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【摘 要】本文结合南宁市江南污水处理厂基础处理工程中强夯地基检测方案的前后变化和对现场施工截然不同的指导作用,粗浅讨论了如何选择切合实际的检测手段和科学合理的检测指标。
【关键词】强夯;地基处理;检测方案
1 工程概况
拟建的南宁市江南污水处理厂71m高程强夯加固区平均填土厚度8m;填料以细粒土和砾类土为主,细粒土最大干密度1.9g/m2,最佳含水量13.2%,砾类土最大干密度2.1g/m2,最佳含水量8.7%;填土时分层碾压,要求其压实系数达到91%。强夯后要求其压实系数达到93%。检测合格后部分区域填至76m再强夯达到76m高程,使其压实系数达到96%,并满足fk=160Kpa.
2 原检测方案及实施结果
江南污水处理厂是南宁市一项列入“136”计划的重点工程,对改善邕江水质起着举足轻重的作用,相关单位非常重视。世行、业主、设计、监理等参建各方早就确定了强夯地基检测的初步方案。
2.1 强夯检测手段
本工程主要检测手决定采用动力触探试验和室内土工试验;检测频率按每300m2至少一点,每一基础至少应有三点,每一独立基础至少1点。检测点布置由监理单位会同建设单位共同确定。
2.2 检测的主要指标及检测提供的数据
2.2.1 主要检测指标
①地基承载力标准值160-180Kpa。
②71-76m 标高压实系数达到96%,71m标高以下压实系数达到93%。
2.2.2 检测提供的数据
检测提供的数据包括下填土的颗粒组成、含水量、干密度、压缩系数、压缩模量和地基承载力、压实系数。
2.3 初步检测结果和后续相关工作
2.3.1 初步检测结果
江南污水处理厂基础处理工程于2003年4月份開工,9月底基本完成71m高程可施工区域的强夯施工。按照原定的检测方案,施工单位及监理、业主单位对强夯地基进行了自检及抽检,发现一些区域检测结果若按岩土勘察书中提供的动探与承载力对应表值,承载力达不到160Kpa,不完全满足原设计的质量要求。具体表现为以下几个特征:
(1)动力触探检验承载力偏低
a.某些区域表层2.0m左右动力触探(63.5Kg)的锤击次数减少,一般在3击左右,反应的承载力达不到设计要求。
b.夯击面下6m左右位置存在约1.0厚的软土层,动探锤击数较少,按查表数值,承载力在140-150Kpa左右。
(2)灌砂法检验密度不太理想
在1、3#夯区1、2#挖坑灌砂法检验密实度,检验结果在89%-96%之间(轻型击实标准),没有完全达到设计要求的93%。
2.3.2 后续相关工作
此结果一出,参建各方受到很大震动,现场施工一度进入停滞状态。因为这不仅关系到前期强夯效果评价和后期强夯施工,而且直接影响到世行投资和上部结构招标,给江南污水处理厂的建设带来沉重的经济损失和极坏的社会影响。施工单位会同参建各方邀请专家进行研究分析,笔者组织作以下几项工作:
(1)现场检测试验,确定强夯处理的真实效果。
a.静载、动探对比实验
静载实验是检测地基承载力最直接也是最可靠的方法,动探检测只能通过经验数据间接得出地基承载力,但往往因土质、含水量等条件的不同存在较大的误差。故必须通过静载、动探的对比实验得出动探检测锤击数所代表的现场地基的真实承载力。
b.判定湿陷性的浸水试验
按岩土规范及土工试验规程做一组浸水试验,以判定土层的湿陷性。若判定为非湿陷性土,则场地将来湿度增大至饱和也不会产生大的变形。
c.密实度对比检测
规范要求的填土密实度指标也是为了保证地基承载力满足要求、地基变形不至于危害上层建筑的。为确定满足要求的最小密实度值,在载荷与动探对比试验位置同时进行了密实度对比检测。
(2)以上检验结果及得出的结论
a.荷载与动探对比试验结果:在动探结果为3击的层面,荷载试验的承载力已达到了160Kpa(加载至极限荷载320KN时才开始有变形趋势);在动探结果为6击的层面,荷载试验的承载力已达到了280Kpa。这表明动探结果3击的地方其承载力已达到了设计提出的质量要求(160-180Kpa)。
