某吹砂回填場(chǎng)地地基預(yù)處理方案淺析

占三軍 馬鋒 王輝

摘 ?要：吹砂回填場(chǎng)地土體多為飽和性的砂土，地質(zhì)條件差，多為液化。該文以孟加拉國(guó)某電廠工程為實(shí)例，對(duì)吹砂回填場(chǎng)地地基預(yù)處理的幾種方案進(jìn)行淺析，并進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從而得到較為合理的方案。希望該文的分析結(jié)果能為吹砂回填場(chǎng)地地基預(yù)處理提供一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：吹砂回填場(chǎng)地 ?地基預(yù)處理 ?水泥土攪拌樁 ?振沖碎石樁 ?強(qiáng)夯法 ?真空動(dòng)力固結(jié)法

中圖分類號(hào)：TU472 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1672-3791（2019）06（a）-0057-02

Abstract： The soil in the sand-blowing backfill site is mostly saturated sand with poor geological conditions and mostly liquefaction. This paper takes a power plant project in Bangladesh as an example to analyze several schemes for ground pretreatment of sand-blowing backfill site. And take relevant technical and economic comparison， obtaining a more reasonable scheme. It is hoped that the analysis results of this paper can provide a certain guiding role for ground pretreatment of sand-blowing backfill site.

Key Words： Sand-Blowing Backfill Site; Ground Pretreatment; Ground Treatment ?cement deep mixed columns; Vibro-Replacement Stone Columns; Dynamic Compaction; Vacuum Dynamic Consolidation

1 ?工程概況及地質(zhì)情況

該工程位于孟加拉共和國(guó)達(dá)卡市加濟(jì)布爾，距達(dá)卡市區(qū)約21km，站址北側(cè)約150m是Bongshai河流。廠區(qū)西側(cè)為已建電廠，東側(cè)為居民區(qū)，南側(cè)為農(nóng)田，北側(cè)為變電站，廠區(qū)內(nèi)現(xiàn)為荒地，分布有雜草及灌木。廠區(qū)在回填之前是一片沼澤地，雨季的時(shí)候全部淹沒(méi)，旱季時(shí)才會(huì)部分露出水面。

場(chǎng)地在吹砂回填后，土質(zhì)分布如下。

（1）沖填土，全場(chǎng)遍布，松散，具高壓縮性，吹填時(shí)間短（1個(gè)月），不能作為建筑物天然地基持力層，需對(duì)其進(jìn)行處理。

（2）粉質(zhì)黏土夾粉土，大部分地段分布，層頂埋深4.00～6.00m，可塑，具中等壓縮性，fak=120kPa，承載力一般，但層厚分布布均勻，不宜作為建筑物天然地基持力層。

（3）粉質(zhì)黏土夾粉土（Q4al+pl），全場(chǎng)分布，軟塑，層頂埋深4.50～10.50m，具高壓縮性，fak=70kPa，承載力較低，不可作為建筑物天然地基持力層。

（4）粉質(zhì)黏土、粉土互層，全場(chǎng)分布，層頂埋深6.00～20.00m，可塑，具中等壓縮性，fak=150kPa，承載力一般。埋深淺處，可作為建筑物天然地基持力層，埋深深處，可作為建筑物樁端持力層。

（5）粉細(xì)砂夾粉土，全場(chǎng)分布，層頂埋深10.00～30.00m，中密，具低壓縮性，fak=210kPa，承載力較高，埋藏較深，可作為樁端持力層。

（6）粉質(zhì)黏土，場(chǎng)區(qū)大部分地段分布，層頂埋深22.00～35.00m，堅(jiān)硬，局部硬塑，具低壓縮性，fak=400kPa，承載力高，埋藏較深，可作為樁端持力層。

（7）粉細(xì)砂，全場(chǎng)遍布，層頂埋深14.00～38.00m，密實(shí)，具低壓縮性，fak=300kPa，承載力高，埋藏較深，可作為樁端持力層。

2 ?地基預(yù)處理方案

根據(jù)目前國(guó)內(nèi)主要采用的處理此類大面積地基的方法，以及結(jié)合目前的場(chǎng)地地質(zhì)情況，技術(shù)上可用于該工程的地基處理方案如下。

2.1 水泥土攪拌樁

水泥土攪拌樁是利用固化劑（水泥、石灰等材料），通過(guò)攪拌機(jī)械，就地將固化劑（漿液或粉體）和地基土進(jìn)行攪拌，形成一系列的物理-化學(xué)作用，使軟土硬化，成為具有一定強(qiáng)度的加固土，增大地基的變形模量和提高地基土的強(qiáng)度。主要特點(diǎn)如下：

（1）由于將原地基軟土和固化劑就地?cái)嚢杌旌希畲笙薅鹊乩昧嗽粒挥猛练酵膺\(yùn)和購(gòu)?fù)痢?/p>

（2）施工時(shí)無(wú)污染、無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)，對(duì)周圍原有建構(gòu)筑物的影響很小。

