CN103669329B - 超深建筑垃圾坑直接强夯法治理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑施工方法和工艺技术领域，特别是涉及一种超深建筑垃圾坑直接强夯法治理工艺，包括以下步骤：（1）将建筑垃圾和筛余石料从超深建筑垃圾坑中取出，形成用于建设用地的坑；（2）将混合土、筛余石料及建筑垃圾交替摊铺回填；（3）虚铺完成后采用直接强夯法进行处理，重复上述（2）-（3）步骤直至距离超深建筑垃圾坑坑口3.0m处；（4）在其上平铺天然级配的砂砾石3m后进行强夯；（5）再采用激振力≥250KN的振动碾进行碾压3-4遍后，超深建筑垃圾坑的回填治理完毕，即形成可直接利用的建设用地。使用本发明的治理工艺对于深度超过20米的超深建筑垃圾坑进行治理后，可以直接作为场地地基，解决超深建筑垃圾坑再利用的这一难题。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工方法和工艺技术领域，特别是涉及一种超深建筑垃圾坑直接强夯法治理工艺。
背景技术
目前，对于超深建筑垃圾坑填埋处理已有大量报道，根据现有的资料来看，国内有北京园博园、北京门头沟大峡谷、绍兴市东湖景区；国外有德国西柏林垃圾填埋场、美国纽约市Freskkills垃圾场等，所有场地都是先改造为草丛、绿地后过若干年在建一些公共设施。另，国内曾有这样的报道：强夯处理碎石土后形成一个硬壳持力层，在遭遇洪水浸泡后其持力层下的土层失稳后，其持力层未发生超过预警值的任何变化，地面各类建筑完好无损。但是利用建筑垃圾（以土石为主的一种垃圾土）及筛余石料为主作为回填料直接处理后，在其上建永久性建筑未见报道。中国科学院新疆科技查新咨询中心对国内外相关文献进行了检索，查出近似的16篇文献，于2013年10月27日作出的报告编号为2013-545《科技查新报告》得出的查新结论：国内已见将建筑垃圾填埋场改造成公园、交通枢纽地、路基和建筑场地的报道，并对建筑垃圾填筑成路基、地基的技术、方法进行了研究，但未见直接采用强夯法处理建筑垃圾和筛余石料为主做为建筑地基的公开报道，也未见处理后地基承载力可控研究的报道。
采用直接强夯法治理工艺的技术难点主要为：（1）解决大量的建筑垃圾和筛余石料不可加固利用的难点；（2）强夯建筑垃圾和筛余石料的处理及影响深度；（3）确定最佳的夯点间距；（3）处理方法的工艺、参数及工艺标准；（4）确定夯击过程中的终锤标准；（5）夯击时间间隔要求。通过治理希望达到的效果：①将地基土承载力特征值和变形模量值从一固定范围值变为根据上部荷载需要的可控值；②直接作为建筑场地地基土（不用事先种植绿化和预先沉降等其它改造办法），可在其上建立永久性建筑。
发明内容
本发明的目的是：采用直接强夯法治理工艺，处理以建筑垃圾（以土石为主的垃圾土）和筛余石料为主的作为超深建筑垃圾坑（深度在20米以上）的回填料形成的地基，经过这种治理工艺处理后的地基，在无需其它预加固措施（如种植绿地、预沉降措施等）的情况下，可以直接作为城市可建永久性建筑的场地地基，解决超深建筑垃圾坑再利用的这一难题，从而给城市环保、城市用地等工作奠定坚实基础，并为整治建筑垃圾坑探索一条有效路径。
本发明的目的是这样实现的：超深建筑垃圾坑直接强夯法治理工艺，该工艺包括以下步骤：
（1）将建筑垃圾和筛余石料从超深建筑垃圾坑中取出，形成用于建设用地的坑，建筑垃圾和筛余石料在取出过程中应分类放置，主要分类为建筑垃圾、筛余石料及现场开挖形成的杂土与砾石混合的混合土；
