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灰土桩地基处理设计方案研究

摘要:本文在对建筑工程地质结构情况进行分析了解的基础上,对建筑工程地基进行施工处置,最后经过综合分析,采用灰土桩强夯法来对此建筑进行地基处理,并且根据实际情况,研究出地基处理的设计方案和流程,以供参考。

关键词:灰土桩强夯法;地基处理;设计方案

强夯地基法广泛的应用在在目前建筑地基施工中,具有较好的地基加固效果,但是对于一些饱和黏土和湿陷性黄土的地基处理来说,仍旧需要进行对其施工技术进行改建,在强夯地基加固的基础上,结合灰土桩来进一步提高地基处理的质量,保证建筑工程的安全性。

1工程案例

此工程为某工业厂区建设工程,其拟建厂区主要包括维修车间、机加工车间、检测车间、循环水池、污水处理池等。其中车间整体占地面积约为7589.88m2,结构形式为排架结构,设计基础埋深为-1.8m。循环水池占地面积为360.2m2,设计基础埋深为-3.0m。污水处理池占地面积为605.8m2,设计基础埋深为-5.0m。

2地基处理方案分析比选

结合建筑工程的地层分布情况和实际勘察设计要求,在保证技术可行性和经济合理性的基础上,对所提出的地基处理方案和地基处理方式进行对比分析,最终决定采用灰土桩强夯法来进行地基处理,其设计方案比较分析结果体现在这样几个方面:2.1地基处理方案分析。根据勘察报告可以知道,此污水处理工程拟建场地上具有8m左右的人工堆积素填土,土质呈现松散的结构,整体力学性质较差。由于需处理的土层厚度较大,在采用强夯法进行处理的情况下,成本过高,另外强夯法所影响的土层厚度大概为5m左右,其整体处理效果并不明显,达不到要求。基于以上分析,不能采取勘察报告中所提出的置换强夯法来进行地基处理[1]。另外,人工堆积素填土的沉积时间剪短,土质松散,整体含水量在7%左右,不能满足设计承载力要求和基本防水要求,采用强夯法进行地基处理并不合理。2.2腐蚀性分析。根据地质勘察报告可以知道,此地基处理工程中的回填土为中等亚硫酸盐渍土,具有一定程度的酸性和腐蚀性,会对灰土桩形成一定的腐蚀作用,而消石灰在有水的条件下会与土中的亚硝酸盐发生化学反应,降低亚硫酸盐渍土对灰土桩的影响,使桩体强度符合设计标准和要求,主要原因包括这些方面:(1)回填土中的水含量较低,所发生的化学反应较为微弱,结合设计承载力要求可以知道,3:7配合比的灰土桩已经能够满足承载力需求,但是考虑到会发生微弱的化学反应,可以将配合比进行微小的调整,以此来保证在发生化学反应的情况下仍旧可以满足设计要求。(2)本地区的气候比较干燥,降雨量小且蒸发量大,在这样的环境下,强夯处理过的回填土密度较大,渗透量较小,所产生的化学反应也同样较小,对桩体产生的影响不大。(3)在地基处理的过程中,灰土桩顶上铺有一定厚度的灰土垫层,能够对水产生隔离作用,所提供的反应环境较差,反应所产生的影响较小。根据以上分析可以知道,在当前土质结构下,盐渍土对桩体的影响较小,可以采用灰土桩来进行地基处理。2.3地基设计方案的选定。经过以上的综合分析,可以对此工程采用灰土桩强夯法来对地基进行处理,其整体处理效果较好,相应的成本也比较低,只需要对石灰进行购买,土体可以在施工现场进行采取;工程中各区的基础埋深不同,对于基础埋深教浅的施工区域来说,在强夯处理之后,可以在此基础上铺设3:7的灰土垫层,能够在满足设计荷载强度的基础上,加强基底土层强度;对于采用灰土桩强夯法进行地基处理的建筑来说,采用强夯法可以提高桩间土的密实度和承载值,一般情况下,处理后的承载力特征值,需要保持为处理前的1.5到2倍之间[2]。

