提高级配碎石在地基换填处理中合格率的研究_莫敏华.pdf
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1、广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023(2)1概述地基处理采用的方法有多种,常用的有用硬质材料替换软质土或不均匀的土质;或用机械对地基的土质进行强力夯击;或将砂石压进地基中打好的孔里;或在地基里边注水边震动;或在地基上预压重物使土质固结;或将化工材料溶液注入地基土层使土质固结等。实际工程以换填垫层法居多,而且多采用级配碎石材料进行。对于持力层埋深较深区,采用大开挖方式开挖到持力层采用级配碎石回填到统一的标高,由于回填的碎石厚度比较深且分级较多,坡度标高控制精度要求高,合格率难以保证且施工成本较高。本文拟通过利用级配碎
2、石进行地基处理来提高基底换填质量的研究,提出在安全可靠的前提下,达到节约成本、缩短工期及提高施工合格率等对策,编制施工方案,为基坑施工现场提供有效保证。级配碎石是由各种粒径不同的碎石组成,当颗粒组成满足规范要求时,称为级配型集料。级配型集料包括级配碎石、级配碎砾石和级配砾石(或称级配砂砾)。相对于其他换填材料,级配碎(砾)石密实度相对较好,成本低,因此常用于高层建筑的地基处理。对于填方量较大的地基,在施工中通常会采取逐层填筑、处理、检测的工艺。级配碎石回填的施工方法采用分层压实、处理、检测等,施工方法有碾压法和强夯法。碎石填筑地基往往填土厚度不均,基岩起伏较大,这类地基填方区与挖方区地基工程性
3、质相差较大,填方区一般填料级配和粒径不易控制、回填土厚度不均匀、成层状且压缩性大,不经处理不适宜作上部结构基础的持力层,而挖方区地基承载力较高、压缩性小,可作为建筑物的天然地基。目前国内外对碎石回填土地基加固的方法开展的研究较少,如何提高碎石回填处理质量的施工方法有待继续研究。因此,对于地基处理级配碎石回填的施工方法,现有研究侧重于级配碎石的力学性能和配比设计方面,缺乏对提高级配碎石施工质量方面的应用研究,本项目依托在建的高层建筑工程,拟采用戴明环法,通过现场调查、实验分析等步骤,在保证安全可靠的前提下,研究如何以低成本、短工期等方式提高级配碎石施工合格率。2级配碎石地基换填常见的问题理论上,
4、影响级配碎石换填施工质量的原因主要有以下几个方面:(1)局部密实度不足。施工现场级配碎石换填分层压实的压实度出现局部密实度不满足设计要求的现象,是导致验收合格率低的主要原因。(2)分层厚度超标。按照规范及设计要求,级提高级配碎石在地基换填处理中合格率的研究莫敏华,钟成金(广西工业职业技术学院,南宁530001)摘要为了提高级配碎石在地基换填处理的合格率,找出影响换填处理合格率的主要原因:“砂石不均匀”和“换填层湿度不当”。提出在实际施工中采用人机料法环测(5M1E)6个方面的应对措施,提高级配碎石在地基换填处理中合格率的综合性解决策略。关键词地基基础;地基处理;级配碎石;合格率中图分类号TU4
5、72文献标识码B文章编号1003-1510(2023)02-0075-03收稿日期2022-08-23基金项目2021年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目“提高级配碎石在地基换填处理中合格率的研究与实践”(2021KY1279)作者简介莫敏华(1976),男,广西梧州人,广西工业职业技术学院建筑工程学院专任教师,工程师,研究方向:建筑工程技术。施工技术 75DOI:10.16014/ki.1003-1510.2023.02.013莫敏华,钟成金:提高级配碎石在地基换填处理中合格率的研究配碎石换填分层厚度不得大于30 cm,同时不小于15 cm,施工中存在分层厚度过大现象。(3)换填材料不
