石粉換填墊層地基處理法在銀川的首次應用探討

【摘 要】在軟弱地基的淺層處理時，換填墊層法以其經(jīng)濟、安全、施工方便等優(yōu)點被廣泛采用。但隨著河流相的砂石墊層材料的大量使用，其資源日益緊張，價格不斷上揚，影響了墊層法的應用。為解決這一矛盾，我院大膽采用通常被認為是廢棄物的石粉料作為墊層材料，并將其成功運用到工程建設中。在此，筆者從工程實踐出發(fā)，利用我院已成功實施的部分工程項目資料，從施工、檢測、監(jiān)測過程入手，通過本文闡述石粉換填墊層法的實施過程及所取得的收獲，進一步說明石粉換填墊層法在工程造價、承載力等方面所體現(xiàn)的優(yōu)勢，以期推廣使用石粉料，變廢為寶。

【關鍵詞】石粉；換填墊層法；地基處理；應用

1. 前言

近些年來，我國大力發(fā)展基礎設施建設，特別是國家西部大開發(fā)政策的實施，對寧夏基礎設施建設的飛速發(fā)展提供了難得的機遇，大量地基處理技術在擬建建筑物的施工中得到了廣泛運用。在軟弱地基的淺層處理時，換填墊層法以其經(jīng)濟、安全、施工方便等優(yōu)點被首先采用。過去墊層材料以河流相的中、粗砂和碎石為主（簡稱砂夾石），墊層承載力為200KPa左右。近年來，由于墊層材料日益緊張，價格不斷上揚，影響了墊層法的應用。為解決這一矛盾，同時也是響應國家行業(yè)標準《建筑地基處理技術規(guī)范》總則第1.0.3條規(guī)定[1]“地基處理除應滿足工程設計要求外，尚應做到因地制宜、就地取材、保護環(huán)境和節(jié)約資源等”之原則，為此我院選擇了采石場中通常被認為是廢料的石粉作為墊層材料，成功地設計、使用了石粉墊層，不僅降低了工程造價，而且使墊層的承載力提高到250KPa以上，取得了明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。

2. 工程概況

（1） 銀川市滿春康居工程是銀川市2004年安居工程的一個重要組成部分，由銀川市康居辦（以下簡稱甲方）承建。小區(qū)擬建物為10棟6層磚混結構條形基礎住宅樓，要求地基承載力fak=180～200KPa。該場區(qū)處于黃河沖積平原之Ⅱ級階地前緣，場區(qū)地層自上而下分別為粘性素填土層（厚約3.0米）、第四系沖積粉質(zhì)粘土、粉土層和粉細砂層，其中中密狀粉細砂層埋深在-8.0米左右。外地來寧的某勘察單位在對場區(qū)進行勘察后，認為表層素填土的承載力為fak=90KPa，粉質(zhì)粘土、粉土的承載力為fak=100KPa，不能滿足設計要求，建議采用粉體噴射攪拌樁復合地基，處理深度在8.0米左右。

（2） 經(jīng)甲方預算，該基礎方案的造價較高，工期也不能滿足要求，即于2004年11月委托我院對場區(qū)工程地質(zhì)條件進行重新評價，提出質(zhì)量好、造價低、工期短的地基基礎方案，并希望在地基處理的過程中提供全方位服務。

（3） 根據(jù)甲方要求，我院于當月底提交了《銀川市滿春康居工程補充巖土工程勘察報告》，報告中將表層地基土（素填土）的承載力特征值fak由原來的90KPa 提高至110KPa，并建議以本層為下臥層，制作砂夾石墊層人工地基。

（4）甲方按砂夾石20元/m3的價格預算，新方案比原方案節(jié)省工程造價150萬元，提前工期一個多月，但是由于河砂的過度開采利用，造成材料緊缺，在這種情況下，我院根據(jù)銀川市白云房地產(chǎn)開發(fā)公司長城路住宅樓工程的地基處理經(jīng)驗，大膽提出采用價格低的石粉（10元/m3左右）代替中、粗砂，制作石粉墊層。

3. 石粉墊層施工與檢測方案

為有效地指導石粉墊層施工，我院對石粉的性質(zhì)進行了認真研究，提出了石粉墊層的施工與檢測方案。

3.1 石粉的工程地質(zhì)性質(zhì)研究[2]。

（1）石粉，又稱石渣、石屑、人造砂，是采石場中篩選碎石后的細粒廢棄物，其粒徑一般在≤5mm，以往在采石場中堆積如山，用處不大。在銀川地區(qū)，石粉的母巖一般為石英巖、砂巖，石粉的成分以長石、石英為主，含少量角閃石、黑云母等暗色礦物，石粉顆粒新鮮，呈棱角狀，級配良好，其性質(zhì)接近于砂。

