【文章內(nèi)容簡介】 ，其中營業(yè)樓做了 6 根極限抗拔力試驗。通過錨桿抗拔試驗時取得的 (PS)曲線，在土層錨桿正式施工時，作為測定每個錨桿張拉時應(yīng)力 應(yīng)變值的對照，按其符合程度確定 第 11 頁 土層錨桿是否符合要求以及作為驗收的依據(jù)。 在營業(yè)樓 6 根錨桿試驗中，有 1根 (MI24)錨桿極限抗拔力達(dá)到 310kN(為設(shè)計拉應(yīng)力的 倍 )，另 5 根均超過 450kN，為設(shè)計拉應(yīng)力的 倍。經(jīng)分析，這根 (MI24)錨桿位置正處古河道，由于土質(zhì)條件差，使錨桿抗拔力減少。經(jīng)設(shè)計、監(jiān)理單位研究，認(rèn)為抗拔力試驗合格，可以進(jìn)行施工。施工階段限制了該地段的地面堆載，未發(fā)生異常。 談判樓作了 2根抗拔試驗，抗拔力達(dá) 390kN，為設(shè)計值的 ，商廈擴(kuò)建工程地質(zhì)條件與商貿(mào)相似，且設(shè)計拉力比商貿(mào)要小，故未作抗拔試驗。主要通過每根錨桿張拉時，控制其變形值是否在規(guī)范要求范圍。商廈的錨桿位移變形值為 10～ 15mm，商貿(mào)位移變形值為 18～ 25mm。 5 支護(hù)樁位移和監(jiān)測 營業(yè)樓基坑面積大，土方采用分層、分段、分片開挖，使土方卸載能量緩慢釋放，每層開挖厚度 4m，每層土方開挖后，及時對樁頂進(jìn)行觀測。營業(yè)樓施工期樁頂位移值為：西側(cè) 15mm，南側(cè) 9mm，東側(cè) 5～ 8mm。商廈支護(hù)樁頂位移值分別為：東側(cè)24mm，南側(cè) 6mm，西側(cè) 5mm，北側(cè) 18mm。 6 施工體會 (1)在土質(zhì)允許條件下，采用土層錨桿與支護(hù)樁共同工作，與內(nèi)支撐方案相比要經(jīng)濟(jì)，而且便于土方機(jī)械開挖，方便施工。 (2)在軟土中應(yīng)用錨桿，要準(zhǔn)確掌握錨桿所處位置的地質(zhì)條件，對土體的成孔要采取相應(yīng)的施工措施，并經(jīng)抗拔 試驗合格方可采用。在粉砂土層中成孔，采用膨潤土泥漿護(hù)壁與套管護(hù)壁成孔相比，可以加快成孔速度。 (3)在工程施工中，錨桿灌漿量超過計算值。經(jīng)分析主要是因為粉土夾粉砂層內(nèi)土體呈流塑狀，且滲透系數(shù)較大 (179。10 3～ 179。10 4cm/s)，當(dāng)進(jìn)行壓力注漿時，水泥漿沿孔隙向土體其它方向滲透。從營業(yè)樓基坑開挖后所裸露的支護(hù)樁間土體明顯可見水泥漿沿土的孔隙滲透呈樹根狀。因支護(hù)樁也是采用壓力注漿成樁，漿量的注入也比計算值大。 江邊原廠區(qū)為稻田，地勢低洼。場地自然標(biāo)高在 m，設(shè)計地面標(biāo)高為 m，在清除耕土后，全場需填高 2 m左右。廠區(qū)內(nèi)各層土的物理力學(xué)性能指標(biāo)如表 1 所示。 表 1 夯前物理力學(xué)性能指標(biāo) 土層名稱 層底標(biāo)高 (m) 層底埋深 (m) 天然 含水率(ω%) 天然狀 態(tài)重度γ(kN/m 3) 孔隙比 e 壓縮系數(shù) av12 (MPa) 壓縮模量 Es12 (MPa) 固結(jié)快剪 標(biāo)準(zhǔn)貫入 擊數(shù) (擊 ) 靜力觸探比貫入阻力 Ps(MPa) 地基承載力 (kPa) 內(nèi)摩擦角 υ(176。) 