关于碎石桩强夯组合用于地基处理的探讨

孙熙宁，赵冲全，徐其富，李家骥

关于碎石桩强夯组合用于地基处理的探讨

孙熙宁，赵冲全，徐其富，李家骥

(中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，云南昆明650051)

针对新近填土(特别在较厚的填土)地基上进行轻型工业厂房建设面临的问题，经实践指出采用碎石桩强夯组合进行地基处理既科学又经济，并能有效缩短施工工期。

地基处理;碎石桩;强夯

0 引言

随着国民经济的快速发展，土地资源越来越珍贵，为少占农田，人们越来越多地将工业厂房及公用设施等建到了山区、半山区。山区、半山区地带地形起伏大，地质条件复杂，必须挖高填低以形成必要的建设场地。大量的挖填方带来了复杂的地基处理问题。工业厂房荷载较大对地基承载力要求较高，必须采用灌注桩，将基础置于坚固的地层上;有的荷载较小对地基承载力要求不高，但对沉降变形敏感，采用灌注桩显得投资较高、不经济，而采用强夯法处理地基，其影响深度有限，不能解决深部变形问题。

碎石桩用于处理松散砂土、粉土、粘性土、素填土及杂填土等地基。强夯法用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土及杂填土等地基。碎石桩与强夯适用于对地基承载力要求较低的地基处理，碎石桩可处理的地基土深度较大，但其造价比强夯稍高;强夯法处理的地基较浅，地基处理投入也相对较低。因此，将造价相对较为经济的碎石桩与强夯相结合进行轻型建筑物地基处理，不但能减少地基处理费用，亦可有效缩短施工工期。

1 工程概况

某公司高精电工铜材工程位于呈贡绿色产业基地，场地四周环山，场地起伏较大，长约900 m，宽约700 m。该项目主要建(构)筑物包括铜线杆车间、净循环水泵站、空压站、液化气石油站、办公楼、食堂、职工宿舍等。铜线杆材车间建筑面积主厂房13 250.69 m2，辅跨1 669.08 m2，钢结构及钢砼排架结构，主厂房建筑高度14 m，局部23 m，辅跨单层高度5 m，二层高度9 m，建筑物主要特征见表1。

表1 建(构)筑物主要特征表Tab.1 Principal Character of Buildings(Structures)

设计对地基处理的要求为:地基承载力特征值fak≥150 kPa;基础底以下6 m深度范围内压缩模量Es≥7.0 MPa。

2 场地水文及工程地质条件

场地水文地质条件:场地内无河流通过，仅有几条季节性冲沟，旱季无水，雨季部分地表水流沿地形低洼地段汇集至冲沟并沿冲沟汇入场地西南部的瑶冲河。场地原始地貌为山间小盆地及溶蚀残丘，场地内地下水类型为松散岩类孔隙水和岩溶裂隙水，主要受大气降水补给，由于岩土体裂隙发育，大气降水沿岩土体裂隙或落水洞直接下渗补给地下水，场地内赋水性差，地下水埋藏较深，属干燥场地。

场地工程地质条件:场地分布的主要地层为第四系人工堆积层(Q4ml)、第四系植物层耕土(Qpd)、第四系坡、洪积层(Q4dl+pl)、第四系冲、湖洪积层(Q4al+l)、第四系坡、残积层(Q4dl+ el)、二叠系下统阳新组(P1y)灰岩。

素填土(单元层代号①):褐红、褐黄等色，稍湿，结构松散～中密，主要由红粘土组成，局部夹有5%～20%砾石，粒径0.3～2.0 cm，大者达5～10 cm，为新近填土，层厚4.80～18.10 m。该层从2009年12月开始回填，填土施工期间基本无降雨，加之碾压填土厚度较大，其自重固结远未完成，不能作为天然地基。填土主要物理力学指标见表2。

表2 填土主要物理力学指标一览表Tab.2 Principal Index List of Physical Mechanics for Earth Filling

3 地基处理方案

根据场地水文地质条件及建筑物对地基的要求，填土厚度大于8 m处的柱基础采用强夯与碎石桩组合方法进行地基处理，填土厚度小于8 m的柱基础及基础间普通地面不设碎石桩，只进行强夯处理。基础外布置一排碎石桩，桩长按从地表开始进入第四系坡残积、洪积层1 m控制，碎石桩布置如图1所示。

图1 碎石桩布置图Fig.1 Arrangement Diagram of Gravel Pile

图2 夯点布置图Fig.2 Arrangement Diagram of Tamper Point

强夯范围按建筑物基础外扩5 m控制，强夯分点夯和满夯两步进行。点夯夯击能为3 000 kN· m，每点13～16击，夯点间距为5 m×5 m梅花状矩形布置，夯点分为两序，先施工一序夯点，再施工二序夯点。点夯结束后，推平夯坑进行满夯，满夯夯击能为2 000 kN·m，每点2击。夯点布置见图2。

4 地基处理效果检测

地基处理施工结束后，采用重型动力触探N63.5、大单容、钻芯取样、浅层平板载荷试验、静载荷试验等对处理后的地基土进行检测。检测点布置于碎石桩位置及桩间、夯点位置及夯点间。

根据检测结果，与未处理前比，人工填土经处理后比处理前密度增大，孔隙比、含水率减小，液限指数从硬塑状态变为坚硬状态，压缩系数(α1－2)只有处理前的42%，而压缩模量(Es1－2)增加51%～106%，人工填土经地基处理后其强度大为增加，而抗变形能力也大为增强。

强夯有效加固深度大于8 m。

5 结语

(1)填土厚度8 m以内用强夯进行地基处理，填土厚度＞8 m的用碎石桩加强夯进行复合地基处理对轻型建筑物是适宜的。

(2)采用直径500 mm的碎石桩对填土进行加固，桩间距1.5～1.6 m，复合模量Es可取12 MPa以上，复合地基承载力可达270 kPa以上。

(3)从静载试验不扰动土的室内试验及标贯试验超重型动力触探成果综合分析，场地内主要地层土层的物理力学指标建议值见表3。

表3 处理后地基土的物理力学指标建议值Tab.3 Proposal Value for Physical Mechanics Index of Foundation Earth after Treating

(4)地基处理完成后，应对每柱基础或设备基础位的人工填土层进行检测，以确保工程的安全运营。

［1］中国建筑科学研究院.JGJ 79－2002建筑地基处理技术规范［S］.北京:中国建筑工业出版社，2011.

［2］工程地质手册编委会.工程地质手册［M］.4版.北京:中国建筑工业出版社，2011.

［3］孙更生，郑大同.软土地基与地下工程［M］.北京:中国建筑工业出版社，1984.

Discussion on Gravel Pile Dynamic Compaction Combination Used for Ground Treatment

SUN Xi－ning，ZHAO Chong－quan，XU Qi－fu，LI Jia－yi
(Kunming Prospecting Design Institute of China Nonferrous Metals Industry，Kunming 650051，China)

Aimed at problems faced with light industrial plant construction on new earth filling foundation(especially on thicker filling)，the practice pointed out that it is both science and economy to adopt gravel pile dynamic compaction Combination for ground treatment so that can effectively shorten the construction period.

ground treatment;gravel pile;dynamic compaction

TU472

A

1004－2660(2012)03－0042－03

2012－06－18.

孙熙宁(1969－)，男，云南人，高级工程师.主要研究方向:岩土工程设计与施工.E－mail:896236993@qq.com