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摘要:本文基于实际工程中的所遇到的淤泥质软土地基,地基处理及技术措施进行阐述,详细介绍了并介绍了设计施工过程中的应对方法,对其它类似工程具有一定的参考。
关键词:软土;地基处理;重载路面;加厚地坪
1.引言
我国东南沿海存在大量软土地区,在软土地区进行工程建设很容易因为土质较差而产生各种问题,最大的问题是承载力不足和沉降。本工程所处的地区正是淤泥质软土地区,又因其荷载较重,对设计和施工提出了很高的要求。本文基于某卷烟厂技术改造项目的实际工程,对工程过程中所遇到淤泥质软土的处理进行了详细的分析介绍,可对同类型的其它建筑起到参考作用。
2.工程概况及土层评价
工程位于宁波市奉化区,工程包含联合工房、办公楼及其它生产辅助用房,另包含厂区内主要、次要道路、物流广场及景观绿化。场区河流、沟渠纵横交错,地表水系发育,地形较平坦,地面标高-1.50~6.43m(1985国家高程基准,下同),地貌类型属第四系冲海积、海积平原。
根据钻探揭露,将勘察深度范围内岩土层分为6个工程地质层自上而下为:
素填土,杂色,结构松散;粉质粘土,灰黄色,软可塑,含铁锰质氧化物结核,往下渐变软、变灰,土质不均匀,局部相变为粘土,厚度较薄,部分区域无此层;淤泥质粘土,灰色,流塑,含少量贝壳碎片、碎屑,土质不均匀,局部相变为淤泥、淤泥质粘土。干强度中等,中等韧性,摇振反应无,切面稍有光泽。该层全场分布,层厚较厚约7-9m;粉质粘土,灰褐色、灰黄色,软可塑,局部软塑,夹较多粉土、粉细砂薄层及团块,局部与粉土、粉细砂互层状,土质不均匀,为过渡土层;圆砾,灰、灰黄色、紫红色,中密,中等偏低压缩性,含少量漂石;强、中风化砾岩,为凝灰岩碎屑,泥硅质强胶结,厚层状构造,节理裂隙较发育,岩芯多呈短柱状,锤击声脆,不易碎。
土层总体评价为表层有一层很薄的硬壳层,下部有7-9m的淤泥质粘土,为软弱下卧层,再下方为承载能力稍强的粘土,最下方是强风化或中风化的砂岩。
3.设计、施工控制点
3.1软土各项特性差
下卧淤泥质土层呈流塑状态,具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、灵敏度高的特点,稍受外力作用就会发生扰动、变形,且强度显著下降,同时软土还有低渗透性、触变性和流变性等特点。这种土层会引发前期沉降及负摩阻力,对工程的安全运营影响比较大,同时在上部荷载和震动的长期作用下,软土的触变特点往往会使其强度降低,从而给工程造成不良影响,应引起重视。,最致命的因素是此土层厚度较厚,达到7-9m,全部换填不太可能,只能采取措施处理。
3.2房心土荷载大
本工厂生产区域及生产辅助区域活,主要分为两类,一类为普通区域,如办公室、会议室、走廊等房间,一般取2.0kPa或2.5kPa;一类为重载区域,如机房15 kPa、成品库穿梭车区域35 kPa、车间地面25 kPa、高架库区域120 kPa等。必需针对不同工况对地基进行不同的处理措施。
3.3 厂区主要道路及物流广场重压
厂区主要道路及进出库区外侧的物流广场,所行驶及停放车辆全部为集装箱大货车,且为动荷载,变化频繁,必需对路基采取加强措施,以防止重复碾压导致的局部沉降、位移。
4.不同工况下对软土的应对方法
4.1厂平回填
厂平回填阶段,对表层土进行换填处理,以求达成一个硬壳层,满足施工阶段使用及小荷载区域房间的荷载要求,一般地段,对原始地面以下的填土进行挖土处理,直至老土,然后用宕渣分层回填,碾压密实,每层压实厚度不大于25cm,对于洼地、老水塘等人工填土较深的特殊地段,开挖后视具体情况,首先用大粒径块石密铺1~2层压入,再用宕渣分层回填压实。
