振動碾壓換填地基檢測應注意的幾個問題

劉 春 何建勇 王 雙 孔令琳

(中兵勘察設計研究院有限公司，北京 100053)

0 引言

北京某小區地處北京郊區，建筑面積140 358 m2，建筑物均為6層建筑。場區地質條件復雜，大部分地段為水塘及生活垃圾和建筑垃圾填埋區。設計要求對填土進行處理，處理后地基承載力為170 kPa。場區填土為雜填土、素填土、生活垃圾、建筑垃圾等，填土厚度一般為3.0 m～6.0 m。地基處理采用換填墊層碾壓法，碾壓采用大噸位振動碾壓機(20 t)進行坑底振動分層碾壓施工。

為了節省投資，且充分利用場區內的填土資源，就地取材，以場地內的房渣土、素填土、灰土等為換填地基材料，采用大噸位振動碾壓機(20 t)從坑底開始進行分層振動碾壓回填。由于回填材料不同，現場檢測需要針對不同土質情況分別采用不同的檢測勘察手段進行質量檢測。因施工單位不同，材料、進料源不同，造成檢測工作需要多方配合，增加了檢測工作的難度。

1 工程概況

本工程分兩個招標標段，Ⅰ標段包括A301,A307,A308,A309,A314,A325，Ⅱ標段包括A315,A316,A319,A320,A321,A327。Ⅰ,Ⅱ標段以A314與A315樓座間距的中心為分界線(見圖1)。

1.1 地質條件簡介

場地西部及南部分布水塘、溝渠、積水坑。勘察期間地面標高為41.43 m～43.42 m，人工填土一般厚3.0 m～6.0 m，其下為一般第四紀沉積層組成。主要地基土層如下：

①雜填土：雜填土主要由碎磚、混凝土塊、灰渣、生活垃圾及粘土組成，成分復雜。大部分為近期回填水塘或洼地形成。松散、濕，土層厚度0.4 m～6.5 m。

①1素填土：粉質粘土和粘質粉土，濕～飽和。

①2淤泥：灰黑～黑，流塑，分布在水塘底部，土層厚度0.3 m～0.6 m。

②粉質粘土—粘質粉土：黃褐～褐黃色，濕～飽和，中密，土層厚度0.7 m～3.2 m，地基承載力標準值fka=170 kPa。

②1粉質粘土—重粉質粘土：黃褐～褐黃色，濕～飽和,軟塑～可塑，土層厚度0.4 m～1.8 m，地基承載力標準值fka=150 kPa。

③砂質粉土—粘質粉土：灰～灰褐色，濕～飽和，中密～密實。土層厚度0.4 m～3.4 m，地基承載力標準值fka=190 kPa。

場地地下水標高38.22 m～41.52 m，埋深1.1 m～3.8 m。受水塘水渠排水影響，場區西部和南部地下水位埋深較淺。

1.2 地基碾壓設計施工簡介

場區內需要碾壓施工的建筑物(如表1所示)包括A301，A307，A308，A309，A325，A314，A315，A316，A319，A320，A321，A327號樓及樓間土，其中A301，A307，A309，A325號樓只進行了部分處理(由于部分地基為非填土)。

表1 場區部分建筑物情況一覽表

本工程先在場地內選取不同地點用素填土和房渣土、水泥土、灰土進行換填碾壓，并對試驗段進行靜力載荷試驗，載荷試驗共10點，包括2個素填土浸水載荷試驗，2個素填土承載力載荷試驗，3個水泥土承載力載荷試驗和3個灰土承載力載荷試驗。

根據換填地基分層碾壓正式施工前的施工試驗檢測結果，最終確定現場采用20 t振動碾機分層壓實回填土。不同換填材料碾壓施工試驗檢測參數如下：

房渣土回填厚度宜為0.3 m～0.4 m，重型動力觸探試驗合格標準為“在樓座范圍內重型動力觸探捶擊數N63.5≥10擊為合格，N63.5<10擊為不合格，在樓座之間重型動力觸探捶擊數N63.5≥8擊為合格，N63.5<8擊為不合格”。