b.浸水试验结果:浅层(0.5m)动探结果为3击的层面,附加沉降量为6mm;深层(2.2m)动探结果为6击的层面,附加沉降量为3mm。岩土工程勘察规范规定:附加沉降量/承压板直径<0.023时,为非湿陷性土.本试验承压板直径0.8m,则附加沉降量小于18.4mm时即为非湿陷性土,因此该地基土为非湿陷性。
c.密实度检测结果:动探为3击的层面(0.5M),重型击实密度为86%(轻型击实密度为89%),动探为6击的层面(2.2m),重型击实密度为90%(轻型击实密度为93%)。由对比结果来看,轻型击实89%的密实度已能够满足要求。
以上试验结果表明:动探锤击数为3击的地方,承载力达到了160Kpa,夯后的地基承载力是满足设计要求的(160-180Kpa)。荷载浸水试验又非湿陷性土,说明强夯处理后的地基是可以满足上部建筑物要求的。
3 新检测方案及实施结果
3.1 新检测方案
补检结果让参建各方大为放心。笔者根据现场情况和检测总结,提出对原检测方案进行调整,得到世行、业主、设计、监理等单位的一致同意。
3.1.1 强夯检测手段
本工程主要检测手段决定采用动力触探试验、平板荷载试验和浸水荷载试验。检测点布置由监理单位会同建设单位共同确定。
3.1.2 强夯检测标准
a.动探标准:动探(63.5kg)达到3击的土层承载力已达到160Kpa,满足了设计要求。
b.密实度标准:密实度标准原则上控制在轻型击实89%。因土质、检验手段等原因,密实度现场检测准确性较差。另外,密实度是控制质量的间接标准,实际检测时,可通过动探、静载试验手段直接得到承载力,通过浸水荷载试验判定是否为湿陷性土,故密实度检测仅作为补充检测手段,不做硬性要求。
c.湿陷性标准:为保证地基浸水饱和后仍不发生危害沉降变形,在有代表性的区域做判定湿陷性的浸水试验,夯实后的土层不应再有湿陷性,否则应重新处理。
3.2 实施结果
按照新的检测方案,施工单位在监理、设计、业主的监督指导下,又进行了一系列对已夯完区域的质量检测工作。检验结果表明本次强夯已经达到了理想的效果,强夯处理后的地基满足了建筑物对地基的两项基本要求,承载力达到了要求且为非湿陷性。在这种情况下,地基土不会对建筑物产生危害。
另外,新检测方案在以后的76m强夯区域检测中也被证明是科学有效的,有力地指导施工顺利进行。
4 结论
通过对江南污水处理厂强夯地基检测方案的分析,我们不难得出结论:
4.1 检测手段要和现场情况相结合。该厂新检测方案摒弃了密实度检测而增加了平板荷载试验和浸水荷载试验,就体现了这一点。
4.2 检测指标要以实际效果为准,不能拘泥于简单的数据分析。采用原检测方案而使参建各方虚惊一场就很好地印证了这一结论。
4.3 本文虽是对江南污水处理厂强夯地基检测方案进行探讨,但对道路路基加固、桥头处理等方面也具有借鉴意义。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002).中国计划出版社.2002年
[2]中华人民共和国行业标准.《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002).中国建筑工业出版社.2002年
[3]《建筑地基基础检测规范》(DBJ15-60-2008).中国建筑工业出版社.2008年
[4]范维垣、史美筠、裘以惠.关于强夯法加固地基的几个问题.《太原理工大学学报》.1982年第2期
[5]王治勇.强夯地基的几种检测方法.《勘察测试与分析》.2000年11月.第3卷第11期
[6]刘全峰.强夯法地基处理检测方法探讨.《建筑科技与管理》.2009年第2期
【关键词】强夯;地基处理;检测方案
1 工程概况
拟建的南宁市江南污水处理厂71m高程强夯加固区平均填土厚度8m;填料以细粒土和砾类土为主,细粒土最大干密度1.9g/m2,最佳含水量13.2%,砾类土最大干密度2.1g/m2,最佳含水量8.7%;填土时分层碾压,要求其压实系数达到91%。强夯后要求其压实系数达到93%。检测合格后部分区域填至76m再强夯达到76m高程,使其压实系数达到96%,并满足fk=160Kpa.
