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摘要:岩土工程勘察是工程项目设计与施工的重要基础, 对项目所在区域的地质情况进行全面分析,了解可能存在的问题,进行科学的地质环境评价;而填土场处理技术是进行岩土勘察作业中应用填土场的检测和检验技术, 和岩土工程勘察之间具有非常紧密的联系。所以应当深入研究岩土工程勘察和填土场处理相关问题,做好填土场地岩土工程勘察和评价,实现工程项目质量的提升。
关键词:填土;勘察;地基处理
随着人类建筑活动空间的不断延伸,农村人口不断涌向城市,城市不断变迁向周边发展,同时城市建设中的开挖填土和建筑垃圾不断向城市周边堆放,从而造成人工填土的分布范围也越来越广,如何正确评价、处理这种特殊土,勘察时应认识对待,稍有疏忽,就可能给工程建设带来严重的后果。在工程建设中,由于填土具有均匀性差、高压缩性、强度低的特点,如果对其利用和处理不当,会引发很多工程地质问题,对人民生命和财产造成不可挽回的损失。
1工程概况
该工程为剪力墙结构,属于商业建筑楼,楼高45米,层数为12层,基底平均压力为440~455kPa;两层商场为框架结构,单柱荷载为2000kN;地下一层车库为框架结构,单柱荷载为2400kN。
2填土勘察内容
本场区填土勘察的工作要点,经过调查及前期勘察工作,本场区分布填土主要为素填土,包括附近建房时整平场地和清理外运的地基土(含有大块石和少量混凝土块及预制混凝土块)。(1)搜集资料,调查地形和地物的变迁,填土的来源、堆积年限和堆积方式。(2)查明填土的分布、厚度、物质成分、颗粒级配、均匀性、密实性。(3)判定地下水对建筑物的腐蚀性。
3填土的成分、成因
3.1填土成分
场地上部表层多为新近回填的人工填土(据调查,场地填土多数在三年以内,局部回填时间在一年以内)。填土成分以粉质粘土为主,含碎石块15~30%左右,碎石成分以钙质胶结物和风化砂岩碎块为主,碎石粒径一般为3~5cm,局部含有粒径大于1.0m的大块石。填 土 的 厚 度 :层 厚 3.80~19.60m,平 均 层 厚11.38m。
3.2填土成因
①修建环城道路时,主要为清理沟底后采用素土分层辗压回填处理,分布于场地北部;②南部为附近建房时整平场地和清理外运的地基土(含有大块石和少量混凝土块及预制混凝土块)。由于该层填土为新近堆填(据调查,场地填土多数在三年以内,局部回填时间在一年以内),层厚及力学性质不均,碎石粒径一般为3~5cm,局部含有粒径大于1.0m的大块石,导致钻机在该层填土施工过程中钻进相当困难,较易塌孔,若采取人工探井安全隐患很大,且不容易采取到原状土样。考虑到该层填土在将来地基施工过程中会全部用挤密法处理,处理后可不考虑湿陷性影响。
4场地稳定性与适宜性评价
勘察场地属于山前坡地,建筑物位于新近回填的边坡上,场地东侧约80~90m为一冲沟,沟深约40m,坡度约为20°~30°。建筑场地与冲沟之间为一拟建小区,场地经素土分层碾实处理。建筑物设计施工时应考虑到土体失稳的可能性,必要时可进行场地地质灾害评估或采取适当防治措施。勘察时未发现场地内有活动断裂通过,采取适当的地基处理方案后,可进行施工建设。
5填土处理方案评价
由于填土为新近堆填,土层不均匀,尚未完成自重固结,在未进行挤密处理前,采用钻孔灌注桩时应考虑该层的侧壁负摩阻的影响;本工程中场地填土处理受当地相关因素影响不能采取强夯措施,采用其他如挤密桩处理后地基承载力的提高不足以满足主体建筑的荷载要求,故本次对填土的处理主要目的是防止其因欠固结沉降导致建筑物底板悬空和配套管线及附属结构因不均匀沉降而破坏。
结合后期钻孔灌注桩基础施工工艺要求,本场地对填土的处理方案建议采用素土挤密桩方案,施工时采用挤密效果优良的设备。同时该场地地质勘察施工时,正好处于雨季,且该场地地势较低,积水造成土的长时间浸泡,增加了地层的含水量。
填土中含有碎石,需采用泥浆护壁钻进工艺,再次对地层的含水量形成影响。