內(nèi)聚力 c(kPa) 耕土 灰 色粘質(zhì) 粉土 ② 0.989 1 80 灰色砂質(zhì) 粉土 ③ － 1 0 0.897 1 1 80 灰色粘質(zhì) 粉土 ③ － 2 0 1.057 1 80 第 12 頁 灰色砂質(zhì) 粉土 ③ － a 015.0 0.870 4 1 85 灰色粘質(zhì)粉土 ③ － 2 1.052 1 80 注：灰色砂質(zhì)粉土 ③ － 1 及灰色砂質(zhì)粉土 ③ － a嚴(yán)重液化。 廠區(qū)內(nèi)需建多棟多層框架廠房，其中陽離子藍(lán)車間為 6 層框架，總高 31 m，活載 6 kN/m2，單項設(shè)備最重為 45 kN，柱下最大軸向力為 4 500 kN。根據(jù)地質(zhì)報告，現(xiàn)有地基承載力不能滿足上部結(jié)構(gòu)需要，須進(jìn)行地基加固。 1 強(qiáng)夯設(shè)計 由于廠區(qū)地質(zhì)條件不能滿足工程要求，大面積填土產(chǎn)生地基變形，且地表下 3 m 左右有一層嚴(yán)重液化土層。上海地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 (DBJ 08－ 11－ 89)要求：丙類建筑需全部消除液化或部分消除地基液化沉降，并對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)采取構(gòu)造措施。根據(jù)需建廠房的要求，對地基處理提出以下要求。 (1) 地基處理后，在加固的有效深度內(nèi)地基容許承載力從原 80 kPa提高到 220 kPa 以上。 (2) 地基有效加固深度超過 8 m。 (3) 建筑物施工前地基要有較大的預(yù)壓密沉降。 (4) 消除地基上的液化層，以滿足 7 度抗震設(shè)防要求。 經(jīng)多次討論，決定采用強(qiáng)夯處理。由于場地地層多為粉 性土，且夾有粉砂層，易排水。采用該法施工進(jìn)度快，成本低，可預(yù)壓密沉降，但在原土上強(qiáng)夯要全部滿足設(shè)計提出的四項要求，還須采取各種措施。 上海地基基礎(chǔ)規(guī)范要求：原土強(qiáng)夯適用于砂土，含水率低于 25％的 第 13 頁 回填土，對塑性指數(shù)小于等于 17 或粒徑小于 mm 占 30％以下的表層或淺層粘性土也可采用，上述以外的土及淤泥質(zhì)粘土應(yīng)通過試驗確定。 本場地土含水率均高達(dá) 30％以上，但在地表下 15 m 以內(nèi)均為粘質(zhì)粉土或砂質(zhì)粉土，且局部夾有薄層粉砂，這對孔隙水壓力消散很有利。根據(jù)顆粒報告分析，粒徑小于 mm 的只占 8％，但采用置換強(qiáng)夯對上述規(guī)范指標(biāo)要求應(yīng)該有所不同，若再采取有利的排水措施，則更有可能達(dá)到設(shè)計要求。 根據(jù)地質(zhì)報告，地基土容許承載力為 80 kPa，當(dāng)基底面處的附加壓力為 220 kPa 時 (基底以上 2 m 厚的填土作為附加壓力考慮 )，基底以下8 m 處土的附加壓力為 52 kPa，基底下 8 m 處土的自重壓力為 68 kPa(均取水下浮重計算 )，二者之和為 120 kPa。經(jīng)計算， 8 m 深處的容許承載力為 kPa。以此確定，若強(qiáng)夯有效厚度為 8 m，夯后土的容許承載力能達(dá)到 220 kPa 時 (這時條基寬度按 2 m 考慮 )能滿足工程設(shè)計的要求。 選擇夯能時除考慮地基強(qiáng)度要求外，加固有效深度也起著決定作用。