濕陷性黃土地基排水盲溝的構(gòu)筑

濕陷性黃土地基排水盲溝的構(gòu)筑

近30年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，基本建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。隨著農(nóng)業(yè)用地保護(hù)政策的加強(qiáng)，我國(guó)建筑工地的使用強(qiáng)度越來(lái)越緊張。因此，不適合用作建筑材料的惡劣地質(zhì)區(qū)域被用作建筑材料。同時(shí),大量的人工建造地基,如挖山填溝、搬山填海地基,也成為解決建筑用地的重要途徑。人們?cè)诖罅拷ㄔ烊斯さ鼗臅r(shí)候,也形成了數(shù)量不小的人工不良地基。1不良的基礎(chǔ)1基地土及地基土均不填平南方某廠整體搬遷的新廠址地基,位于某市技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi),建筑場(chǎng)地由技術(shù)開發(fā)區(qū)提供,場(chǎng)地由開發(fā)區(qū)負(fù)責(zé)回填。場(chǎng)址原為農(nóng)田和村莊。原場(chǎng)區(qū)分布有民居、農(nóng)田、水塘和灌木等。在回填時(shí),只將房屋拆除,而宅基未予清理,水塘也未予排水,農(nóng)田和灌木等均未清淤和清除耕植土,大片的灌木林被埋在回填土下?；靥畈牧蠟楦咛幫诜降募t粘土。在人工建造地基的同時(shí),極難處理,地基土構(gòu)成復(fù)雜的人工不良地基。紅粘土中裹挾了大量的水體,地基高度飽和,而地基土掩埋的灌木叢等更是難以清除的隱患。在這樣的地基上建造對(duì)沉降極為敏感的廠房,地基處理的難度很大。2回填區(qū)地基承載力加某水泥廠址位于Ⅲ級(jí)自重濕陷性黃土地基上,濕陷性土層厚度達(dá)15m左右,該水泥廠在建設(shè)過程中,在未對(duì)原場(chǎng)地地基處理的情況下,對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行了回填,回填厚度在2~10m,使場(chǎng)地處理難度加大。3工后沉降的地層南方某電廠輸煤系統(tǒng)構(gòu)筑物位于填方場(chǎng)地內(nèi),填方地基主要填料為大顆粒風(fēng)化砂巖,填方區(qū)厚度最深達(dá)9m,塊石直徑大部分為1m之內(nèi),個(gè)別直徑達(dá)2m。由于填方材料為易風(fēng)化砂巖,填方地基內(nèi)為大孔隙架空結(jié)構(gòu),在地面下滲水的沖刷和侵蝕下,極易風(fēng)化將導(dǎo)致很大的工后沉降。我國(guó)南方某工廠工程,新廠址位于開山填谷地基的人工填土上,填方材料為極易風(fēng)化的泥巖與砂巖,整個(gè)場(chǎng)地占地面積數(shù)平方公里,土方回填量達(dá)數(shù)千萬(wàn)立方米。雖然采用了分層碾壓,但由于工程規(guī)模浩大,工期短,施工質(zhì)量難以控制,根本達(dá)不到所要求的密實(shí)度。4回填場(chǎng)地下水位西南某廠東區(qū)地基,位于一山溝中,山溝坡面上有一出露的地下徑流,在場(chǎng)地回填前,施工單位曾提出專題報(bào)告,建議對(duì)該徑流構(gòu)筑排水盲溝,將水流引出回填場(chǎng)地之外,但業(yè)主未予采納,場(chǎng)地回填后不久,回填場(chǎng)地內(nèi)地下水位升高,在強(qiáng)夯時(shí),夯坑中有大量水涌出,無(wú)法施工。最終將場(chǎng)地重新開挖,構(gòu)筑了排水盲溝后,才重新施工。