由此,造成土工试验时填土部分样的含水量和饱和度偏高,建议挤密桩施工前进行工艺性试桩,以确定施工可行性,之后再根据挤密桩的地基处理效果,确定钻孔灌注桩的侧摩阻参数。场地整平至设计基础标高之后,可采用素土挤密桩法进行地基处理。素土挤密桩可按正方形布置,桩径0.4m,桩间距为1.0m。桩长应穿过素填土处理至原土。
同时为了防止高层建筑物因欠固结沉降导致建筑物底板悬空给建筑物造成不利影响,建议高层建筑物用素土挤密桩地基处理后再进行钻孔灌注桩施工;另外同时为了避免配套管线及附属结构因不均匀沉降而破坏,其它附属设施也可采用上述方法进行地基处理。具体地基处理措施方案应由设计部门根据建筑物结构特征和荷载情况进一步确定。
6挤密桩使用优势
在不断应用挤密桩的过程中,随着时间的增加,桩体凝固成形的状态也在不断提高,进而使得土体整个的强度会不断增加,这时就会形成一个挤密桩与桩间土共同组成的地基,从而使二者共同承担土体上方的载荷。在最终形成的挤密桩与填土共同组成的地基中,由于挤密桩所占的比例较高,从而使其能够承受较高强度的载荷,相应的变形模量也比填土要高很多,这样就会使相应的载荷施加外力时能够有效的防止失陷变形以及压缩变形缝不利因素。除此之外,灰土挤密桩会对填土进行侧向的挤压,这就相对降低了填土在侧方向上的位移,使整个填土土体只产生竖直方向的压力,这样一来就会显著提高填土土体承受载荷的能力,消除 填土的缺点,使其在均匀发生沉降的过程中不断减小,实现工程地基挤密的目的。
7 挤密桩处理填土质量把控
首先是对于挤密桩处理过程中的成孔环节,这个环节主要采取的方式是锤击沉管法,在其应用到成孔环节之前需要开展相应的试验,例如夯填工艺、挤密、成孔效果等,这样才能有利于将锤击沉管法当中的夯实次数等数据进行确定,并能够测得填土场在夯实后的干密度,有利于锤击沉管法的有效实施。除此之外,还应当对填土场进行含水量的监测,当含水量低于某个特定值时就需要采取相应的措施控制含水量。然后是控制挤密桩桩孔的中心距和垂直度,防止出现相信的偏差,导致挤密桩处理填土场的过程出现问题。最后是在注入桩料之前需要对桩孔底部进行严格的夯实处理,同时需要严格按照先外排后内排的方式,确保处理过程不会出现由于挤压或者振动而导致相邻的桩孔出现塌陷或者缩孔等问题。
8 提高填土场岩土工程勘察质量的对策
8.1规范岩土勘察工作
为确保岩土勘察与填土场设计的科学性,应当做好充足的准备工作,结合工程项目的实际要求,对整个工程的结构形式、成本、材料使用标准要求等有全面的了解。对岩土勘察与填土场设计过程中所需要的材料设备和实施流程进行清晰的规划,编制系统的勘察纲要,严格根据纲要来做好岩土勘察工作。由于岩土勘察作业往往会因为实际环境、技术方法和人员专业性等因素而受到影响,为确保收集到的数据资料完整准确,应当选择有针对性的验证与检测方法对数据资料进行分析。
8.2选择科学的勘察方式
不同类型的工程项目对施工作业现场环境的要求也具有差异性,所以必须要在全方位了解项目内容的前提下根据实际情况选择勘察方式与技术设备。借助于先进的技术第一时间对勘察数据实施检验分析,进而找出勘察中存在的问题并予以调整优化。同时还需要落实好对关键区域的勘察,特别是针对复杂的地质地形应当制定更加完善的技术方案,根据勘察范围和工程特征科学部署勘察位置,确保勘察点的设置具有代表性,应用信息技术实施分析检验,确保数据信息能够具备更高的参考价值。
结论:
综上所述,对于工程建设项目而言,应当严格落实好岩土工程勘察作业,更加全面准确的了解工程项目所在区域的地质条件和岩土体性态的影响, 根据工程设计、工程施工以及填土场处理的要求,实施填土场处理技术论证与地质评价作业,随后提出岩土工程问题和相应的解决措施,形成岩土工程施工指导性报告,为工程项目设计与施工带来充分依据,确保工程项目最终的施工质量。
参考文献:
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