特殊地基处理 换土法.doc

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、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。
　　 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。
　　 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,作为港口堆场已使用了近40年,稳定性较好,不会因大垫层在压密实使用过程中产生坍落或挤压变形。施工地域在柳江上游距三级阶地约30m,地面高程93m左右。柳江河水位通常为69~72m,正常地下水位几乎与河面持平,远在坑底以下,故大垫层被水浸泡的机会甚少,且所选用的填料为砂砾石,粒经在0.5~20mm之间,经压实后处于稳定状态,不会出现颗粒重新组合的液化现象。

　　 这次中粗砂换土工程,原预计40天可完工,因雨天和洪水影响了中粗砂的供给,延长了工期,实际施工了49天。我们在主体工程墙体上设立了6个观测点,供以后观测沉降量。到目前为止,还未发现有沉降,也没有液化现象和流失现象,说明质量是得到保证的。在软弱土地基和已开挖出现基础下卧层承载力不足的情况下,采取大体积换土是可能的,是可以保证工程质量节约资金和缩短工期的。

　　[参考文献]
[1]地基处理手册编写委员会.地基处理手册[C].北京:中国建筑工业出版社,1988.

实例二
琢州市几个工程区的地基特征及处理方法
琢州地处太行山脚下，属太行山隆起与华北沉陷带的过渡地带，是太行山前冲、洪积扇群。同时受小区域构造的影响，从而形成了琢州地区目前这种区域性很强的工程地质条件。

随着经济文化的发展，琢州地区形成了不同的建筑集中区。这些建筑集中区指的是具有一定数量的二级建筑分布的地区。下面对各区情况进行简要分析。

一、涿州市老城区 琢州市老城区是在原县城基础上发展起来的。在这个区域进行工程建设首先遇到的就是填土问题。填土的厚度一般在3—7m，主要为建筑垃圾及生活垃圾。由此层填土造成了该地区的工程地质条件较复杂，不能做为二类建筑物的天然地基。目前对该层土的处理方法主要有：

1．换土垫层法：即把该填土层全部或部分清除，然后代之以灰土或级配砂石等垫层；该方法简便宜行，施工工艺简单，适合填土层薄的地区。 ‘

2．钢筋混凝土灌注法(即桩基处理)：此法技术成熟，适应性强，适合地层变化大、填土层厚的地区。技术要求高，需专门．的施工队伍。

3．灰土桩(又称水泥土桩)：是一种近几年来发展起来的一种比较经济的桩基处理技术。 对该层填土的处理效果较好；此法工作面要求低，特别适合城区建筑密集场地、交通不便的特点；技术要求界于前两者之间。

当然还有其它的方法，但以上三种方法比较适合，技术也比较成熟，并有大量实例。

二、拒马河沿岸地区 这一带的建筑地基属于拒马河的二级阶地。上部以粉土及砂为主，在深部则是砂卵石地层，且水位较浅，不同程度地存在地震液化问题。目前这一地区的建筑群主要有边各庄的物探局研究院、物探建筑公司、农大实验农场以及城北的物探职工大学、水电四局、通讯团等。这一地区因在深部发育有卵石层，一般埋深3—5m，故就目前的处理方法而言，主要有强夯及预制桩等。同时还可利用挤密碎石桩等技术消除液化，提高复合地基承载力。此地区进行高层建筑更为有利。

三、中央电视台涿州拍摄基地 此区地处小清河和琉璃河交汇地带，地层沉积时间短，土质疏松，且地层变化很大，水位又不很深。20m范围之内主要以土和砂为主，无卵石等硬地层存在，故在此地区进行建设难度亦较大。在这小小区域的不同地带又有不同程度的液化。目前在这里采取的处理方法主要有强夯法、碎石挤密法等。提高地基综合性能，同时消除液化影响。当然亦可采用其它方法。如深层搅拌注浆等技术，关键要衡量建筑物的等级及其对地基的敏感程度，同时也得考虑工程造价。此区亦适宜高层建筑。

四、经济技术开发区 琢州市经济技术开发区及台胞投资开发区，地质条件较好，以较密 实的砂、粉土为主，一般能满足二级建筑物对地基的要求，承载力在110一200kP．a之间不等，遇到一级建筑物对地基要求较高时方考虑处理。

以上是对琢州市主要建筑群地质情况的总体分析，并提供较为适宜的基础处理方法，且对其做一个简要分析，为工程建设和投资提供参考。

实例三
北京城建九公司一项目部 换填法基坑开挖降本60余万

北京九公司一项目部承担施工的田村路北小区工程在基坑开挖中采用换填法施工，取得了良好的效果，不仅缩短了工期2个多月，有效地避开了雨季基坑开挖带来的危险，而且节约资金60余万元。

据悉，传统的基坑开挖采用打桩施工法、此种做法不仅费时而且费力，一般情况下打桩后需晾晒、进行超载试验30天。而换填法施工，当基坑开挖到规定深度后，遇到土质不好的松散性杂土，继续开挖下去，挖至天然基配砂石，再将基坑用基配砂石填平，之后用振动压路机将换填土分层压实，基坑开挖天左右就可进行底板施工，不权节约工效，节省了资金，耐用确保安全渡汛，取得良好效果！