论文部分内容阅读
摘 要：砂土是介于砂和土之间的素土，矿物成分主要是石英，其次是长石、云母以及少量其他矿物，不同的矿物成分组成对砂土的物理、力学性质影响很大。砂土的天然含水率低，塑性小，保水性差，水分散失快，用砂土作为建筑地基使用时，即使施工碾压成型，但随着水分的蒸发散失，表层土体会出现松散，在随后施工工序的干扰下，易产生不利影响。
本文结合具体工程中砂土填方区采用多种方法联合处理其地基的工程特点，运用不同的检测方法对处理后建筑地基的工程特性进行评价，并结合实际情况提出建议，为砂土地基施工提供参考依据。
关键词：砂土；高填方；地基基础
1 工程实例
1.1 概 况
根据勘察报告书的内容，该场区地处卫宁平原北部，以低山和丘陵为主，地势北高南低，地形起伏较大，地貌类型为山前残积丘陵。黄河自西向东由场地南侧约两公里处流过。场区气候干燥，年降水量较少，无地表径流，多为季节性冲沟。
场地地层自上而下土层土性指标为：①人工填土（Q4ml），分布于整个场区，为新近人工平整场地所堆积的砂土，填土以杂色、黄色的粉细砂、角砾为主，干，松散状，不均匀，局部夹有碎、块石。②粉细砂（Q4el）：以褐黄色为主，稍湿，中密-密实。主要成分由石英、长石组成，混细粒土，局部夹有粉土和砾石透镜体。③砾砂（Q4al-pl）：以褐黄色、杂色为主，稍湿，密实。主要成分由石英、长石组成，混细粒土，局部夹有粉细砂透镜体，半胶结。④泥质粉砂岩（半成岩）（Qnpl）：棕黄色、褐黄色，岩质软。主要成分以中、细砂粒为主。局部夹有薄层及透镜状强风化砾岩层，分布连续。根据风化程度该层分为两个亚层，④-1为强风化层，④-2为中风化层。
1.2 施工概况
拟建的某车间为2层，框架结构，柱下独立基础，地基处理采用先开挖至深度6.0m处进行强夯施工对回填土进行处理，并对C-D轴之间134～154轴填土深度较厚区域进行素混凝土桩复合地基处理，后对整个场地分层回填砂土碾压至设计标高。
1.3 检测方法与数据
1.3.1 强夯区域地基检测
对于强夯地基区域采用浅层平板静载荷试验、重型动力触探试验、标准贯入试验等方法，均匀地布置在检测范围内进行检测。
由静载试验数据及夯后地基静载试验p～s曲线可见，在最终荷载下夯后地基静载试验p～s曲线均呈缓变型，对应沉降介于25.77～32.74mm。根据《建筑地基基础设计规范》附录C的有关规定，其承载力特征值不小于500kPa，在500kPa下各试验点的沉降量介于6.37～6.92mm，s/d值介于0.11～0.12（d为承压板直径，d=564mm）。因此可认为下部强夯地基的承载力特征值为500kPa。
从标准贯入试验结果可以看出，夯后地基地表以下1.0m深度内小于30击，呈中密状态；1.0～9.0m深度范围内标准贯入试验击数平均值大于30击，属密实状态。由于强夯后地基土中局部夹有砂砾石夹层，使得个别深度标准贯入试验击数相对较高。夯后地基土标准贯入试验实测击数介于22～63击，满足地基土标准贯入实测锤击数不小于17击的设计要求；夯后地基土的标准贯入试验击数标准值？准k介于24.9～40.7击，满足设计要求。依据相关经验公式进行计算，夯后地基土的Es介于21.3～25.3MPa，满足设计对夯后地基土Es≥16.0MPa的要求。
从重型动力触探试验成果可以看出，夯后地基土自地表向下至9.0m范围内动探击数随深度增加，至2.0m后趋于稳定在30击以上。综合分析，认为强夯后1.0m以下地基土的密实度有较大提高。从纵向对比分析，1.0m以上强夯土可达到中密状态，1.0～9.0m已达到密实状态；从横向分析，场地内1.0～8.0m变异系数介于0.107～0.254，表明其均匀性良好；8.0～9.0m变异系数为0.345，表明存在一定的不均匀性。
1.3.2 素混凝土桩检测
对C-D轴与134～154轴之间填土深度较厚区域进行素混凝土桩复合地基处理的区域，本次检测所采用的桩端持力层重型动力触探桩和桩身低应变检测。
在素混凝土桩成孔完成后，对桩端持力层布置完成了57个孔的重型动力触探试验，试验深度位置约为20～22m之间，重型动力触探修正后击数标准值为84.6击，呈密实状态。
根据实测得到的反射波时域曲线进行分析，各检测桩混凝土纵波波速值介于2861～4135m/s，平均值为3483m/s，各检测桩桩底反射信号存在，表明桩身结构完整，完整性类别均为Ⅰ类。
1.3.3 垫层检测
本工程砂土试样的干密度介于1.69～2.20g/cm3之间，平均值为1.90g/cm3。依据砂土的最大干密度值1.93g/cm3计算，砂土的压实系数介于0.88～1.14，压实系数平均值为0.98，满足设计要求。