4.2普通荷载区域
普通荷载区域主要为办公室、会议室、走廊等房间,对地面承载要求不高,从下往上的做法为宕渣分层回填夯实-100厚C15混凝土垫层,随打随找平-3厚自粘型改性沥青防水卷材防潮层-50厚C20细石混凝土保护层-钢筋混凝土底板,随打随找平抹光-地砖面层。此区域的核心措施为宕渣分层回填夯实,基本能满足5kPa以下的荷载要求,地基变形在规范要求以内。
4.3重荷载区域
针对荷载大于15kN的重荷载区域,采取地坪桩+厚地坪的措施。地坪桩为350x350的预应力离心混凝土空心矩形方桩,锤击法沉桩,间距4500或3000,桩端以圆砾层为持力层,所有桩端均采用十字板桩尖。厚地坪为C30钢筋混凝土,防水等级P8,地坪下设100厚C15素混凝土垫层,素混凝土垫层下设100厚碎石垫层,地坪厚度在相对较轻荷载区域为350厚,在非常重荷载区域为500厚,内配双层双向钢筋。此措施的要点是地坪桩和厚地坪共同作用,再加上地坪桩的挤土效应,更大的提高了地基承载能力。
4.4厂区景观道路
景观道路仅作行人用,采用宕渣分层回填夯实后即可,经处理过的路槽0~80cm压实度≥95%,低于80cm压实度≥93%(即重型击实标准)。
4.5厂区支路
厂区支路即不走重型车辆的道路,开挖道路区域内的回填土至3.3m(绝对高程),开挖宽度上口大于路沿外各1.1m;平整后用18T振动压路机原土静压3遍;施工30厚级配碎石层;然后施工水泥稳定碎石层30cm、沥青封层厚1cm、粗粒式沥青混凝土厚7cm(AC-25C)、中粒式沥青混凝土厚5cm(AC-20C)、细粒式改性沥青(SBS)混凝土厚4cm(AC-13F)。
该措施充分利用已回填的2米土层,尽量避免深挖,道路下方的软土不用挖除处理,而是加强道路的整体性,使道路及路基相当于一个船筏,作用于软基上。处理的费用大大降低。
4.6厂区主路及物流广场
厂区主路及物流广场即要走重型车辆的道路,处理理念和厂区支路相同,都要充分利用已回填的宕渣層,开挖道路区域内的回填土至3.1m(绝对高程),开挖宽度上口大于路沿外各1.55m,下口大于路沿口各1.05m;施工土工格栅加强层:在地基上铺设第一层土工格栅,平整后用18T振动压路机原土静压3遍;接着铺设40厚级配碎石层,碎石上铺设第二层土工格栅,平整后用18T振动压路机振碾5遍(第一遍静压,二至四遍振压,最终一遍静压);其中碎石粒径为3-6cm,含泥量小于5%;土工格栅宜采用三角形孔,应具有抗老化、强度高、耐腐蚀、使用寿命长和质量轻施工方便等特点,具体性能结合当地土工格栅产品的性能和施工方法;然后施工水泥稳定碎石层30cm、沥青封层厚1cm、粗粒式沥青混凝土厚7cm(AC-25C)、中粒式沥青混凝土厚5cm(AC-20C)、细粒式改性沥青(SBS)混凝土厚4cm(AC-13F)。
5.结论
本文介绍了工程中的实际情况,对施工中遇到的软土及重、难点进行描述,主要介绍了厂平回填阶段的地基处理措施,和针对两种不同荷载工况下的房心土处理措施,以及针对建筑物外侧厂区内的道路在三种不同工况下的设计、施工措施。对于软土地区工程设计施工积累了一定的经验,一定程度上满足了日趋复杂的工程实际要求。
参考文献:
[1]刘斌.软土地基处理方法[J].现代冶金,2013(02).
[2]朱明.浅谈软土地基处理方法及施工工艺[J].西部探矿工程,2009(01).
