地基砂石换填设计施工方法

地基砂石换填设计施工方法

付朝晖

(安阳钢铁集团公司　安阳　455004)

摘　要:介绍了砂石换填地基技术在冶金企业中的应用。对其设计、施工要点、质量控制及要求进行了论述。关键词:地基　砂石换填　施工

THE DESING AN DCONSTRUCTION METH OD

OF SAN D AN D STONE EXCHANGE

FI LLING GR OUN D

Fu Zhaohui

(Anyang Iron and S teel G roup C ompany Henan 455004)

Abstract :The writer introduced the technology application of sand and stone exchange filling ground in steel enterprises.The out 2lines of design and construction and the requirement for the quality control are als o discussed.K ey w ords :ground sand and stone exchange filling construction

作者:付朝晖,男,33岁,工程师。

收稿日期:2004-02-19

采用砂石换填技术对地基浅部土层进行处理是一种比较简便的工艺技术地基处理方法,它耗费较少

量的材料,能简单、快速和经济地处理地基浅部软弱地层,能取得较好的技术经济效果。1　特　点

1)砂石换填一般使用比较简便的工艺技术和施工方法,耗费较少量的材料,量大面广,能简单、快速和经济地对浅层地基进行处理。

2)能有效地减小地层浅层部分的沉降量,提高地基承载力,同时由于砂石换填垫层材料透水性大,在软弱土层中,可作为良好的排水面,可以使基础下面的孔隙水压力迅速消散,加速垫层下软弱土层的固结和提高其强度避免地基土的塑性破坏。2　适用范围

1)表层有淤泥、淤泥质土、杂填土及局部沟塘等浅层软弱土层,地基承载力达不到设计所需的承载力要求时需换填处理。

2)建筑物基底低洼时需换填土处理。

3)下列情况不宜采用砂土换填法:a.垫层下持力

层地基土的压缩模量E s ≤2.5MPa 时;b.建筑物地基位于斜坡地段,有可能产生滑坡时。

3　工艺原理

砂石换填技术的工艺原理就是将基础底部下一定范围内的软弱土层挖除,将一定级配的砂石垫层材料按一定的要求分层回填碾压,使回填砂石承载力达到设计要求,同时可使下部土层加速固结提高承载力。4　砂石换填设计要点4.1　砂石换填厚度的确定

砂石换填的厚度应满足下式条件:Pz +P cz ≤fz 式中　P z ──垫层底面处的加压力设计值,kPa ;

　P cz ──垫层底面处砂石自重压力标准值,

kPa ;

　f z ──垫层底面处土经深度修正后地基载力设计值,kPa 。4.2　砂土换填层宽度的确定

换填层宽度b 1可按下式确定:b 1

≥b +2ztg

θ式中　b ———基础底边的宽度,m ;

　Z ──基础底面下换填层的厚度,m ,一般可采

用0.5～3.0m ;

1

3地基砂石换填设计施工方法———付朝晖专题讨论

θ———换填层压力扩散角,当z/b =0.25时,取

θ=20°;当z/b ≥0.50时,取θ=30°。4.3　砂土换填材料级配的确定

砂石换填采用的材料应级配良好,碎石最大粒径

不宜大于50mm ,且不含草根、垃圾等杂物。采用级配矿渣时粒径为20～60mm ,大面积铺填时可采用混合矿渣,最大粒径不超过200mm 。5　施工程序及操作要点5.1　主要工艺程序

主要工艺流程,祥见图l

。

图1　砂石换填施工流程

5.2　砂石换填施工要点

1)砂石换填施工中通常宜采用振动碾和振动压(夯)实机。此外,还应配有运输装载设备及量测设备

等。

2)当垫层底部存在古井、古墓、旧基础、暗塘等软硬不均的部位时,应根据建筑对不均匀沉降的要求予以处理,并经检验合格后,方可铺填垫层。

3)严禁扰动垫层下卧层的较软弱土层,防止其被践踏,受冻或受浸泡。接触下卧软土层的垫层底层应根据施工机械设备及下卧土质条件的要求具有足够的厚度。底部宜设置500mm 厚以上的砂石垫层,并不得采用振动碾压,以防止软弱土层表面的液化。

4)垫层底面宜设置在同一标高上,如深度不同,基坑底土面应挖成阶梯或斜坡搭接,并按先深后浅的顺序进行垫层施工,搭接处夯压密实。

5)砂石换填的施工方法,分层铺填厚度,每层压实遍数,碾压速度等技术参数宜通过试验确定。一般情况下,分层铺填厚度可取200～300mm 。6)当碾压振动对邻近既有或正在施工中的建(构)筑物产生有害影响时,必须采取有效的预防措

施。

6　质量要求及控制

1)砂石换填处理地基的质量应符合《建筑地基基

础工程施工质量验收规范》

(C B 50202-2002)的要求。

2)砂石换填的材料可选择中粗砂、碎石、矿渣等。

砂石应符合《建筑用砂》(C B/T 14684-0000)和《建筑

用卵石、碎石》

(C B/T 14685-0000)的要求。矿渣应符合《混凝土用高炉重矿渣碎石技术条件》(Y B J 205

-84)要求。

3)为确保砂石垫层的压实质量,宜采用分层检验压实系数和最终检验承载能力的措施进行“双控”。每压(夯)实一层,就检验该层的压实系数。当压实系数全部符合要求后,才能填上一层。

4)压实系数的检验,可按100m 2

不少于1点进行,距场地边缘的点不应大于3m 。

5)最终承载能力试验可采用静载荷试验和重型动力触探试验检验砂石换填质量。同一条件下,静载

荷试验每场区不少于3组,动力触探试验可按100m

2

不少于1点进行。

7　安全措施

1)施工现场所有设备、设施、安全装置、工具、配件以及个人劳保用品等必须做到经常性地检查,确保完好和安全使用。设备机械操作人员须持证上岗。

2)现场建立交接班制度,上班作业人员应向接班人员交代机械设备的运转情况、故障的处理记录等,接班人员应全面检查设备状况,发现疑问及时提出,以分清责任,保证机械设备正常运转。

3)随时注意四周土体稳定情况,以免土体坍塌时伤人或损坏设备。

4)现场设专职安全员,在施工前和施工中做到认真检查,发现问题及时处理,待消除隐患后再作业。8　效益分析

此方法施工简便、成本低、工期短,因此具有很大的经济效益和社会效益。

以安钢二热轧加热炉地基处理为例,在当地土质难以满足设计的要求下,采用砂石换填地基处理方式。如采用复合地基处理方案,其处理时间约为30天,处理费用约需100万元,而采用砂石换填工艺技

术按回填6000m 3

总费用约70万元,相比复合地基施工约节省投资30万元。

2

3冶金信息导刊　METALLURGICAL INFORMATION REVIEW

2004年第2期