从静载试验中可以看出，静载试验在最终荷载360kPa下的p～s曲线近似呈缓变型，对应于180kPa时的沉降量介于1.74～2.81mm，其“s/d”介于0.0018～0.0030（d为承压板直径，d=950mm）。根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）附录C有关规定，S1～S66的承载力特征值均不小于180kPa。
1.4 结 论
1.4.1 回填土经强夯处理后的检测结论
夯后地基土的承载力特征值为500kPa；标准贯入试验结果表明，夯后地基土标准贯入试验实测击数介于22～63击，满足地基土标准贯入实测锤击数不小于17击的设计要求；夯后地基土的标准贯入试验击数标准值？准k介于24.9～40.7击，依据相关经验公式进行计算，夯后地基土的Es介于21.3～25.3MPa，满足设计对夯后地基土Es≥16.0MPa的要求；重型动力触探试验结果，夯后地基土在地表以下9.0m范围内动探击数均有提高，以1.0～9.0m提高幅度明显。1.0m以上强夯土可达到中密状态，1.0～9.0m均达到密实状态。总体来看，夯后地基土均匀性良好。
1.4.2 素混凝土桩复合地基检测结论
素混凝土桩成孔完成后，对桩端持力层进行的重型动力触探试验表明，试验深度约为20～22m时，重型动力触探修正后击数标准值为84.6击，呈密实状态。各检测桩混凝土纵波波速值介于2861～4135m/s，平均值为3483m/s，桩底反射信号存在，表明桩身结构完整，完整性类别均为Ⅰ类。
1.4.3 砂土垫层地基检测结论
本工程砂土垫层压实系数介于0.88～1.14，压实系数平均值为0.98，砂土垫层地基承载力特征值不小于180kPa，满足设计要求。
2 建 议
（1）本场地为高填方场地，回填厚度存在一定差异，因此建议设计应考虑高填方区大面积堆载对原天然土层形成的附加应力的影响，针对大面积堆载引起的地基后期沉降的影响，应采用适当的建筑和结构措施。
（2）由于该区域的地基处理方法较多，因此建议设计应充分考虑不同基础在使用过程中的沉降变化差异，应采用适当的建筑和结构措施。
（3）为提高夯后地基整体均匀性，在条件许可时对夯后地表下1.0m深度内采用振动压实等措施进行适当处理。
参考文献
[1]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）.
[2]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）.
[3]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）.
[4]《工程地质手册》（第四版）.
本文结合具体工程中砂土填方区采用多种方法联合处理其地基的工程特点，运用不同的检测方法对处理后建筑地基的工程特性进行评价，并结合实际情况提出建议，为砂土地基施工提供参考依据。
关键词：砂土；高填方；地基基础
1 工程实例
1.1 概 况
根据勘察报告书的内容，该场区地处卫宁平原北部，以低山和丘陵为主，地势北高南低，地形起伏较大，地貌类型为山前残积丘陵。黄河自西向东由场地南侧约两公里处流过。场区气候干燥，年降水量较少，无地表径流，多为季节性冲沟。
场地地层自上而下土层土性指标为：①人工填土（Q4ml），分布于整个场区，为新近人工平整场地所堆积的砂土，填土以杂色、黄色的粉细砂、角砾为主，干，松散状，不均匀，局部夹有碎、块石。②粉细砂（Q4el）：以褐黄色为主，稍湿，中密-密实。主要成分由石英、长石组成，混细粒土，局部夹有粉土和砾石透镜体。③砾砂（Q4al-pl）：以褐黄色、杂色为主，稍湿，密实。主要成分由石英、长石组成，混细粒土，局部夹有粉细砂透镜体，半胶结。④泥质粉砂岩（半成岩）（Qnpl）：棕黄色、褐黄色，岩质软。主要成分以中、细砂粒为主。局部夹有薄层及透镜状强风化砾岩层，分布连续。根据风化程度该层分为两个亚层，④-1为强风化层，④-2为中风化层。
1.2 施工概况
拟建的某车间为2层，框架结构，柱下独立基础，地基处理采用先开挖至深度6.0m处进行强夯施工对回填土进行处理，并对C-D轴之间134～154轴填土深度较厚区域进行素混凝土桩复合地基处理，后对整个场地分层回填砂土碾压至设计标高。
1.3 检测方法与数据
1.3.1 强夯区域地基检测
对于强夯地基区域采用浅层平板静载荷试验、重型动力触探试验、标准贯入试验等方法，均匀地布置在检测范围内进行检测。
由静载试验数据及夯后地基静载试验p～s曲线可见，在最终荷载下夯后地基静载试验p～s曲线均呈缓变型，对应沉降介于25.77～32.74mm。根据《建筑地基基础设计规范》附录C的有关规定，其承载力特征值不小于500kPa，在500kPa下各试验点的沉降量介于6.37～6.92mm，s/d值介于0.11～0.12（d为承压板直径，d=564mm）。因此可认为下部强夯地基的承载力特征值为500kPa。