（3）可以根據(jù)不同的地基土性質(zhì)及相應(yīng)的工程要求，合理選擇固化劑，設(shè)計(jì)相對(duì)比較靈活。

（4）土體進(jìn)行加固后，其重度基本保持不變，對(duì)地基土軟弱下臥層不會(huì)產(chǎn)生附加沉降。

（5）與鋼筋混凝土樁基相比，節(jié)省了大量的鋼筋和混凝土，降低了工程造價(jià)。

2.2 振沖碎石樁

振沖碎石樁是指用振動(dòng)、沖擊或水擊等方式在軟弱土層中成孔，再將砂或者碎石打入孔中，形成樁體。通過(guò)樁體的擠壓，對(duì)原地基土進(jìn)行了置換，樁體形成了加筋的作用，由于樁體的剛度大，地基應(yīng)力向樁體集中，從而降低土體的附加應(yīng)力，提高地基承載力，降低壓縮性。

特點(diǎn)如下：

（1）可有效地提高地基承載力，且對(duì)消除地基土的液化有很好的效果。

（2）樁體材料的選擇范圍很廣，如碎石、卵石、砂礫、碎磚、礦渣和其他的硬質(zhì)材料。實(shí)際工程中，可以就近擇優(yōu)選擇，從而降低工程成本，縮短工期。

（3）施工方法較為簡(jiǎn)單，質(zhì)量比較好控制。

（4）施工速度比較快，并且可根據(jù)工期需求，調(diào)整機(jī)具數(shù)量的選擇，工期可控。

（5）施工設(shè)備主要為振沖器、裝載機(jī)及供水排漿泵，設(shè)備簡(jiǎn)單。

2.3 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法即動(dòng)力夯實(shí)法，該方法是利用起吊設(shè)備，將重錘提升使其自由下落，依靠夯擊能夯實(shí)土層（重錘可以選擇為10～60t，起吊高度可以為10～40m，可以根據(jù)實(shí)際需要的夯擊能選擇）。強(qiáng)夯法主要用于非飽和粘性土、砂土和雜填土。

根據(jù)該工程實(shí)際的情況，地基處理深度初步核實(shí)為6～7m左右，需夯擊能約4000kN.m。

特點(diǎn)如下：

（1）施工設(shè)備為常見(jiàn)設(shè)備，施工工藝簡(jiǎn)單。

（2）加固效果比較顯著，地基承載力一般可以提高至2倍以上。

（3）加固后的壓縮性可降低2～10倍，后期的變形沉降量小，加固范圍可達(dá)6～10m。

（4）施工速度快，并且總體施工費(fèi)用低。

（5）不需要其他加固材料，可節(jié)省加固原材料。

2.4 真空動(dòng)力固結(jié)法

真空動(dòng)力固結(jié)法就是將強(qiáng)夯法與降水抽真空固結(jié)相結(jié)合的一種處理方法， 它結(jié)合了強(qiáng)排水固結(jié)和強(qiáng)夯的加固原理。

一方面，預(yù)先在土體中設(shè)置豎向排水通道，然后采用抽真空的方式達(dá)到降水排水的作用，降低地下水位，加快超靜孔隙水壓力消散和孔隙水的排出，起到降水預(yù)壓作用;另一方面，對(duì)土體實(shí)施強(qiáng)夯法，在不完全破壞土體結(jié)構(gòu)前提下，逐漸提高土體強(qiáng)度。

特點(diǎn)如下：

（1）工程造價(jià)相對(duì)較低，概算價(jià)大約120元/m2。

（2）施工工期較強(qiáng)夯法短，節(jié)省工期。

（3）工藝相對(duì)比較簡(jiǎn)單，施工方便。

（4）工后沉降較小， 不易像強(qiáng)夯法一樣形成“橡皮土”。

3 ?各方案比選

以上幾種方案比選如表1所示。

根據(jù)以上對(duì)比，由于該廠區(qū)地下水位較高，下部均為軟弱粉質(zhì)粘土，根據(jù)強(qiáng)夯法的特點(diǎn)，施工過(guò)程中可能會(huì)形成“橡皮土”的情況，因此根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件，排除強(qiáng)夯法方案;孟加拉國(guó)資源比較匱乏，所用的建筑石材均需要從印度進(jìn)口，因此價(jià)格較貴，而且有時(shí)會(huì)出現(xiàn)斷供的情況，考慮實(shí)際情況，排除振沖碎石樁的方案;廠區(qū)類似于島狀的情況，四周的水位都很高，采用真空抽水方案工作量非常大，而且效果不好。綜合考慮加固效果以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，該項(xiàng)目推薦采用水泥土攪拌樁進(jìn)行地基預(yù)處理。

4 ?結(jié)論

（1）對(duì)于吹砂回填場(chǎng)地，由于地質(zhì)條件較差，雖然主要設(shè)備及建筑物可采用樁基，但是場(chǎng)地、道路、圍墻、電纜溝道以及小型設(shè)備如全部采用樁基，工程量將非常大，也不現(xiàn)實(shí)，所以建議采用地基預(yù)處理對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行處理。

（2）在考慮地基預(yù)處理方案時(shí)，可以選擇水泥土攪拌樁、振沖碎石樁、強(qiáng)夯法、真空動(dòng)力固結(jié)法集中方法，具體方案的選擇可根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)情況和工程實(shí)際具體選擇。

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