6、合格。实际施工中不同地区、不同施工单位采购的级配碎石的配比不当,导致压实度效果不理想,影响施工质量。实际项目中影响级配碎石换填地基处理的原因往往是以上几方面同时存在。如某高校五层教学楼项目中,根据地质勘察报告及施工图纸,该教学楼基础型式采用的是柱下独立基础,持力层为红黏土,按fak240 kPa设计,对持力层埋深较浅区,基础埋置须进入持力层(红黏土)大于300 mm,对于持力层厚度不足的区域采用大面积开挖方式,并采用级配砂石换填到设计统一的标高,出现回填的砂石厚度深浅不一且分级较多,坡度、标高的控制精度要求高,从而导致级配碎石地基换填处理的合格率难以保证。3提高级配碎石换填质量的对策(1)针对
7、局部密实度不足,要解决的主要问题是回填料粒径和含水量,采用的方法是控制好回填料的粒径,采用较均匀的碎石,试验分别检测砂石级配,然后将砂石按设计比例均匀拌合,其质量均应达到设计要求,如发现砂窝或石子成堆现象,应将该处砂子或石子挖出,分别填入级配好的砂石;针对换填层含水量不当的解决办法是铺筑级配碎石的夯实碾压前,应根据当前环境和干湿度及气候条件,适当洒水以取得砂石的最优含水量。(2)针对分层厚度超标问题,严格要求现场施工人员控制好铺筑砂石的每层厚度,一般为150200 mm,不应超过 300 mm,分层厚度可用样桩控制,视施工条件,可选用碾压或夯实的方法。对大面积的砂石垫层,铺筑厚度可达300 m
8、m,可采用冲击夯实。(3)针对换填材料不合格问题。需要对砂石骨料的生产工艺进行严格控制,同时加强生产过程的管理工作,开展严格有效的监控作业,控制生产成本。确保砂石骨料生产质量的基础上,同时降低砂石骨料的成本。(4)针对实际工程中碰到的影响级配碎石换填施工质量的原因往往是综合性的问题,要根据实际情况采用综合性措施进行解决。如上述提及的实例,在工程项目开展的初期进行了现场级配碎石回填压实度试验、分层厚度抽样测试及现场回填材料抽样级配试验,检查点数200点,其中合格175点,不合格25点,合格率87.5%,形成级配碎石换填施工质量问题频数调查表(见表1)。表1级配碎石换填施工质量问题频数调查表序号1
9、234合计项目局部密实度不足分层厚度超标分层留接搓位置不当土质材料不合格检查点数/点50505050200不合格点数/点1454225合格率/%7692949687.5级配碎石换填施工质量问题频数调查表揭示了局部密实度不足、分层厚度超标、分层留接槎位置不当、土质材料不合格等问题(见图1)。图1级配碎石换填施工质量问题饼分图根据对级配碎石施工质量问题的数据及饼分图分析,发现局部密实度不足的比例较大,达到56%,是影响级配碎石施工质量的主要问题。为此,对局部密实度不足再进行进一步展开调查。对收集的数据进行整理分析,形成局部密实度不足施工质量缺陷分布统计表(见表2)和局部密实度不足施工质量缺陷统计表
10、(见表3)。表2局部密实度不足施工质量缺陷分布统计表序号12345合计检查项目砂石不均匀换填层湿度不当不同基层搭槎处处理不当夯实碾压不足其它局部密实度不足质量缺陷调查检查点数5050505050250合格点数2735444848202不合格点数231562248合格率/%547088969680.876广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023(2)表3局部密实度不足施工质量缺陷统计表序号12345合计检查项目砂石不均匀换填层湿度不当不同基层搭槎处处理不当夯实碾压不足其它局部密实度不足质量缺陷调查频数231562248频
11、率/%47.9231.2512.504.174.17100累计频率/%47.9279.1791.6795.84100由表3可知,“局部密实度不足”施工质量的主要问题是:“砂石不均匀”和“换填层湿度不当”。因此,可将提高级配碎石换填施工质量问题聚焦到解决“砂石不均匀”和“换填层湿度不当”问题上来。产生“砂石不均匀”和“换填层湿度不当”问题有多种原因,其中包含砂石料未按操作流程进行拌合、技术交底不到位及换填层施工过程未按要求洒水等。针对砂石料未按操作流程进行拌合,可用的方法是采购已经拌和好的砂石料及对现有工人重新交底,严格按流程进行拌和;对换填层施工过程未按要求洒水,可用方法是请专门的洒水车定时洒
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