（2）将混合土、筛余石料及建筑垃圾以1:1:1的比例交替摊铺回填，每层摊铺厚度为0.8-1.0米，每次虚铺厚度为不大于5m；
（3）虚铺完成后采用直接强夯法进行处理，强夯设计参数为：点夯能量：5000KN·m；夯点布置：4.5×5.0m；每点夯击数：8次；满夯：能量为2000KN·m，1遍2击；夯点锤印相切；处理后经检测，该层承载力特征值为fak≥200kPa，变形模量为E0≥15MPa即为合格；重复上述（2）-（3）步骤直至距离超深建筑垃圾坑坑口3.0m处；
（4）上述步骤（3）结束后，在其上平铺天然级配的砂砾石3m后进行强夯，强夯参数与步骤（3）中的强夯设计参数一致；天然级配砂砾石处理后，经检测地基承载力特征值fak≥200kPa，变形模量E0≥20MPa即为合格；
（5）在上述步骤（4）结束后再采用激振力≥250KN的振动碾进行碾压3-4遍后，超深建筑垃圾坑的回填治理完毕，即形成可直接利用的建设用地。
在所述步骤（1）超深建筑垃圾坑中如果存在有生活垃圾、冲淤土、直径0.5m以上的砼块及成团的有机物质应清运出场，不用于强夯回填料。
在所述步骤（2）中，在分层摊铺回填过程中，所述回填料中，建筑垃圾及混合土含水率应为5%-8%，筛余石料含水率应为3%-5%，若含水率低则需增湿，若含水率高则需进行晾晒，直至符合技术要求。
在所述步骤（3）中点夯收锤标准：a最后两击平均夯沉量≤100mm；b夯坑周围不应发生过大隆起；c不因夯坑过深而起锤困难。
在所述步骤（5）所述的天然级配的砂砾石为《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）规定的圆砾和/或角砾和/或卵石和/或碎石，其压实系数不小于0.97。
所述强夯施工按照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79–2012）有关规定进行。所述的建筑垃圾是以土石为主的一种垃圾土，所述的筛余石料为挖沙、筛沙之后形成的一种砂石料。
本发明的有益效果：使用本发明的治理工艺对于深度超过20米的超深建筑垃圾坑进行治理后，在无需其它预加固措施（如种植绿地、预沉降措施等）的情况下，可以直接作为城市可建永久性建筑的场地地基，解决超深建筑垃圾坑再利用的这一难题，取得了意料不到的效果，社会效益与经济效益十分突出。
附图说明
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
附图为新疆新创元岩土工程检测公司受阳光恒昌（新疆）地产股份有限公司委托，于2013年7月18日进入现场对万象天地砂坑治理工程的A1区第三层进行检测工作所作。附图1-33为16个浅层平板载荷试验点的图；附图34-48为动力触探试验成果图。
具体实施方式
实施例1超深建筑垃圾坑直接强夯法治理工艺，该工艺包括以下步骤：
（1）将建筑垃圾和筛余石料从超深建筑垃圾坑中取出，形成用于建设用地的坑，建筑垃圾和筛余石料在取出过程中应分类放置，主要分类为建筑垃圾、筛余石料及现场开挖形成的杂土与砾石混合的混合土；
（2）将混合土、筛余石料及建筑垃圾以1:1:1的比例交替摊铺回填，每层摊铺厚度为0.8-1.0米，每次虚铺厚度为不大于5m；
（3）虚铺完成后采用直接强夯法进行处理，强夯设计参数为：点夯能量：5000KN·m；夯点布置：4.5×5.0m；每点夯击数：8次；满夯：能量为2000KN·m，1遍2击；夯点锤印相切；处理后经检测，该层承载力特征值为fak≥200kPa，变形模量为E0≥15MPa即为合格；重复上述（2）-（3）步骤直至距离超深建筑垃圾坑坑口3.0m处；