2 原检测方案及实施结果
江南污水处理厂是南宁市一项列入“136”计划的重点工程,对改善邕江水质起着举足轻重的作用,相关单位非常重视。世行、业主、设计、监理等参建各方早就确定了强夯地基检测的初步方案。
2.1 强夯检测手段
本工程主要检测手决定采用动力触探试验和室内土工试验;检测频率按每300m2至少一点,每一基础至少应有三点,每一独立基础至少1点。检测点布置由监理单位会同建设单位共同确定。
2.2 检测的主要指标及检测提供的数据
2.2.1 主要检测指标
①地基承载力标准值160-180Kpa。
②71-76m 标高压实系数达到96%,71m标高以下压实系数达到93%。
2.2.2 检测提供的数据
检测提供的数据包括下填土的颗粒组成、含水量、干密度、压缩系数、压缩模量和地基承载力、压实系数。
2.3 初步检测结果和后续相关工作
2.3.1 初步检测结果
江南污水处理厂基础处理工程于2003年4月份開工,9月底基本完成71m高程可施工区域的强夯施工。按照原定的检测方案,施工单位及监理、业主单位对强夯地基进行了自检及抽检,发现一些区域检测结果若按岩土勘察书中提供的动探与承载力对应表值,承载力达不到160Kpa,不完全满足原设计的质量要求。具体表现为以下几个特征:
(1)动力触探检验承载力偏低
a.某些区域表层2.0m左右动力触探(63.5Kg)的锤击次数减少,一般在3击左右,反应的承载力达不到设计要求。
b.夯击面下6m左右位置存在约1.0厚的软土层,动探锤击数较少,按查表数值,承载力在140-150Kpa左右。
(2)灌砂法检验密度不太理想
在1、3#夯区1、2#挖坑灌砂法检验密实度,检验结果在89%-96%之间(轻型击实标准),没有完全达到设计要求的93%。
2.3.2 后续相关工作
此结果一出,参建各方受到很大震动,现场施工一度进入停滞状态。因为这不仅关系到前期强夯效果评价和后期强夯施工,而且直接影响到世行投资和上部结构招标,给江南污水处理厂的建设带来沉重的经济损失和极坏的社会影响。施工单位会同参建各方邀请专家进行研究分析,笔者组织作以下几项工作:
(1)现场检测试验,确定强夯处理的真实效果。
a.静载、动探对比实验
静载实验是检测地基承载力最直接也是最可靠的方法,动探检测只能通过经验数据间接得出地基承载力,但往往因土质、含水量等条件的不同存在较大的误差。故必须通过静载、动探的对比实验得出动探检测锤击数所代表的现场地基的真实承载力。
b.判定湿陷性的浸水试验
按岩土规范及土工试验规程做一组浸水试验,以判定土层的湿陷性。若判定为非湿陷性土,则场地将来湿度增大至饱和也不会产生大的变形。
c.密实度对比检测
规范要求的填土密实度指标也是为了保证地基承载力满足要求、地基变形不至于危害上层建筑的。为确定满足要求的最小密实度值,在载荷与动探对比试验位置同时进行了密实度对比检测。
(2)以上检验结果及得出的结论
a.荷载与动探对比试验结果:在动探结果为3击的层面,荷载试验的承载力已达到了160Kpa(加载至极限荷载320KN时才开始有变形趋势);在动探结果为6击的层面,荷载试验的承载力已达到了280Kpa。这表明动探结果3击的地方其承载力已达到了设计提出的质量要求(160-180Kpa)。
b.浸水试验结果:浅层(0.5m)动探结果为3击的层面,附加沉降量为6mm;深层(2.2m)动探结果为6击的层面,附加沉降量为3mm。岩土工程勘察规范规定:附加沉降量/承压板直径<0.023时,为非湿陷性土.本试验承压板直径0.8m,则附加沉降量小于18.4mm时即为非湿陷性土,因此该地基土为非湿陷性。