（2）另外，我們?nèi)〉昧舜罅渴墼嚇樱M行石粉及石粉墊層的物理力學試驗，主要包括顆粒分析、擊實試驗、天然休止角測定、以及不同夯填度下的平板靜力載荷試驗、重型動力觸探試驗，并建立相關經(jīng)驗公式。

3.2 編寫石粉墊層施工指導手冊。

為確保石粉墊層的順利施工，我們先在小區(qū)中3號樓基坑內(nèi)小范圍進行現(xiàn)場制作和測試，通過幾次試驗，取得了成功，在此基礎上，我院編寫了《銀川市滿春康居工程石粉墊層施工細則》，對基坑開挖方法、石粉含水量、石粉墊層每層虛鋪厚度、夯填度以及出現(xiàn)意外情況如何處理等具體操作方法做出了明確的要求和說明。

3.3 確定墊層施工質(zhì)量的檢測方法。

3.3.1 按一定的網(wǎng)格布置檢測點，分層進行。

3.3.2 采用環(huán)刀法、貫入儀、重型動力觸探試驗檢測。并通過現(xiàn)場試驗以設計壓實系數(shù)所對應的貫入度為標準檢驗墊層的施工質(zhì)量。在每層的壓實系數(shù)符合設計要求后鋪填上層土。

3.3.3 竣工驗收時采用平板靜力載荷試驗檢測墊層的承載力，為滿足工期要求，也可采用旁壓試驗和動力觸探試驗相結合的辦法進行承載力評價。

4. 石粉墊層檢測及監(jiān)測結果

（1）甲方按照我院提出的施工方法于2005年3月下旬全面展開施工，同時我院進行現(xiàn)場檢測并及時處理有關問題，至2005年4月中旬，滿春康居工程所有樓座石粉墊層施工全部結束，并通過測試驗收。結果表明，石粉墊層的地基承載力（fak）多數(shù)在250KPa以上，壓縮模量（Es）在20MPa以上，遠遠超過設計要求，并且比使用中、粗砂墊層材料節(jié)省50多萬元。

（2）2005年底滿春康居小區(qū)完全采用石粉墊層人工地基的10個樓座主體全部結束，經(jīng)跟蹤檢監(jiān)測，沉降及不均勻沉降數(shù)據(jù)均滿足設計要求，小區(qū)建設順利完成。

5. 本工程的幾點收獲

5.1 經(jīng)濟效益。

本工程為銀川市康居辦節(jié)省造價150多萬元，為我院創(chuàng)造產(chǎn)值10萬余元。

5.2 社會效益。

我院通過本工程的服務，為康居工程做出了貢獻，得到了社會的贊譽，并為我院開拓了勘察市場。

本工程石粉墊層的成功實踐，為石粉墊層的推廣應用打下了基礎，到目前為止，我院已指導完成石粉墊層處理軟弱地基工程20余個，加固地基面積超過5萬平方米，加固效果良好。

5.3 技術成果

（1）成功地制作了高強度低壓縮性的石粉墊層，填補了石粉利用上的一項空白。

（2）得到了石粉墊層的施工工藝及測試經(jīng)驗，為石粉墊層的推廣提供了保障措施。

6. 結語

（1）通過石粉墊層在20余個工程中的應用，取得了成功，獲得了點滴經(jīng)驗。

（2）通過應用發(fā)現(xiàn)，石粉墊層的承載能力可超過傳統(tǒng)砂墊層的承載力，從某種意義上講，是對規(guī)范的突破。

（3）為更好地開發(fā)和利用石粉墊層，我院目前正在進行深入地研究。

（4）在我區(qū)的地基處理技術領域帶頭創(chuàng)新，變廢為寶，與國家行業(yè)標準精神保持一致，創(chuàng)建節(jié)約型社會做出一點貢獻。

參考文獻

[1] 中國建筑科學研究院.JGJ79-2002《建筑地基處理技術規(guī)范》.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[2] 林宗元主編.簡明巖土工程勘察設計手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003：54-55

[文章編號]1619-2737（2013）11-14-04

[作者簡介]楊志銳（1972- ），男，漢族，籍貫：寧夏銀川市人，學歷：學士學位，職稱：工程師。1997年畢業(yè)于華北水利水電學院，現(xiàn)主要從事巖土工程勘察、檢測、監(jiān)測、施工和研究工作。