（4）上述步骤（3）结束后，在其上平铺天然级配的砂砾石3m后进行强夯，强夯参数与步骤（3）中的强夯设计参数一致；天然级配砂砾石处理后，经检测地基承载力特征值fak≥200kPa，变形模量E0≥20MPa即为合格；
（5）在上述步骤（4）结束后再采用激振力≥250KN的振动碾进行碾压3-4遍后，超深建筑垃圾坑的回填治理完毕，即形成可直接利用的建设用地。
在所述步骤（1）超深建筑垃圾坑中如果存在有生活垃圾、冲淤土、直径0.5m以上的砼块及成团的有机物质应清运出场，不用于强夯回填料。
在所述步骤（2）中，在分层摊铺回填过程中，所述回填料中，建筑垃圾及混合土含水率应为5%-8%，筛余石料含水率应为3%-5%，若含水率低则需增湿，若含水率高则需进行晾晒，直至符合技术要求。
在所述步骤（3）中点夯收锤标准：a最后两击平均夯沉量≤100mm；b夯坑周围不应发生过大隆起；c不因夯坑过深而起锤困难。
在所述步骤（5）所述的天然级配的砂砾石为《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）规定的圆砾和/或角砾和/或卵石和/或碎石，其压实系数不小于0.97。
所述强夯施工按照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79–2012）有关规定进行。
实践中，利用上述治理工艺，对阳光恒昌（新疆）地产股份有限公司拟建的阳光恒昌万象天地综合商住项目（该项目总用地约18.44万m2。建筑物多为2-4层的多层建筑及11层小高层建筑）的砂坑进行治理，该砂坑地为位于乌鲁木齐市北京北路西侧（乌鲁木齐市二工乡八队）的一大型砂坑，区域砂坑最深达30m，坑内已有土砾石、建筑垃圾、筛余石、细颗粒土及生活垃圾。经过直接强夯法治理，达到了可直接利用的建设用地标准。这次治理最大限度地充分利用了建筑垃圾坑内的筛余石料、建筑垃圾作为回填的地基土。经工程测算，总的回填量是18.44万m2×20m=368.8万m3，垃圾运至现场的费用约7376万元，摊铺、加固费用约1844万元，累计总费用约2.85亿元。如果按每亩市场价300万元计算，土地费约是300万元×（18.44万m2/660m2）=8.38亿元，因此该项目直接产生的效益应是8.38-2.85=5.53亿元。
具体详述如下：
万象天地砂坑治理工程位于乌鲁木齐市二宫八乡队。根据详细勘察报告及现场调查，该场地地基回填面积约18.44万m2。因地基土不能满足设计要求，故采用分层回填强夯处理，夯击能采用5000KN.m。回填材料为建筑垃圾、筛余石料、土混砾（混合土）。其中A1区第三层工作于2013年8月20日全部完成。共分二个片区，其中：A1-Ⅰ于8月3日完成，处理面积约8885m2；A1-Ⅱ于8月20日完成，处理面积约10771m2；第三层处理面积约19656m2。回填材料为建筑垃圾与筛余石料以及开挖形成的混合土（土混砾）交替分层摊铺，回填厚度4.2m。
新疆新创元岩土工程检测公司受阳光恒昌（新疆）地产股份有限公司委托，于2013年7月18日进入现场进行A1区第三层进行检测工作，2013年9月18日提交检测报告。
拟建建筑物概况见表1。
工程概况一览表表1
地基处理质量要求:①地基底标高处回填天然级配卵砾石后强夯处理，处理后地基承载力特征值fak≥250kPa，变形模量Eo≥20MPa；②下部回填建筑垃圾、筛余石料以及混合土（土混砾）后强夯处理，处理后地基承载力特征值fak≥200kPa，变形模量Eo≥15MPa.