c.密实度检测结果:动探为3击的层面(0.5M),重型击实密度为86%(轻型击实密度为89%),动探为6击的层面(2.2m),重型击实密度为90%(轻型击实密度为93%)。由对比结果来看,轻型击实89%的密实度已能够满足要求。
以上试验结果表明:动探锤击数为3击的地方,承载力达到了160Kpa,夯后的地基承载力是满足设计要求的(160-180Kpa)。荷载浸水试验又非湿陷性土,说明强夯处理后的地基是可以满足上部建筑物要求的。
3 新检测方案及实施结果
3.1 新检测方案
补检结果让参建各方大为放心。笔者根据现场情况和检测总结,提出对原检测方案进行调整,得到世行、业主、设计、监理等单位的一致同意。
3.1.1 强夯检测手段
本工程主要检测手段决定采用动力触探试验、平板荷载试验和浸水荷载试验。检测点布置由监理单位会同建设单位共同确定。
3.1.2 强夯检测标准
a.动探标准:动探(63.5kg)达到3击的土层承载力已达到160Kpa,满足了设计要求。
b.密实度标准:密实度标准原则上控制在轻型击实89%。因土质、检验手段等原因,密实度现场检测准确性较差。另外,密实度是控制质量的间接标准,实际检测时,可通过动探、静载试验手段直接得到承载力,通过浸水荷载试验判定是否为湿陷性土,故密实度检测仅作为补充检测手段,不做硬性要求。
c.湿陷性标准:为保证地基浸水饱和后仍不发生危害沉降变形,在有代表性的区域做判定湿陷性的浸水试验,夯实后的土层不应再有湿陷性,否则应重新处理。
3.2 实施结果
按照新的检测方案,施工单位在监理、设计、业主的监督指导下,又进行了一系列对已夯完区域的质量检测工作。检验结果表明本次强夯已经达到了理想的效果,强夯处理后的地基满足了建筑物对地基的两项基本要求,承载力达到了要求且为非湿陷性。在这种情况下,地基土不会对建筑物产生危害。
另外,新检测方案在以后的76m强夯区域检测中也被证明是科学有效的,有力地指导施工顺利进行。
4 结论
通过对江南污水处理厂强夯地基检测方案的分析,我们不难得出结论:
4.1 检测手段要和现场情况相结合。该厂新检测方案摒弃了密实度检测而增加了平板荷载试验和浸水荷载试验,就体现了这一点。
4.2 检测指标要以实际效果为准,不能拘泥于简单的数据分析。采用原检测方案而使参建各方虚惊一场就很好地印证了这一结论。
4.3 本文虽是对江南污水处理厂强夯地基检测方案进行探讨,但对道路路基加固、桥头处理等方面也具有借鉴意义。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002).中国计划出版社.2002年
[2]中华人民共和国行业标准.《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002).中国建筑工业出版社.2002年
[3]《建筑地基基础检测规范》(DBJ15-60-2008).中国建筑工业出版社.2008年
[4]范维垣、史美筠、裘以惠.关于强夯法加固地基的几个问题.《太原理工大学学报》.1982年第2期
[5]王治勇.强夯地基的几种检测方法.《勘察测试与分析》.2000年11月.第3卷第11期
[6]刘全峰.强夯法地基处理检测方法探讨.《建筑科技与管理》.2009年第2期