2不良人工基礎(chǔ)的形成原因1地質(zhì)原因分析上述人工不良地基,在選址規(guī)劃階段,未經(jīng)過勘察設(shè)計(jì)單位的勘察和規(guī)劃,由開發(fā)區(qū)或建設(shè)單位自行確定,自行組織回填場(chǎng)平后,才經(jīng)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行勘察設(shè)計(jì),對(duì)于已經(jīng)形成的人為不良地質(zhì)現(xiàn)象無(wú)法改變。2負(fù)責(zé)場(chǎng)地開發(fā)和現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)的員工沒有具備專業(yè)技術(shù)知識(shí)部分主持場(chǎng)地開發(fā)、回填場(chǎng)平的管理人員,不具備最基本的土木工程基礎(chǔ)知識(shí),因此在場(chǎng)地建造中未能按有關(guān)規(guī)范操作。3誤兩種時(shí)誤生在工期緊、規(guī)模大的情況下,出現(xiàn)人為的失誤在所難免。像大規(guī)模的開山填谷、分層碾壓工程,對(duì)粒徑的控制、顆粒級(jí)配的組成,在大規(guī)模施工的情況下,施工質(zhì)量很難控制。4填土材料的鋪設(shè)要求傳統(tǒng)的分層碾壓壓實(shí)的方法,有如下局限性:①性能不穩(wěn)定的填料不宜鋪在上層。《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》JTJ033-95(以下簡(jiǎn)稱規(guī)范1)對(duì)填料有規(guī)定,凡不因潮濕或凍融而變更其體積的優(yōu)良土應(yīng)填在上層,強(qiáng)度較小的土應(yīng)填在下層。②對(duì)填料的級(jí)配、粒徑控制很嚴(yán)格,爆破成本隨之增高。規(guī)范1規(guī)定,填石路堤石料最大粒徑不宜超過層厚的2/3;天然土石混合材料中所含石料強(qiáng)度大于20MPa時(shí),石塊的最大粒徑不得超過壓實(shí)層厚的2/3,超過的應(yīng)清除;當(dāng)所含石料為軟質(zhì)巖(強(qiáng)度小于15MPa)時(shí),石料最大粒徑不得超過壓實(shí)層厚,超過的應(yīng)打碎?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002(以下簡(jiǎn)稱規(guī)范2)對(duì)填土地基壓實(shí)填土的填料,應(yīng)符合下列規(guī)定:級(jí)配良好的砂土或碎石土;性能穩(wěn)定的工業(yè)廢料;以礫石、卵石或塊石作填料時(shí),分層夯實(shí)時(shí)其最大粒徑不宜大于400mm,分層壓實(shí)時(shí)其最大粒徑不宜大于200mm。③分層碾壓回填的厚度很薄。規(guī)范1規(guī)定,分層松鋪厚度:高速公路及一級(jí)公路不宜大于0.5m;其他公路不宜大于1.0m。規(guī)范2規(guī)定,一般情況下,墊層的分層鋪填厚度可取200~300mm。④填筑材料的鋪填需精細(xì)化施工和管理。規(guī)范1規(guī)定,當(dāng)石塊級(jí)配較差、粒徑較大、填層較厚、石塊間的空隙較大時(shí),可于每層表面的空隙里掃入石渣、石屑、中粗砂,再以壓力水將砂沖入下部,反復(fù)數(shù)次,使空隙填滿。規(guī)范2規(guī)定,人工鋪填粒徑25cm以上石料時(shí),應(yīng)先鋪填大塊石料,大面向下,小面向上,擺平放穩(wěn),再用小石塊找平,石屑塞縫,最后壓實(shí);人工鋪填塊徑25cm以下石料時(shí),可直接分層攤鋪,分層碾壓。