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湿作业条件下砂、砾石换填地基軟弱层施工实践
摘   要:本文通过洛阳市高层次人才居住区4#高层住宅楼,采用级配砂石垫层处理地基的施工实践,证明了级配砂石换填不均匀軟弱层地基同样具有强度高、变型小,可以在地下水饱和状态下施工的特点;改善了级配砂石必須在无水状态下施工的条件限制,补充了地基处理施工规范,提高了地基处理效果,缩短了工期降低了造价,是一种很好的地基处理方案。

  关键词:级配砂卵砾石,压实系数,不均匀系数,曲率系数。

  1、工程概况

  洛阳市高层次人才居住区4#楼,位于洛南新区洛河大堤南侧,地下二层,地上二十六层。剪力墙筒体结构,总建筑面积17926平方米。设计基础埋深在自身地面下5.7米。设计地基承载能力≥380KPa.基坑开挖至设计标高后,发现基底下部存积大片的砂窝,泥卵等软弱层,经采用钎探,超重型动力触探,施工勘探等探明在自然地面下9.4米以上部分需要挖除,该标高比稳定地下水位低1.9米。经地质、设计、建设、监理及施工单位多次会议,确定采用砂、卵、砾石换填地基处理方案。

  2、岩石地质条件

  工程紧临洛河大堤、场地为废弃的采砂石料厂,地貌单元地属洛河Ⅰ级阶段,根据河南省有色工程勘察有限公司提供(岩土工程勘察报告)得知,在勘探深度范围内的岩土为等四系冲,洪积成因,呈上细下粗典型二元结构特征,分布特征自上而下依次为:耕土、杂填土;黄土状粉土、粉砂(局部与卵石交错);卵石(局部夹泥质卵石、中砂、淤泥及圆砾、砾砂)、圆砾、卵石和圆砾层。

  地下水类型属与孔隙潜水,水量丰富,水位稳定在自然地面下7.5米,存于卵(砾)石层中,年变幅量在2.0-3.0米。

  3、施工准备

  3.1 采用局部(仅挖深的软弱层范围)管井降水,挖除软弱层,为防止地基卸载后的反弹,随即浇筑了500-1300mm厚的C15素砼;并在基坑四周又设一道1000mm宽砼围堰及边坡锚喷支护。以防坑壁坍塌。

  3.2 选定料厂做级配试验:

  要使砂卵砾石压实地基有较高的密度,填料必须满足以下要求:

  3.2.1 填料级配良好:

  不均匀系数Cn≥5;

  曲率系数Cc=1-3;

  3.2.2填料中大于5mm颗粒的含量在65-70%之间。

  3.2.3最大粒径不超过50mm.

  3.2.4含泥量(小于0.1mm颗粒含量)要低于3%.

  我们对工地附近的几个料厂进行了多次踏察,发现天然砂石料中,砂含量较大,不能满足最佳级配要求。通过比较决定采用2-5cm的卵石,0.5-2cm的园砾和0.5mm以下中粗砂等三种筛分料进行人工拌合,三种筛分料的颗粒组成见下表:

  3.3 设计颗粒级配和控制干密度:

  将三种规格料:卵石、园砾、砂分别以4:3:3、 5:2:3、3.5:3:3.5的比例进行试配,然后进行相对密度试验和颗分试验,结果如下表:

  以4:3:3比例配合料较优越,其最小、最大密度比较高,以此比例作为设计配合比,经取样、试验,结果最大干密度为2.26g/cm3,最佳含水率6.0%,卵石占总量的40%,园砾占总量的30%,中粗砂占总量的30%.

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