[3]朱祖梁.软土地基处理方法的实例分析[J].中国煤田地质,2005(06).
关键词:软土;地基处理;重载路面;加厚地坪
1.引言
我国东南沿海存在大量软土地区,在软土地区进行工程建设很容易因为土质较差而产生各种问题,最大的问题是承载力不足和沉降。本工程所处的地区正是淤泥质软土地区,又因其荷载较重,对设计和施工提出了很高的要求。本文基于某卷烟厂技术改造项目的实际工程,对工程过程中所遇到淤泥质软土的处理进行了详细的分析介绍,可对同类型的其它建筑起到参考作用。
2.工程概况及土层评价
工程位于宁波市奉化区,工程包含联合工房、办公楼及其它生产辅助用房,另包含厂区内主要、次要道路、物流广场及景观绿化。场区河流、沟渠纵横交错,地表水系发育,地形较平坦,地面标高-1.50~6.43m(1985国家高程基准,下同),地貌类型属第四系冲海积、海积平原。
根据钻探揭露,将勘察深度范围内岩土层分为6个工程地质层自上而下为:
素填土,杂色,结构松散;粉质粘土,灰黄色,软可塑,含铁锰质氧化物结核,往下渐变软、变灰,土质不均匀,局部相变为粘土,厚度较薄,部分区域无此层;淤泥质粘土,灰色,流塑,含少量贝壳碎片、碎屑,土质不均匀,局部相变为淤泥、淤泥质粘土。干强度中等,中等韧性,摇振反应无,切面稍有光泽。该层全场分布,层厚较厚约7-9m;粉质粘土,灰褐色、灰黄色,软可塑,局部软塑,夹较多粉土、粉细砂薄层及团块,局部与粉土、粉细砂互层状,土质不均匀,为过渡土层;圆砾,灰、灰黄色、紫红色,中密,中等偏低压缩性,含少量漂石;强、中风化砾岩,为凝灰岩碎屑,泥硅质强胶结,厚层状构造,节理裂隙较发育,岩芯多呈短柱状,锤击声脆,不易碎。
土层总体评价为表层有一层很薄的硬壳层,下部有7-9m的淤泥质粘土,为软弱下卧层,再下方为承载能力稍强的粘土,最下方是强风化或中风化的砂岩。
3.设计、施工控制点
3.1软土各项特性差
下卧淤泥质土层呈流塑状态,具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、灵敏度高的特点,稍受外力作用就会发生扰动、变形,且强度显著下降,同时软土还有低渗透性、触变性和流变性等特点。这种土层会引发前期沉降及负摩阻力,对工程的安全运营影响比较大,同时在上部荷载和震动的长期作用下,软土的触变特点往往会使其强度降低,从而给工程造成不良影响,应引起重视。,最致命的因素是此土层厚度较厚,达到7-9m,全部换填不太可能,只能采取措施处理。
3.2房心土荷载大
本工厂生产区域及生产辅助区域活,主要分为两类,一类为普通区域,如办公室、会议室、走廊等房间,一般取2.0kPa或2.5kPa;一类为重载区域,如机房15 kPa、成品库穿梭车区域35 kPa、车间地面25 kPa、高架库区域120 kPa等。必需针对不同工况对地基进行不同的处理措施。
3.3 厂区主要道路及物流广场重压
厂区主要道路及进出库区外侧的物流广场,所行驶及停放车辆全部为集装箱大货车,且为动荷载,变化频繁,必需对路基采取加强措施,以防止重复碾压导致的局部沉降、位移。
4.不同工况下对软土的应对方法
4.1厂平回填
厂平回填阶段,对表层土进行换填处理,以求达成一个硬壳层,满足施工阶段使用及小荷载区域房间的荷载要求,一般地段,对原始地面以下的填土进行挖土处理,直至老土,然后用宕渣分层回填,碾压密实,每层压实厚度不大于25cm,对于洼地、老水塘等人工填土较深的特殊地段,开挖后视具体情况,首先用大粒径块石密铺1~2层压入,再用宕渣分层回填压实。