填土材料主要選用粉質粘土等素土，含水量接近最優含水量(wop=-2%～+2%)，有機質含量小于5%，碎石粒徑小于50 mm，填土中不得含有磚塊、石塊、樹根、雜草。局部填土材料選用房渣土，房渣土以建筑垃圾為主，生活垃圾全部人工撿出。現場開槽后，經過勘察設計單位驗槽后，對槽底虛土晾曬1 d后推平靜壓，如果土太濕，應摻入白灰后碾壓，然后填入渣土碾壓至標高39.2 m。

碾壓施工包括如下過程：1)在槽底碾壓2層房渣土；2)在樓座內(樓座外皮線外擴2 m～3 m)使用2∶8灰土(4層～5層)碾壓至各樓座基底標高，在灰土之上碾壓3層素土至標高42.00 m(室外設計地坪)；3)在樓座間(樓座內以外的范圍)碾壓8層素土至標高42.00 m。

2 碾壓地基檢測工作

根據GB 50202—2002建筑地基基礎工程施工質量驗收規范，檢測數量每300 m2布置不少于一個檢測點。具體檢測點(重型動力觸探試驗點、環刀取土點)詳見圖1，檢測方法采用重型動力觸探、載荷試驗原位測試方法和室內擊實試驗、干密度試驗。檢測內容和數量見表2。

表2 檢測工作量表

2.1 重型動力觸探檢測

Ⅰ,Ⅱ標段都在槽底鋪設兩層(每層厚度約0.35 m)房渣土至標高39.19 m～39.25 m，房渣土換填厚度為0.6 m～0.9 m，局部深度達到2.0 m。回填后使用SH30型鉆機對碾壓后房渣土進行重型動力觸探試驗，試驗深度穿透渣土厚度。

重型動力觸探試驗合格標準：建筑物范圍內，重型動力觸探錘擊數N63.5≥10擊，建筑物范圍外，重型動力觸探錘擊數N63.5≥8擊。

2.2 干密度試驗(環刀檢測)

根據取土地點和現場進土情況，現場取土樣進行了擊實試驗，試驗結果見表3。

Ⅰ標段：取環刀土樣共446件，其中見證試驗數量71件。Ⅱ標段：取環刀土樣648件，其中見證試驗數量98件。干密度試驗合格標準：2∶8灰土壓實系數λc≥0.95，素土壓實系數λc≥0.90。現場干密度試驗結果顯示，灰土壓實系數λc都滿足要求，素土壓實系數λc都滿足要求，A324號樓座處標高41.33 m以下的素土λc都不小于0.95。

2.3 現場載荷試驗

現場共布置載荷試驗31個點，載荷試驗采用面積為1.00 m2圓形承壓板(直徑1.13 m)，試驗深度為各樓座基礎底面標高，用快速載荷方法試驗，試驗荷載值最大加載至340 kPa，分10級加載，加載級差為最大荷載的1/10,第一級荷載按加載級差的2倍施加。現場載荷試驗成果見表4。

表3 擊實試驗數據統計表

表4 載荷試驗成果表

3 碾壓地基檢測工作中應該注意的問題

根據本工程檢測工作的經驗，在進行大面積碾壓地基處理的檢測時，建議注意以下幾個問題：

1)首先選擇場地進行現場試驗，確定符合設計要求的施工參數。

2)房渣土碾壓質量的檢測效果和房渣土的級配、最大粒徑密切相關，施工時必須控制房渣土最大粒徑和級配。當重型動力觸探試驗無法穿透房渣土厚度時，應在附近補點檢測，保證穿透填土厚度。

3)重型動力觸探試驗中應注意分析錘擊數小于檢測合格標準的情況，并注意數據的均勻性分析。

4)擊實試驗要根據施工單位使用的填土土質情況，及時現場取樣送檢，當發現土密實度試驗中多數土樣的壓實系數大于1.0或小于0.9時，應考慮現場土樣的不均勻性，考慮在碾壓土層上取土補做擊實試驗。

5)灰土碾壓的檢測不僅應注意壓實系數是否合格，還應注意檢測土樣的含灰量，當灰土的密度大于經驗值時，應綜合現場情況判定灰土比例是否達到設計要求。

6)現場載荷試驗載荷板的大小應充分考慮填土碾壓的厚度，當厚度較厚時，可在不同標高處分別進行載荷試驗，保證檢測質量的效果。

7)善于分析試驗數據，和施工單位密切聯系，及時查清數據的準確性，對檢測方案及時進行調整，保證檢測結果反映工程實際情況。