检测依据
(1)《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）2009年版；
(2)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)；
(3)《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)；
(4)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)；
(5)《阳光恒昌万象天地（砂坑）岩土工程勘察报告》；
(6)《万象天地砂坑治理岩土工程施工方案》。
检测目的：测定夯后地基土承载力特征值及变形模量是否满足设计要求。
检测方法：本次工程检测方法主要采用①浅层平板载荷试验、②N63.5动力触探试验。
浅层平板载荷试验为本次检测的主要方法之一，载荷板面积2500cm2、5000m2。
平板载荷试验加荷分级不小于8级。最大加载量不小于设计要求的两倍。
⑴稳定标准：每一级荷载作用下，当一小时内沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，即可加下一级荷载。
⑵终止试验标准：当出现下列情况之一时，即可终止加载，当满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载：承压板周围的土明显的侧向挤出；沉降s急聚增大，压力-沉降曲线出现陡降段；在某一荷载下，24h内沉降速率不能达到稳定标准；沉压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6%；最大加载量≥设计要求承载力的两倍。
⑶地基承载力特征值按下列规定确定：当p～s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；极限荷载小于对应比例界限荷载值的2倍时,取极限荷载值的1/2；当不能按上述两款要求确定时，可取s/d=0.01所对应的荷载（d为压板直径，s为累计沉降量），但其值不应大于最大加载量的一半。沉压板的宽度或直径大于2m时，按2m计算。
N63.5动力触探试验
采用63.5Kg动探锤进行不间断连续贯入试验，记取击数/10cm。
检测工作量布置：A1区第三层地基强夯处理共分2个片区，总面积约19656m2。本次检测累计布置16个动力触探孔、16个浅层平板载荷试验点。检测工作量详见表2。
检测工作量统计表表2
检测成果分析评价浅层平板载荷试验成果分析评价
浅层平板载荷试验成果统计表表3
浅层平板载荷试验成果详见附表5-1（对应试点编号：ZH-01--16），及浅层平板载荷试验成果图即说明书附图1-33。根据试验结果统计，地基承载力特征值fak=200KPa，变形模量E0在20.94-27.92MPa之间。
N63.5动力触探试验成果统计
动力触探试验成果统计表表4
动力触探试验成果详见动力触探试验成果图，说明书附图33-48。根据数理统计结果及分析，经查表确定地基承载力特征值fak>200kPa。
浅层平板载荷试验数据汇总表：
表5
表6
表7
表8
表9
表10
表11
表12
表13
表14
表15
表16
表17
表18
表19
表20
结论：经现场测试，地基承载力特征值fak=200kPa，变形模量E0在20.94-27.92MPa之间。满足设计要求。
Claims (5)
1.超深建筑垃圾坑直接强夯法治理工艺，其特征在于，所述超深建筑垃圾坑深度在20米以上，该工艺包括以下步骤：
（1）将建筑垃圾和筛余石料从超深建筑垃圾坑中取出，形成用于建设用地的坑，建筑垃圾和筛余石料在取出过程中应分类放置，主要分类为建筑垃圾、筛余石料及现场开挖形成的杂土与砾石混合的混合土；
（2）将混合土、筛余石料及建筑垃圾以1:1:1的比例交替摊铺回填，每层摊铺厚度为0.8-1.0m，每次虚铺厚度为不大于5m；
（3）虚铺完成后采用直接强夯法进行处理，强夯设计参数为：点夯能量：5000KN·m；夯点布置：4.5×5.0m；每点夯击数：8次；满夯：能量为2000KN·m，1遍2击；夯点锤印相切；处理后经检测，该层承载力特征值为fak≥200kPa，变形模量为E0≥15MPa即为合格；重复上述（2）-（3）步骤直至距离超深建筑垃圾坑坑口3.0m处；
（4）上述步骤（3）结束后，在其上平铺天然级配的砂砾石3m后进行强夯，强夯参数与步骤（3）中的强夯设计参数一致；天然级配砂砾石处理后，经检测地基承载力特征值fak≥200kPa，变形模量E0≥20MPa即为合格；
（5）在上述步骤（4）结束后再采用激振力≥250KN的振动碾进行碾压3-4遍后，超深建筑垃圾坑的回填治理完毕，即形成可直接利用的建设用地。
2.根据权利要求1所述的超深建筑垃圾坑直接强夯法治理工艺，其特征在于：在所述步骤（1）超深建筑垃圾坑中如果存在有生活垃圾、冲淤土、直径0.5m以上的砼块及成团的有机物质应清运出场，不用于强夯回填料。
3.根据权利要求1所述的超深建筑垃圾坑直接强夯法治理工艺，其特征在于：在所述步骤（2）中，在分层摊铺回填过程中，回填料中，建筑垃圾及混合土含水率应为5%-8%，筛余石料含水率应为3%-5%，若含水率低则需增湿，若含水率高则需进行晾晒，直至符合技术要求。
4.根据权利要求1所述的超深建筑垃圾坑直接强夯法治理工艺，其特征在于：在所述步骤（3）中点夯收锤标准：a最后两击平均夯沉量≤100mm；b夯坑周围不应发生过大隆起；c不因夯坑过深而起锤困难。
5.根据权利要求1所述的超深建筑垃圾坑直接强夯法治理工艺，其特征在于：强夯施工按照《建筑地基处理技术规范》JGJ79–2012有关规定进行。
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