4.2普通荷载区域
普通荷载区域主要为办公室、会议室、走廊等房间,对地面承载要求不高,从下往上的做法为宕渣分层回填夯实-100厚C15混凝土垫层,随打随找平-3厚自粘型改性沥青防水卷材防潮层-50厚C20细石混凝土保护层-钢筋混凝土底板,随打随找平抹光-地砖面层。此区域的核心措施为宕渣分层回填夯实,基本能满足5kPa以下的荷载要求,地基变形在规范要求以内。
4.3重荷载区域
针对荷载大于15kN的重荷载区域,采取地坪桩+厚地坪的措施。地坪桩为350x350的预应力离心混凝土空心矩形方桩,锤击法沉桩,间距4500或3000,桩端以圆砾层为持力层,所有桩端均采用十字板桩尖。厚地坪为C30钢筋混凝土,防水等级P8,地坪下设100厚C15素混凝土垫层,素混凝土垫层下设100厚碎石垫层,地坪厚度在相对较轻荷载区域为350厚,在非常重荷载区域为500厚,内配双层双向钢筋。此措施的要点是地坪桩和厚地坪共同作用,再加上地坪桩的挤土效应,更大的提高了地基承载能力。
4.4厂区景观道路
景观道路仅作行人用,采用宕渣分层回填夯实后即可,经处理过的路槽0~80cm压实度≥95%,低于80cm压实度≥93%(即重型击实标准)。
4.5厂区支路
厂区支路即不走重型车辆的道路,开挖道路区域内的回填土至3.3m(绝对高程),开挖宽度上口大于路沿外各1.1m;平整后用18T振动压路机原土静压3遍;施工30厚级配碎石层;然后施工水泥稳定碎石层30cm、沥青封层厚1cm、粗粒式沥青混凝土厚7cm(AC-25C)、中粒式沥青混凝土厚5cm(AC-20C)、细粒式改性沥青(SBS)混凝土厚4cm(AC-13F)。
该措施充分利用已回填的2米土层,尽量避免深挖,道路下方的软土不用挖除处理,而是加强道路的整体性,使道路及路基相当于一个船筏,作用于软基上。处理的费用大大降低。
4.6厂区主路及物流广场
厂区主路及物流广场即要走重型车辆的道路,处理理念和厂区支路相同,都要充分利用已回填的宕渣層,开挖道路区域内的回填土至3.1m(绝对高程),开挖宽度上口大于路沿外各1.55m,下口大于路沿口各1.05m;施工土工格栅加强层:在地基上铺设第一层土工格栅,平整后用18T振动压路机原土静压3遍;接着铺设40厚级配碎石层,碎石上铺设第二层土工格栅,平整后用18T振动压路机振碾5遍(第一遍静压,二至四遍振压,最终一遍静压);其中碎石粒径为3-6cm,含泥量小于5%;土工格栅宜采用三角形孔,应具有抗老化、强度高、耐腐蚀、使用寿命长和质量轻施工方便等特点,具体性能结合当地土工格栅产品的性能和施工方法;然后施工水泥稳定碎石层30cm、沥青封层厚1cm、粗粒式沥青混凝土厚7cm(AC-25C)、中粒式沥青混凝土厚5cm(AC-20C)、细粒式改性沥青(SBS)混凝土厚4cm(AC-13F)。
5.结论
本文介绍了工程中的实际情况,对施工中遇到的软土及重、难点进行描述,主要介绍了厂平回填阶段的地基处理措施,和针对两种不同荷载工况下的房心土处理措施,以及针对建筑物外侧厂区内的道路在三种不同工况下的设计、施工措施。对于软土地区工程设计施工积累了一定的经验,一定程度上满足了日趋复杂的工程实际要求。
参考文献:
[1]刘斌.软土地基处理方法[J].现代冶金,2013(02).
[2]朱明.浅谈软土地基处理方法及施工工艺[J].西部探矿工程,2009(01).
[3]朱祖梁.软土地基处理方法的实例分析[J].中国煤田地质,2005(06).