某车间场地填土工程地质条件评价及强夯法处理效果分析
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[摘要]本文对实例工程场地填土工程地质条件的评价与分析，通过对地基处理方案的可行性分析与比较，确定强夯法处理该填土地基的适宜性，结合现场载荷试验结果分析，对强夯法对该填土地基的处理效果肯定。
[关键词]人工填土 工程地质条件 强夯置换 处理效果
[中图分类号] TU47 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-4-323-2
1工程概况
某工业设备制造基地位于某县城工业园区，场地地形较开阔，稍有起伏，方圆3km为耕地，地貌条件简单。4#、6#车间，工程面积约为1.21万平方米，设计地上一层，长宽126米×48米，高约14m，上部结构为轻钢结构厂房，下部基础拟采用独立基础，基底平均压力要求不小于120kpa。
2地层情况
场地地面较平坦，为填方场地（弃土堆积），最大填土厚度为6.6m。①层人工素填土，松散；土质不均匀，以黏性土为主，局部含少量碎石和卵石，4#、6#车间场地局部平面分布以人工堆积全风化砂岩为主，松散。堆积时间约为1～2年，尚未完成自重固结，易产生地面裂缝。层厚0.90～6.70m，②圆砾：杂色，稍密～中密；圆砾含量45%左右，粒径2～7cm，风化砂岩质为主，红褐色粉质黏土填充，局部见高岭土填充。局部夹粉质黏土薄层。层厚0.30～2.00m。②1粉质黏土：红褐色，硬塑为主；土质不均，含卵砾石20%～30%。稍有光泽，干强度、韧性中等。场区以透镜状分布于②层圆砾层顶部。层厚0.40～3.30m。③层卵石：杂色，中密～密实，中密为主；卵石含量50%～55%左右，粒径2～9cm，砂岩质为主，红褐色粉质黏土及砂岩质圆砾填充，局部见灰绿色高岭土填充。局部见粉质黏土薄层。
勘察场地未见地下水。经土工试验，①层人工素填土自由膨胀率在13%～39%，液限28.1%～32.7%。平均含水量20.6%，孔隙比平均值0.747，液限平均值30.6%，塑性指数平均值12.9，液性指数平均值0.21，压缩系数α0.1-0.2平均值0.355（MPa-1），压缩模量Es0.1-0.2平均值5.31（MPa）。
填土成分复杂，不均匀，孔隙大，压缩性高，且平面分布随意、无规律，堆填时间1-2年，自重固结未完成，在自重和水的作用下，具有较强的湿陷性，导致填土地面出现开裂和沉陷。
根据勘察取得土样自由膨胀率试验结果，①层素填土中粉质黏土自由膨胀率在13%～39%，液限28.1%～32.7%，不具膨胀性。
场地东侧、北侧为人工边坡临时支护，先局部遭破坏，存在滑坡隐患，属对建筑抗震不利地段。填方场地，下覆土层坡度较大，分布不均匀。综合以上判定为不均匀地基。拟建4#、6#车间基底所在①层人工素填土不能直接做为持力层使用，应当采用地基处理进行加固。
4强夯法地基处理方案及施工
根据地形、地貌、地质条件、工期、造价等因素综合分析（表1），分别对夯实水泥土桩、素混凝土桩、桩基础等方案进行比较。最终确定采用强夯法进行地基处理。
设计参数如下：
夯点布置采用正三角形布置，夯点间距为3.5米，单点击数6-8击，单击夯击能量1800～2500KN.m；满夯能量1200 KN.m，一遍两击1/4锤径搭接；夯点最后二击平均夯沉量控制在80-100mm；填土较厚区域适当加大夯击能量；
点夯停锤标准：最后两击平均沉降量不超过8cm，夯坑深度不超过1.2m。如夯坑深度较大，采用填筑场地开挖卵砾石，补夯措施。试夯工作分别根据填土厚度0.9-2.5m区域、2.5-4.5m区域、4.5-6.6m区域进行试夯。
根据试夯结果，对场区填土厚度大于5.0m，夯击能大于2000KN.m、夯击次数大于6击，且施工出现夯坑大于2.0m，周围无隆起区域，为防止今后地基沉降，对夯实参数进行调整。对厚度大于3.5m的区域，头一遍夯击能增大到2400～2500KN.m，以坑深度不大于2.0m和拔锤不困难为停夯标准。第二遍夯击能以设计指导施工，为1800～2000KN.m，以最后两击夯沉量6～8cm作为停夯
标准，达到1-3.5m填土加固效果，同时提高满夯能量至1500KN.m。
5夯后地基检测
夯后对4#、6#车间所在场地进行了载荷试验，共选用A、B、C三区。载荷板采用面积为1.0m×1.0m，极限加载按240kN考虑，共分8级加载，第一级加载30kN，然后按每级30kN递增直至加载240kN为止。试验参数与试验结果情况A沉降量：0、0.98、1.01、1.68、2.62、4.21、5.72、7.57、9.89；B沉降量：0、0.46、1.11、2.52、4.05、6.65、9.98、15.56、23.87；C沉降量：0、0.51、1.11、2.45、5.02、8.95、12.43、16.31。
根据以上ABC三组载荷试验结果，绘制p-s曲线图形，均无明显的比例极限，未出现突变陡降段。可知，所测试三点极限承载力大于240Kpa，强夯处理后地基承载力特征值不低于120kpa，满足设计要求，符合工程需要。
6总结
强夯法加固人工新近填土能够有效减小孔隙比，湿陷性，加快了地基的前期沉降，减小了工后沉降，提高了地基承载能力。
强夯前应考虑对东、北侧边坡的影响，并采取有效措施进行加固后再强夯，应加强边角填土的密实性。
新近人工堆积填土厚度不均、填筑成分复杂，会导致填土内部含水量的变化，直接可能会导致夯击效果，影响工后沉降，致使房屋墙体开裂。因此，合理灵活的强夯过程监督控制和技术方案调整非常重要。
避开雨季施工，建立健全排水措施，合理控制夯击间隔时间控制。