钦州市建筑工程质量检测中心 广西钦州 535000
摘要:在本次研究过程中着重讨论了在地基加固工作中地基加固法的施工技术与质量标准情况,针对性的分析了施工过程中对于地基加固法造成影响的主要因素与施工中存在的难点问题,并提出相关解决方法。根据福州长乐滨海新城区域地基土的特性,对加固区进行了夯前及夯后的检测,采用了静载荷试验、动力触探、瑞雷波等检测方法进行对比分析,综合检测加固处理后的地基承载能力,以期为广大同行参考。
关键词:地基加固法施工;地基检测;测试方法
一、工程概况
中国东南大数据产业园地处福州长乐沿海地区,该地区土质有含水量大、压缩性高,承载力低的软土薄层,对工程基础设计带来极不利影响。经地质勘探后,该工程施工采用碎石土换填软土地基处理场地的施工方法。由于该区域地形比较复杂,场地换填的厚度深浅不一,最深的地方换填厚度达8米左右,因此地基处理的难度非常大。根据现场的实际情况,除回填土较深且承载力要求较大部位需采取桩基外,对于承载力较小且不适于桩基部位,均可采取加固方案处理。
(一)地基施工方案
在进行加固施工作业之前,需要进行充分的准备工作,基于场地的实际情况进行平整,为场地开展加固奠定基础。然后针对加固点进行加固点位置的测定,在测定出位置之后在场地内标高,标高的加固点位置准确就可以进行起重机定位工作。在加固作业的第一步中,基于加固点位置进行夯锤的放置,做好标高后进行夯锤吊顶预订工作,在脱钩装置的作用下,夯锤自由下落,起重机吊钩钩起夯锤做标高测量工作,具体工作中不但的反复这一过程步骤,指导完成对加固点的夯击。
由于回填时间短,填土处于欠固结状态。从2018年9月份的沉降观测来看,在40天内,福州长乐滨海新城区域地表自重沉陷量就大于0.1m。回填地段地表常出现因沉降不均引起的裂缝。在勘察钻探的过程中,除回填中的大块碎石成了困难以外,孔壁坍塌、跑浆、漏气(3米以外的钻孔明显可见)等都表明了回填土的松散程度。新近的回填土层进行处理方可消除地面下沉。在加固施工工作结束之后不能接着开展的对地基质量的检验工作,应当在间隔一两周之后的进行对地基加固情况的检测,而如果是粉土或者粘土的地基检测时间还要再延长一到两周,这是由于地基的土质决定的,以28天作为加固地置换地基的间隔时间[1]。
(二)加固地基质量验收标准
在开展加固作业前,应当对开展加固作业的具体工具、部件与位置方法等进行详细的检查与准备确保排水措施与地基夯实的过程中加固效果与夯点位置之间存在差异,在加固作业之后,甲方应当进行对夯实地基强度额的检测,开展承载力的检验工作,确保加固的地基质量检验与实际标准相符。
(四)对加固后地基的检测方法
(1)动力触探试验:动力触探试验是在加固作业前后开展的施工工作,主要是通过对击数与动贯阻力、变量模型等的关系进行确定,然后分析不同的变化强度,探究加固的影响深度情况。在福州长乐滨海新区地基由于加固区域回填料极不规则,含有很多不规则块石,N120和N63.5均无法穿过,故采用落锤质量230kg,落锤高度0.7m的动力触探。
(2)静载荷试验:通过荷载检验实现对荷载板深度的影响范围与承载力的检验效果,主对承载力的特征值与变形模量进行设定控制,设定模量E0。在公式中,I0表示刚性承压板的形状系数对于本次研究实验中采用的圆形板取值为0.785,采用的方形板取值为0.886,μ表示土的泊松比,d表示承压板边长同时也是承压板的直径,p表示p—s曲线的线性段压力,S表示与p对应的沉降。”
(3)瞬态瑞雷面波试验:瑞雷波是基于地面上竖方向上进行激振而产生的,瑞雷波与工程检测之间有三个重要的相关性:第一个是其在分层介质中的频散特点;第二个是波长与穿透深度不相同;第三个是传播速度与介质的物理力学性质密切关联。
工程上可通过测定加固前后的瑞雷面波特性反演土层承载力等技术指标,确定有效加固深度。加固前后分别检测各层土的波速,并进行对比,检测夯实后的密实度。
