CN111501725A - 一种强夯处理复杂场地地基的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种强夯处理复杂场地地基的方法，利用场地表层的杂填土，采用“柱锤破碎、平锤加固、逐级加能”的夯击方式进行强夯动力固结作用，在有效加固深度范围内的地基表层形成硬壳层，硬壳层承担上部荷载，并将其分散到下部地基中。本发明的有益效果是：使场地表层形成3‑5m的硬壳层，将原来硬壳层薄的地方变厚，使整个场地的表层形成一层厚度相对均匀的硬壳，使承载力能满足要求，同时硬壳层下部的软土也可得到增强。

Description

一种强夯处理复杂场地地基的方法

技术领域

本发明属于一种地基施工技术领域，特别涉及一种强夯处理复 杂场地地基的方法。尤其适用于对总沉降及不均匀沉降使用要求高 的智能化码头堆场。采取本方法能够极大改善地块的不均匀性以及 下部软土分部不均匀问题，实现场地土基结构的连续、稳定，在满 足堆场各种使用功能需求的前提下，避免不均匀沉降对堆场使用的 影响。

背景技术

复杂场地是指成因复杂、成陆时间跨度大、使用不规则、地表 起伏大、地表多为杂填土、地基中各类土层分布不均匀的场地。例 如场地原为近海滩涂区域，由人工填垫形成，作为临时堆场使用多 年，大部分区域未进行过排水固结等地基处理措施，场地地表部分有水泥稳定碎石等结构层，部分为杂填土，杂填土厚度差别大，松 散状态，成分复杂，主要由砖块、大块混凝土(钻探时部分成柱状， 最大长度约25cm)、碎石、粉煤灰渣及废土组成。

对于复杂场地的地基处理，考虑到场地表层有厚度不均的杂填 土层，如进行真空预压处理，需要将杂填土清除后换填素土，工程 量大、造价高、工程较长，加固质量也不易保证；采用堆载预压处 理，也需要将杂填土清除后才能打设排水板，且本地区缺乏山皮土等堆载材料，造价过高，工期也太长；采用水泥搅拌桩复合地基处 理措施，造价高，且由于杂填土硬壳层的存在，施工较困难；采用 传统强夯工艺，由于场地地表部分有水泥稳定碎石等结构层，因此 小夯击能无法将其击穿，大夯击能又将下部土体完全扰动，加固效 果很不理想。

关于表层杂填土，如何能不挖走，甚至利用上它，是本次创新 的中心思想。如果能降低表层杂填土的不均匀性，通过人工干预的 方式使其与原状土体混合重组，形成新的比较均匀的结构，则可达 到废物利用的效果。

发明内容

本发明为解决上述技术问题提供一种强夯处理复杂场地地基 的方法。此方法能够做到施工工期短、施工造价低、处理后承载高、 工后不均匀沉降小、性价比极高。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种强夯 处理复杂场地地基的方法，利用场地表层的杂填土，进行强夯动力 固结作用，在有效加固深度范围内的地基表层形成硬壳层，所述硬 壳层承担上部荷载，并将其分散到下部地基中，具体步骤如下：

步骤S1、场地准备：

步骤S11、设置标高指示桩；

步骤S12、清除场地内障碍、基础杂物及表层联锁块；

步骤S13、排干低洼处积水，清除局部表层淤泥；

步骤S14；回填平整低洼；

步骤S2、场地强夯加固：

步骤S21、首先对所有区域进行柱锤点夯，破碎原堆场结构硬 壳层，进行夯坑4遍，每遍夯击能1700--2000kNm；

步骤S22、柱锤点夯结束后进行场地整平：低洼处进行填土， 填土为取自本区域内表层工程废料，采用推土机进行整平，并采用 挖掘机将新填土与场地原表层0.5m埋深范围内粗粒料进行原场地 掺拌，整平后采用挖掘机排压两遍；

步骤S23、进行平锤点夯：平锤点夯4遍，每遍夯击能约 2500kNm；

步骤S24、根据步骤S23布置平锤点夯夯点：每遍为4m×4m、 正方形，且夯点不重复，后一遍夯点在前一遍夯点位置整体移动 2m，两遍夯击间歇时间为8--10天，最后两次夯击平均夯沉量不大 于5cm；

步骤S25、平锤点夯结束后，再采用低能级满夯两遍将场地表 层松土夯实，夯锤直径2.5m，夯击能不小于1000kNm；

步骤S26、上述步骤S25全部夯击完成后，采用自重不小于18t 的振动压路机碾压场地2遍；

步骤S3、场地整理：强夯结束后，将隔振沟积水抽干后回填 建筑废料并分层碾压，压实度不小于94％。

步骤S13所述排干低洼处积水视现场回填状况设置排水沟。

步骤S21所述柱锤的锤径为1.3m--1.4m，所述夯坑深度≥1m。

步骤S23所述平锤锤径为2.5m。

本发明的有益效果是：采用“柱锤破碎、平锤加固、逐级加 能”的夯击方式，使场地表层形成3-5m的硬壳层，将原来硬壳层 薄的地方变厚，使整个场地的表层形成一层厚度相对均匀的硬壳， 使承载力能满足要求，同时硬壳层下部的软土也可得到增强；

根据基础在硬壳层中发生冲剪破坏的模式，采用魏西克公式推 算硬壳层厚度与地基允许承载力的关系为：硬壳层厚度为2m时对 应地基承载力约为12kPa，硬壳层厚度为3m时对应地基承载力约 为16kPa，硬壳层厚度为4m时对应地基承载力约为20kPa；

