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场地不利地质处理方案优化探讨

张毅
  
建筑创作
2022年3期
广西五洲交通股份有限公司 广西南宁 530029

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【摘  要】结合场地处理的实际工程案例,针对其填土厚度大、淤泥质土分布广等不利地质特点,对处理方案进行对比优化。兼顾处理效果及经济性,进行精细化设计,提出相应的处理措施,以供类似项目参考。

【关键词】场地处理  不利地质  处理效果  经济性  精细化设计

本文以南宁市某项目设计方案为例,针对场地为大面积填土,具有厚度大、承载力低、水位高的不利地质条件特点,通过根据地质条件采用精细化设计的方法,以满足承载力要求并减少不均匀沉降的前提下进行处理方案优化,其不仅满足预期处理效果,而且减少投资预算,有效的推进了项目的继续建设。

1 工程概况

该项目位于南宁市,为新建项目,项目总用地面积为70000平方米,总建筑面积约为68000平方米,拟建建筑包括仓库、公寓、酒店、粮油售卖区等建筑物。因场地需要行走重型卡车,地面后期使用存在货物大面积堆积,需考虑大面积地面荷载,该项目场地处理后的允许平均沉降量为150mm,地基承载力要求fak≥130Kpa。

根据勘察揭露,场地各岩土层自上而下分述如下:

1、素填土①:杂色,以黏性土、粉砂岩为主,局部含有建筑垃圾、混凝土、圆砾等,成分不均匀。该层填土为近年分散回填形成,回填时未碾压,未完成自重固结,属高压缩性土,场地内均有揭露,层厚4m~18m,平均厚度约12m。

2、淤泥质黏土②:灰黑色、黑色,湿,软塑~可塑,以黏性土、淤泥为主,富含有机质。原为水塘沉积,后场地回填时与回填土混合,受地下水浸泡后形成,属高压缩性土,部分区域有分布,层厚3m~15m,平均层厚约6m。

3、黏土③:棕黄色、黄色、局部呈灰白色,稍湿,土质均匀,硬塑状态,黏性好,中等韧性,属中等压缩性土,部分区域有分布,层厚0.6m~9.m,平均层厚约3.m。

4、全风化粉砂岩④:灰黄色,稍湿,全风化,粉砂质结构,成分较纯,遇水易松散,极易扰动,岩样多呈散砂状,属中等压缩性土,层厚2 m~6m,平均厚度约4m。

5、强风化粉砂岩⑤:灰白色、灰色,坚硬状态,强风化,砂质结构,少量岩芯呈短柱状。该层与强风化泥岩、粉砂质泥岩层无明显规律地穿插呈互层,属极软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ级,部分区域有分布,层厚0.5 m~10m,平均层厚约4m。

6、强风化泥岩⑥:灰色、灰黑色,坚硬状态,半成岩,强风化,泥质结构,厚层状构造,局部夹薄层泥煤,属极软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ级,层厚0.5 m ~23m,平均厚度约7m。

地基处理岩土参数建议值见表 1。

2 场地存在的不利地质问题分析

场地不利地质问题分析如下:

1、场地内素填土厚度、成分差异较大,回填时没有进行分层碾压,导致填土土质条件比较差。素填土本身也具有许多不利的特性:素填土属于结构尚欠坚固的结土,具有很强的自重结沉降特性;素填土成分复杂,土质相对比较疏松,其土质颗粒间的空隙相对较高,若水浸之后则会出现湿陷问题;土质比较疏松、空隙较大,压缩性相对高。因此场地素填土呈现出高压缩性和低强度性,使得素填土抗剪力刚度差,承载力低,沉降量大。

2、由于场地回填时,未对场地内水塘进行清理,场地内局部存在埋藏的水塘,后场地回填时与回填土混合,受地下水浸泡后形成了淤泥质黏土。该软弱土层具有抗剪强度低、压缩性高特性,极易引起场地土的不均匀沉降,对承载力、沉降的影响更大。