面波检测相比于其他检测方式最大的优势在于它可以实现对大面积受检地基甚至整个受检地基进行普遍检测,对于局部加固效果不理想的部位检测结果简易直观,因此对于检测地基的整体加固效果具有一定的代表性,基本上克服了抽样检测在地基处理中由于存在离散性而难以作出整体检测的弊端[2]。
二、地基检测技术分析
(一)静载荷试验
因已完成的静载试验所能反映的主要是压板以下2m左右深度的范围内的地基性状。因此静载试验可以很直观的将地基的加固效果标下你出来,并且其A、B两个区中皆采用了5000KN.m的夯击强度进行处理。
根据A区的试验结果,3#测点的承载力特征值的极差已超出平均值的30%,按《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012要求,该场地承载力特征值可按最大加载量的一半取值,则1#点为260kPa,2#和3#点为360kPa。从上述六点承载力的试验结果得知:其地基承载力特征值远大于200kPa;因试验荷载所限,各测点均未加至极限,故其承载力特征值应不低于上表备注结果;依据该场地的试验结果,今后应根据场地的实际情况和设计要求的承载力大小,可适当调整加固处理方案,以保证加固处理的经济性;考虑到原回填时材料的差异及分布的不均匀性存在,例如A区域内,回填前有一条深水沟,回填料为碎石,粒径大小不一,在0.3m左右的时候为最大值;依照现场加固的实际夯击数与夯沉量数据来看,通过对夯击数或者落距的调整可以保证在夯击之后地基的均匀性效果。根据B区与A区静载荷试验对比看,A区相对B区承载力高20%以上,说明点夯间距适当减少,单位夯击能在初步设计时可适当提高一点,有利于承载力提高,这是因为回填料中粗颗粒尤其是大块石含量较多,能量主要是竖向传递,水平方向的能量损失较少。
A和B试夯区,加固后经过平整,测试平均夯沉量约为0.7m,根据加固经验土体的竖向变形主要发生在1.6倍夯锤直径的范围内,本工程则为4m。则加固后单位厚度沉降量为0.175m。若假设加固前填土处于松散状态,孔隙比为0.92,则加固后夯实土的孔隙比为0.584,说明夯实后的土可作为建筑物的良好地基。
(二)动力触探试验
由于使用的锤重、落距及标准动力触探设备不一样,为了找到一个检测指标以便使这些检测结果可以进行比较,我们引用动贯入阻力qd公式,在公式中qd表示动贯入阻力数据;M表坏死落锤质量数据;M'表示触探器的整体质量数据;H表示落锤高度;g表示重力加速度;A表示探头截面积数据;e表示每次加固击打的贯入度
在A区,2#点的动力在触探之前与加固之后所得出的动贯入阻力值数据不同,基于影响深度的分析来看,深度数据为7米的情况下,加固前后的动贯入阻力值数据有明显差异,在加固后提高到200%——30%,这表明加固的效果显著[3]。
(三)面波试验
从面波检测结果上看, A区和B区两个部位试夯影响深度在7~8m左右,这与动力触探检测的结果基本相符,说明检测结果把影响深度确定为7m是合适的。在影响深度范围内,加固后波速最高提高将近300%。加固后通过动力触探、动载试验、静载试验等测试的结果进行分析比较,得出加固后的场地地基承载力满足设计要求,地基强度明显提高,地基变形大大减小。根据试夯检测结果分析,在2m深度左右,无论是波速还是动触击数,加固前后不但没有提高,而且还有所降低,经过分析应当是满夯没有按照要求进行,膨胀区没有得到有效加固。因此在加固中应加强满夯的质量控制。
结论:总而言之,目前开展加固作业主要是针对碎石土、砂土以及低饱和度的粘性土、粉土、湿陷性黄土与杂填土等的地基工程,因此在开展加固作业时要做好前期的准备工作,选取合适的场地进行区域试验,进而基于实际场地的参数数据制定出不同的建设规模与建设类型的确认,为实际开展加固作业奠定坚实基础。
参考文献:
[1]赵杰.静力触探试验在公路地基承载力检测中的应用[J].技术与市场,2020,27(07):87-88.
[2]夏壮,雷发洪.低应变法检测既有建筑地基基础的探讨[J].四川建材,2020,46(06):96-97+99.
[3]栾明龙.瞬态瑞利波技术在地基强夯质量检测中的应用效果[J].物探与化探,2020,44(03):615-625.