对大面积复杂场地地基处理有着其他工艺无法比拟的优势，工 艺周期3～7天，一个月施工数十万平方米，既能满足重点工程对 工期的严格要求，又易保证工程质量。采用本工艺，地基承载可提 高到20t/m2甚至更高，硬壳层下部土体压缩模量及回弹模量平均增长约30％，工后沉降及不均匀沉降均满足使用要求。对比其他处 理工艺，如“打板+强夯”工艺单价为229.72元/m2，优化为本工 艺87.85元/m2，节省投资约141元/m2，并且省去打板前将土方 开挖、打板后将土方回填的复杂工序；或“高压旋喷桩”工艺单价 为999.98元/m2优化为本工艺87.85元/m2，节省投资约912元 /m2。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

本发明充分利用场地表层的杂填土，在强夯的动力固结作用 下，在有效加固深度范围内的地基表层形成一“硬壳层”，由这层 硬壳层承担上部荷载，并将其分散到下部地基中。由于该硬壳层非 常密实，可以认为其不透水，且由于该层土体变形较小，可以认为 其变形是瞬时完成的。

实施例

某工程地处天津滨海新区，历史成陆原因复杂，自2004年起 作为煤炭、矿石散货临时堆场使用至今，由于其无组织使用状态， 道路及堆场布置自由、零散，形成现状场地内隆起、洼地、道路、 构筑物基础、水塘等不均匀散布在用地范围内，局部高差可达2米 以上，现状高程+4.0米至+6.5米，为复杂的不均匀场地。拟建的 智能化堆场、主要道路使用要求较高，不同于常规工艺的集装箱码 头，要求总沉降不大于300mm，不均匀沉降小于2‰，地基承载力 不低于200kpa。根据勘察结果表明场区覆盖2米-7米厚杂填土， 地面标高起伏很大。此工程采用本工艺进行处理，具体步骤如下：

1、场地准备

(1)准确标示用地红线、分块边线，设置标高指示桩。

(2)清除场地内杂物(障碍、基础)及表层联锁块。

(3)排干低洼处积水，清除局部表层淤泥。

(4)视现场回填状况设置排水沟，加强场地排水工作，确保 地表不积水。

2、场地强夯加固设计

(1)首先对所有区域进行点夯，采用柱锤，锤径1.3m-1.4m， 破碎原堆场结构硬壳层，总计4遍，每遍夯击能约1800kNm，夯坑 深度≥1m。对结构层较厚区域，应加大夯坑深度。

(2)点夯(柱锤)结束后进行场地整平，低洼处进行填土， 填土为取自本区域内表层工程废料，采用推土机进行整平，并采用 挖掘机将新填土与场地原表层0.5m埋深范围内粗粒料进行原场地 掺拌，整平后采用挖掘机排压两遍。

(3)进行点夯，采用平锤，锤径2.5m，总计4遍，每遍夯击 能约2500kNm。

(4)每遍点夯夯点布置为4m×4m、正方形布置。夯点不重复， 后一遍夯点在前一遍夯点位置整体移动2m。

(5)两遍夯击间歇时间为8--10天，或根据现场孔隙水压力 监测数据分析确定。最后两击平均夯沉量不大于5cm。

(6)平锤点夯结束后，再采用低能级满夯两遍将场地表层松 土夯实，夯锤直径2.5m，夯击能不小于1000kNm。

(7)全部夯击完成后，需采用自重不小于18t的振动压路机 碾压场地2遍,进行轴错1/3轴，速度1档的一振一静碾压。

(8)强夯结束后，将隔振沟积水抽干后回填建筑废料并分层 碾压，压实度不小于94％。

Claims (4)

1.一种强夯处理复杂场地地基的方法，其特征是：利用场地表层的杂填土，进行强夯动力固结作用，在有效加固深度范围内的地基表层形成硬壳层，所述硬壳层承担上部荷载，并将其分散到下部地基中，具体步骤如下：

步骤S1、场地准备：

步骤S11、设置标高指示桩；

步骤S12、清除场地内障碍、基础杂物及表层联锁块；

步骤S13、排干低洼处积水，清除局部表层淤泥；

步骤S14；回填平整低洼；

步骤S2、场地强夯加固：

步骤S21、首先对所有区域进行柱锤点夯，破碎原堆场结构硬壳层，进行夯坑4遍，每遍夯击能1700--2000kNm；

步骤S22、柱锤点夯结束后进行场地整平：低洼处进行填土，填土为取自本区域内表层工程废料，采用推土机进行整平，并采用挖掘机将新填土与场地原表层0.5m埋深范围内粗粒料进行原场地掺拌，整平后采用挖掘机排压两遍；

步骤S23、进行平锤点夯：平锤点夯4遍，每遍夯击能约2500kNm；

步骤S24、根据步骤S23布置平锤点夯夯点：每遍为4m×4m、正方形，且夯点不重复，后一遍夯点在前一遍夯点位置整体移动2m，两遍夯击间歇时间为8--10天，最后两次夯击平均夯沉量不大于5cm；

步骤S25、平锤点夯结束后，再采用低能级满夯两遍将场地表层松土夯实，夯锤直径2.5m，夯击能不小于1000kNm；

步骤S26、上述步骤S25全部夯击完成后，采用自重不小于18t的振动压路机碾压场地2遍；

步骤S3、场地整理：强夯结束后，将隔振沟积水抽干后回填建筑废料并分层碾压，压实度不小于94％。

2.根据权利要求1所述的一种强夯处理复杂场地地基的方法，其特征是：步骤S13所述排干低洼处积水视现场回填状况设置排水沟。

3.根据权利要求1所述的一种强夯处理复杂场地地基的方法，其特征是：步骤S21所述柱锤的锤径为1.3m--1.4m，所述夯坑深度≥1m。

4.根据权利要求1所述的一种强夯处理复杂场地地基的方法，其特征是：步骤S23所述平锤锤径为2.5m。