⑤填土的壓實(shí)完全靠振密和擠壓密實(shí),即使是強(qiáng)度較低的泥巖、砂巖也很難將其壓碎。所以,分層填筑碾壓的填土材料必須有良好的級(jí)配,避免土層中形成架空結(jié)構(gòu)。從以上可知,當(dāng)前建筑填筑規(guī)模宏大,采用傳統(tǒng)的分層碾壓方法,很難達(dá)到設(shè)計(jì)的密實(shí)度要求。3地基處理的必要性1)極大地增加了地基處理的難度①不排水、不清淤、不清基的回填地基,不但形成了高飽和度的軟土地基,同時(shí)極大地增加了地基的不均勻性,而且在填土與原土基之間,形成了極不易消除的軟弱結(jié)構(gòu)面,更增加了地基的不穩(wěn)定性。②粒徑級(jí)配控制不嚴(yán)的分層壓實(shí)回填地基,因壓實(shí)度不良,可能造成很大的工后沉降。2)人為不良地基的處理費(fèi)用,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出正常地基處理的費(fèi)用。3)延長(zhǎng)了地基處理建設(shè)工期由于地基處理難度加大,地基處理施工工藝復(fù)雜,有時(shí)造成大量返工。4)降低了使用標(biāo)準(zhǔn)。4工程實(shí)例4.1江南工廠的整體搬遷工程1填材料的填充料①場(chǎng)地回填排水,清淤,清基,耕植土和林木后,分層回填;②地基處理在分層回填的過程中,分層碾壓,分層回填,分層強(qiáng)夯,直接強(qiáng)夯,分層厚度4~6m,能級(jí)3000~5000kN·m;③工作內(nèi)容鋪夯填材料,強(qiáng)夯,夯填材料運(yùn)輸;④綜合單價(jià)42.00元/m2;⑤施工效率強(qiáng)夯,單機(jī)施工效率10000m2/月。2層壓強(qiáng)認(rèn)識(shí)到層析成網(wǎng)①不排水,不清淤,不清基,不清耕植土和林木,一次性拋填;②處理深度在6m以下時(shí),單層強(qiáng)夯置換,處理深度在6m以上時(shí),下層強(qiáng)夯置換,上層直接強(qiáng)夯或強(qiáng)夯置換,能級(jí)3000~5000kN·m;③工作內(nèi)容鋪夯填材料,強(qiáng)夯置換,夯填材料運(yùn)輸;④綜合單價(jià)125.00元/m2;⑤強(qiáng)夯置換,單機(jī)施工效率4000m2/月。4.2濕式黃土基工程1基處理原土基①處理程序先進(jìn)行原土基處理,再進(jìn)行場(chǎng)地回填和地基處理;②地基處理原土基根據(jù)濕陷性土層厚度,采用擠密灰土樁或不同能級(jí)強(qiáng)夯,分別達(dá)到甲、乙、丙類建筑要求的消除濕陷性標(biāo)準(zhǔn),再回填土至設(shè)計(jì)標(biāo)高,采用強(qiáng)夯處理;③綜合效果使用標(biāo)準(zhǔn)符合相關(guān)規(guī)范要求。2樁基礎(chǔ)材料在一次拋填中的應(yīng)用不排水,不清淤,不清基,不清耕植土和林木,一次性拋填;采用6000~8000kN·m強(qiáng)夯,只要求處理深度達(dá)到8m,作為丙、丁類建筑場(chǎng)地,重型建筑采用樁基礎(chǔ);降低使用標(biāo)準(zhǔn)。4.3江南某工廠的砂巖樁工程1細(xì)膠沉整處理①場(chǎng)地回填分層回填,分層厚度1.5m;回填方法為堆填;粒徑控制:最大粒徑≤800mm,顆粒級(jí)配應(yīng)良好;②地基處理較優(yōu)方案應(yīng)為強(qiáng)夯,分一層或兩層處理,分層厚度2、4、5m,強(qiáng)夯能級(jí)3000~6000kN·m;③綜合單價(jià)25~65元/m2;④工期可按正常工期完工。2分層強(qiáng)高效夯實(shí)