，孔隙比、含水率減小，液限指數從硬塑狀態變為堅硬狀態，壓縮系數(α1－2)只有處理前的42%，而壓縮模量(Es1－2)增加51%～106%，人工填土經地基處理后其強度大為增加，而抗變形能力也大為增強。

強夯有效加固深度大于8 m。

5 結語

(1)填土厚度8 m以內用強夯進行地基處理，填土厚度＞8 m的用碎石樁加強夯進行復合地基處理對輕型建筑物是適宜的。

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

(3)從靜載試驗不擾動土的室內試驗及標貫試驗超重型動力觸探成果綜合分析，場地內主要地層土層的物理力學指標建議值見表3。

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

(4)地基處理完成后，應對每柱基礎或設備基礎位的人工填土層進行檢測，以確保工程的安全運營。

［1］中國建筑科學研究院.JGJ 79－2002建筑地基處理技術規范［S］.北京:中國建筑工業出版社，2011.

［2］工程地質手冊編委會.工程地質手冊［M］.4版.北京:中國建筑工業出版社，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，高級工程師.主要研究方向:巖土工程設計與施工.E－mail:896236993@qq.com