3地基处理设计

在对建筑工程拟建区域的特征和施工需求进行确定的基础上,建议将整个建筑平面作为整体基坑进行开挖,开挖深度在2m左右。另外,各区的基础埋深不同,需要采取不同的处理方式,车间和循环水池的基础埋深较浅,可以在经过强夯处理之后,铺垫3:7的灰土垫层,并进行分层碾压,直到高度符合设计要求。对于深基础建筑来说,建议采用灰土桩强夯法来进行地基处理,也就是在强夯处理之后,进行灰土桩施工,并在基础上铺设一定厚度的灰土垫层。对于污水处理池的地基处理来说,由于其基础埋深较深,可以在第一次开挖深度的基础上,加深2m的深度,然后进行强夯处理,结合灰土桩施工,施工完成之后,将地基开挖到设计标高下40cm,然后铺设3:7的灰土垫层并进行分层碾压,直到高度达到设计标高。3.1强夯处理设计。在对强夯参数进行设计的过程中,可以采用试夯的方法进行,根据实际情况,设计夯能为2000KN.m,每隔6m设置一个夯点,夯点布置为正方形排列布置,试夯为前二遍为点夯,一遍满夯,点夯次数以最后两击夯沉量小于5cm为准,两次夯击需要交错进行,满夯击数为二击试夯之后在一周内完成测试,或者在4m的深度下进行采样并完成测试,如果第三次取样试验的结果满足设计需求,可以取消二次取样试验。另外,在对强夯参数进行确定的时候,可以参照附近同类型场地的强夯经验来进行确定,但是需要不能低于规范标准要求。3.2灰土桩及灰土垫层处理设计。在采用灰土桩进行地基处理的过程中,可采取钻孔成孔的方式来进行,根据实际情况设计孔径为600mm,桩长为进入持力层50cm,根据地质报告中圆砾层深度,可以对不同区之间的灰土桩桩长进行确定,布设方式为正方形,桩间距保持在1.6m。在对桩长及桩间距进行确定之后,将生石灰与水按照3:7的比例进行混合搅拌,放入孔洞当中,采用锤击的方式成桩[3]。锤重在8KN到15KN之间,起吊高度需大于2m采用自由落锤的方式,在进行锤击之后,填料厚度需要小于50cm,在经过多次循环之后形成复合地基,提升整体地基承载力。3.3地基处理工程量。对本工程整体进行强夯处理,强夯面积为8894.84m2,设计灰土桩孔径为600mm,桩体呈正方形布设,每边向外扩1排桩体。污水处理池所需要使用320根灰土桩,桩长4.5m,总进尺为1440m。对于灰土垫层的处理工程量来说,需要对其强夯夯深量进行估算,车间和循环水池的基础埋深较浅,合计回填碾压量为3947.42m3,污水沉淀池的基础埋深较深,所需的回填碾压量为343m3。此工程合计需要回填碾压量为4290.42m3。

结合施工设计原则,在对此建筑工程地质结构情况进行分析之后,采取灰土桩强夯法来对地基进行处理,在处理的过程中,需要严格按照国家所规定的标准来进行施工,施工完成之后,对强夯地基和桩间土进行荷载试验,以此来保证地基处理的整体质量,保证承载力满足设计要求。

作者:莫伟 单位:湛江南海西部石油勘察设计有限公司

参考文献

[1]汤树勇.强夯结合灰土桩法地基处理设计探索[J].科技资讯,2012(20):75-76.

[2]王聪敏.强夯结合灰土桩法地基处理设计探索[J].建筑工程技术与设计,2013(12):186-186.

[3]辛瑞钧.强夯结合灰土桩法地基处理设计探索[J].大科技,2015(12):277-277.

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