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1、实例一：地基大体积换土在航运总公司南新3#楼中的应用 一、问题的提出 1995年10月,柳州航运总公司拟建七栋职工全额集资住宅楼,分南北两个区域,南区分别为南新1#、2#、3#楼。经地质初探,土质良好,故基础设计为条形片石基础。1#、2#楼于1996年初动工,1997年初竣工,属正常基础,持力层均在-0.2~-2.2m之间。3#楼于1997年3月动工,是3个单元的两房一厅建筑,总长36m,总建筑面积约3100㎡。据资料预计,开挖至±0.00下3~4.5m深时到老土,但开挖后,在两钻孔间遇深埋于地的冲沟,出现了大面积开挖,严重超深。开挖后的基坑如图1、图2
2、所示。 基础经大开挖后,超深较多。为了确保工程质量,降低工程造价,采用什么方式进行地基处理呢?从基坑断面图可知,基底从-3.0~-7.2m不断变化,属下卧层不均匀,不宜选用板式基础。在现有的情况下,就毛石砼基础、浆砌片石基础和换土法三个方案进行分析比较(见表1)。 二、经济比较 从表1看出,采用中粗砂垫层法基础的造价为毛石砼垫层基础的34%,为浆砌片石基础的58%;以每天15个工日计,中粗砂垫层法约需40天,毛石砼充填需158天,浆砌片石基础需110天。 按照通常做法,为了保证工程质量,一般都是采用毛石砼基础,而中粗砂垫层一般都是在局部的
3、、小面积的和较浅层的软弱土地基使用,像图1这样大面积的深换土,我们还是首次接触。虽然砂垫层的厚度一般都不宜大于3m,大于3m施工较困难,但并不表示不能大于3m。为了节约资金和缩短工期,在保证质量的前提下,我们决定做一次大胆的尝试。 三、质量保证 根据图1所示,拟定中粗砂换土深度以-2.8m作为控制面,同时必须保证换土后的地基承载力能达到180KPa,这就要求严格控制砂垫层的密实度。具体做法如下: 1.基坑清理后,用中粗砂分层进行填筑,中粗砂的含泥量不应超过5%,不得含有有机杂物,每层厚度200mm,含水量控制在15%~20%。 2.用平板振动器往
4、复振实,振实砂土的密实度要求干容重为1.55g/cm3。每层振实经检验合格后方可进行下一层填筑,如不满足要求须进行补振。 3.施工过程中,每层均用钢筋贯入测定法检验。检查时,先将表面的砂刮去30mm左右,用1250mm长的平头钢筋直经20mm自700mm高自由垂直落下,以插入土中某一深度值作为控制标准。此深度值按钢钎插入密度为干容重1.55k/cm3砂土中所得深度的平均值确定。此控制值由柳州市勘察测绘院参与的实验确定。 4.填筑总厚度至标高-2.8m后,在其上做C15砼满槽垫层厚100mm,以避免表层在下一工序施工中被搅动,影响其强度。 四、大体积中粗
5、砂换土法的实施 1.现场试验。首先选择4个2m2左右的基坑进行密实度控制试验,选用中粗砂回填,每层厚200mm,以胶管现场洒水至砂全部湿润,以平振法用平板式振捣器往复振捣。4个坑分别振捣4、6、8、10遍,试验统一填高了3个×200mm=600mm,由柳州市勘察测绘院派员检测密实度。采用三种方法测定。第一,用环刀取样法,结果测得含水率为7%,密实度小于1.55g/cm3;第二,用钢筋贯入测定法测得钢筋插入深度为70~80mm;第三,采取轻便触探法原位测试测得砂垫层的承载力为160KPa,振捣6、8、10遍的锤击数为39~40锤,振捣4遍的锤击数为36锤。
6、 从第一次测试的资料分析,在含水率不变的情况下,振捣一定遍数后,密实度不再随振捣遍数的增加而增加,说明中粗砂的含水率偏低。使用的中粗砂含25%的砂砾石,测出其饱和含水率为12%,小于原预定的含水率取值15%~20%。于是,在中粗砂饱和含水率的状态下,同第一次试验方法进行振捣。试验不再采用密实度控制,而只采用钢筋贯入测定法和轻便触探法进行强度控制,将测出的数值绘制成曲线图,如图3、图4和图5。 有了图3、图4和图5,就可以分析出承载力与钢筋插深值关系曲线图,如图6。 根据第二次测试资料,每层砂振捣6~7遍,钢筋插入深度值小于35mm为合格,每层检测均做隐蔽记录
7、。 2.现场实施结果。第二次试验成功后,大面积换土工作开始。首先严格控制铺筑厚度,每层铺装完成后即进行加水振捣,掌握遍数,不准漏振。然后插签,抽点检查。这样逐层施工,取得了很理想的效果。表2是几个标高的砂垫层现场施工实测点钢筋插深值的平均值,它们每层的平均插深在21~25mm之间,小于35mm。 1997年6月12日,大面积中粗砂换土施工完毕,由市勘察测绘院采用轻便触探原位测试,共8点,见图7。其结果N10均为55至60锤,表明回填砂层承载力超过设计180KPa的要求,整个大体积换土是成功的。 五、结语 因基坑底为硬塑状红黏土,坑壁为杂填土,
8、作为港口堆场已使用了近4