从标准贯入试验结果可以看出，夯后地基地表以下1.0m深度内小于30击，呈中密状态；1.0～9.0m深度范围内标准贯入试验击数平均值大于30击，属密实状态。由于强夯后地基土中局部夹有砂砾石夹层，使得个别深度标准贯入试验击数相对较高。夯后地基土标准贯入试验实测击数介于22～63击，满足地基土标准贯入实测锤击数不小于17击的设计要求；夯后地基土的标准贯入试验击数标准值？准k介于24.9～40.7击，满足设计要求。依据相关经验公式进行计算，夯后地基土的Es介于21.3～25.3MPa，满足设计对夯后地基土Es≥16.0MPa的要求。
从重型动力触探试验成果可以看出，夯后地基土自地表向下至9.0m范围内动探击数随深度增加，至2.0m后趋于稳定在30击以上。综合分析，认为强夯后1.0m以下地基土的密实度有较大提高。从纵向对比分析，1.0m以上强夯土可达到中密状态，1.0～9.0m已达到密实状态；从横向分析，场地内1.0～8.0m变异系数介于0.107～0.254，表明其均匀性良好；8.0～9.0m变异系数为0.345，表明存在一定的不均匀性。
1.3.2 素混凝土桩检测
对C-D轴与134～154轴之间填土深度较厚区域进行素混凝土桩复合地基处理的区域，本次检测所采用的桩端持力层重型动力触探桩和桩身低应变检测。
在素混凝土桩成孔完成后，对桩端持力层布置完成了57个孔的重型动力触探试验，试验深度位置约为20～22m之间，重型动力触探修正后击数标准值为84.6击，呈密实状态。
根据实测得到的反射波时域曲线进行分析，各检测桩混凝土纵波波速值介于2861～4135m/s，平均值为3483m/s，各检测桩桩底反射信号存在，表明桩身结构完整，完整性类别均为Ⅰ类。
1.3.3 垫层检测
本工程砂土试样的干密度介于1.69～2.20g/cm3之间，平均值为1.90g/cm3。依据砂土的最大干密度值1.93g/cm3计算，砂土的压实系数介于0.88～1.14，压实系数平均值为0.98，满足设计要求。
从静载试验中可以看出，静载试验在最终荷载360kPa下的p～s曲线近似呈缓变型，对应于180kPa时的沉降量介于1.74～2.81mm，其“s/d”介于0.0018～0.0030（d为承压板直径，d=950mm）。根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）附录C有关规定，S1～S66的承载力特征值均不小于180kPa。
1.4 结 论
1.4.1 回填土经强夯处理后的检测结论
夯后地基土的承载力特征值为500kPa；标准贯入试验结果表明，夯后地基土标准贯入试验实测击数介于22～63击，满足地基土标准贯入实测锤击数不小于17击的设计要求；夯后地基土的标准贯入试验击数标准值？准k介于24.9～40.7击，依据相关经验公式进行计算，夯后地基土的Es介于21.3～25.3MPa，满足设计对夯后地基土Es≥16.0MPa的要求；重型动力触探试验结果，夯后地基土在地表以下9.0m范围内动探击数均有提高，以1.0～9.0m提高幅度明显。1.0m以上强夯土可达到中密状态，1.0～9.0m均达到密实状态。总体来看，夯后地基土均匀性良好。
1.4.2 素混凝土桩复合地基检测结论
素混凝土桩成孔完成后，对桩端持力层进行的重型动力触探试验表明，试验深度约为20～22m时，重型动力触探修正后击数标准值为84.6击，呈密实状态。各检测桩混凝土纵波波速值介于2861～4135m/s，平均值为3483m/s，桩底反射信号存在，表明桩身结构完整，完整性类别均为Ⅰ类。
1.4.3 砂土垫层地基检测结论
本工程砂土垫层压实系数介于0.88～1.14，压实系数平均值为0.98，砂土垫层地基承载力特征值不小于180kPa，满足设计要求。
2 建 议
（1）本场地为高填方场地，回填厚度存在一定差异，因此建议设计应考虑高填方区大面积堆载对原天然土层形成的附加应力的影响，针对大面积堆载引起的地基后期沉降的影响，应采用适当的建筑和结构措施。
（2）由于该区域的地基处理方法较多，因此建议设计应充分考虑不同基础在使用过程中的沉降变化差异，应采用适当的建筑和结构措施。
（3）为提高夯后地基整体均匀性，在条件许可时对夯后地表下1.0m深度内采用振动压实等措施进行适当处理。
参考文献
[1]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）.
[2]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）.
[3]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）.
[4]《工程地质手册》（第四版）.