综上所述,该场地的不良地质作用主要为松散并且厚度大的未经处理的素填土、淤泥质黏土,承载力低、沉降量大,对于行走重型卡车和有地面大面积荷载使用要求的场地,不进行相应的处理,会影响到场地的后期正常使用。

3 处理方案及对比

根据地勘勘察报告,结合场地的素填土和淤泥质黏土厚度厚、承载力差、高压缩性土的特点,进行了场地处理方案优化。以下为项目建设时提出的两个不同的处理方案:

原方案:在填土较厚及含有淤泥质土区域,全部采用水泥土搅拌桩,桩径600mm,桩长18m,地基承载力特征值要求fak≥130kpa。根据场地的地质条件,水泥土搅拌桩其适用土质类型广,加固深度大,可在城市市区内和密集建筑群中施工;加固后土体的重度基本不变,软弱下卧层不会产生附加沉降等优点,能够适用于该项目场地不利地质处理,此方案满足地基承载力要求,并且减少地基土不均匀沉降处理效果好,缺点是投资高。由于投资高,建设方难以接受高昂的场地处理费用,故根据场地特点进行了精细化设计,提出了新的处理方案。

新方案:项目场地地质土条件较为复杂,依据地勘勘察资料,根据场地不同区域的地质条件进行地基处理方案的精细化设计:

1、对于含有淤泥土厚度小于4米的场地土,采用清淤处理;对于含有淤泥土厚度大于4米的地基土,采用水泥搅拌桩处理,桩径600mm,平均桩长约18m,桩数13000根,面积约12000m2。

2、对于填土大于10米的场地土,采用开挖上部2.5m厚的填土,下抛1.0m厚片石分层夯实,再分层碾压回填上部回填土,每层铺土厚度300mm左右,碾压8遍~12遍,面积约25000m2。

3、对于填土厚度在5m~10m范围的场地土,采用开挖上部2.0m厚的填土,下抛0.8米厚片石分层夯实,再分层碾压回填上部回填土,每层铺土厚度300mm左右,碾压8遍~12遍,面积约27000m2。

4、对于填土厚度在2~5m范围的场地土,采用开挖上部1.5m厚的填土,再分层碾压回填上部回填土,每层铺土厚度300mm左右,碾压8遍~12遍,施工面积约4000m2。

新方案均采用18t以上振动压路机进行平整碾压,在施工现场选取20m×20m的不利地质范围进行试验满足工程设计要求后对整个项目场地进行施工(施工参数最终结合场地试验进行选取和调整)。此方案的优点是投资估算较低,技术简单,本地工程经验丰富,处理效果较好。

新方案是根据场地地质条件因地制宜采用组合处理方式,即部分区域采用水泥搅土拌桩(对存在淤泥质黏土)和部分区域(对填土部分)采用开挖填土后下抛片石夯实回填组合处理方式,另外针对填土部分进行了进一步的精细化设计。

场地采用水泥土搅拌桩处理方式和根据地质条件因地制宜采用组合处理方式的两种方案进行投资对比,如下所示:

经比较,两种方案在满足使用要求的前提下,组合处理方式的方案较单纯采用水泥土搅拌桩方案节省投资约1500万元,其效果不仅满足后期使用承载力要求,而且满足后期的沉降要求,另外也起到了节约投资的效果,为项目的顺利推进建设起到了积极的作用。

4 结束语

本项目场地的不利地质条件在工程项目中较为特殊,场地的不利地质类型较复杂,有多种不利地质共同作用,场地不利地质处理方案应该结合场地地质条件及试验获得的施工参数,因地制宜进行方案精细化设计,确定最终的设计方案,这样才能更好满足经济性和功能性要求,既能有效的确保工程质量,又做到节约投资,有利于项目的开展和国民经济的建设。

参考文献

[1]浅谈地基处理[A].张琪,赵永利.土木建筑学术文库(第13卷)[C].2010

[2]探讨水泥搅拌桩在地基处理中的应用[J].肖晓民.建材与装饰(中旬刊).2008年04期

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