夯能小則有效加固深度淺，根據(jù)法國人梅納提供的經(jīng)驗公式，有效加固深度： 式中 h—— 有效加固深度，選定為 10 m，實際要求為 8 m； Q—— 錘重，選用 16 t； H—— 有效落距，選用 15 m； a—— 修正系數(shù)，可取 ～ (根據(jù)經(jīng)驗，粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘土可取 ，設(shè)排水通道時可適當(dāng)提高，取 )。 第 14 頁 夯能 E=HQ=15179。160 =2 400 () 夯擊范圍，可按公式計算確定： 式中 A—— 夯擊范圍 (m2)； B、 L—— 分別為加 固區(qū)的寬度與長度 (m)； h—— 有效加固深度。 考慮到下臥層軟土的承載力問題，按地基壓力擴(kuò)散角 22176。 考慮，應(yīng)在長寬方向每邊各加 htgθ= ，如 h 為 10 m，即每邊各加 m?？紤]條形基礎(chǔ)寬度等因素后，以建筑物軸線向外各加 m。 2 強(qiáng)夯施工要求及措施 強(qiáng)夯采用截頭圓錐體鋼制夯錘，錘底直徑 m，底部設(shè) 3 個排氣孔，錘重 16 t。 強(qiáng)夯時，第一次先夯出一個 1～ 倍錘徑的夯坑，填滿爐渣停歇后，再進(jìn)行第二次強(qiáng)夯，直至最后貫入度小于 10 cm 為止。利用夯能將爐渣強(qiáng)行擠 入土中，在連續(xù)夯擊過程中，地表爐渣不斷自動落入坑底，逐漸形成與土混合的渣土混合狀柱體的復(fù)合地基，其效果與一般原狀土上強(qiáng)夯的效果不同，與其他復(fù)合地基的成因及效果也不一樣。它是通過強(qiáng)夯工藝將柱狀體與強(qiáng)夯效應(yīng)一次完成，既有強(qiáng)夯特點，又具有其他置換型復(fù)合地基的特點。為與純強(qiáng)夯區(qū)別，可稱為動力置換強(qiáng)夯。 根據(jù)上海地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范要求，夯擊遍數(shù)用前后兩擊沉降差 ≤5 ～10 cm 控制。實際施工時，采用最后一擊沉降量小于 10 cm 控制，每坑 第 15 頁 累計夯擊為 16 擊，分兩次進(jìn)行，每次 8 擊。 夯點間距為 3 m，采用跳點夯，夯點布 置見圖 1。實際每次夯距為 6 m，這樣布置有利于孔隙水壓力消散，孔隙水可從孔隙壓力大的地方向孔隙壓力小的地方排出。 圖 1 夯點布置圖 在外壓力作用下，土的壓縮主要是土中孔隙體積的減小，土顆粒相應(yīng)發(fā)生移動、擠攏。對飽和土而言，壓縮主要是孔隙水被擠出。由于孔隙水的排出，土顆粒移動、靠攏都要經(jīng)過一定時間。 只有當(dāng)超孔隙壓力消散之后，才能繼續(xù)加壓，否則對土體固結(jié)有害無益。當(dāng)孔隙壓力消散達(dá) 95％或穩(wěn)定后，才能繼續(xù)下一輪的強(qiáng)夯。本地區(qū)一般經(jīng) 4 d 即可滿足要求。 選用寶鋼高爐干渣為強(qiáng)夯填料，其密度小，性能穩(wěn)定。原狀干渣顆粒一般為 0～ 15 mm，符合設(shè)計要求的原狀級配要求，能吸水并有一定的活性，夯成后能結(jié)成有一定剛性的板塊。 塑料排水板能增加土中孔隙水垂直通道，強(qiáng)夯后土中孔隙水壓力增加時，孔隙水可通過排水板排出。地表下 15 m 以內(nèi)土層夾有薄砂層， 15 m 以下還有一層粉砂層，是孔隙水橫向排水的通道。塑料排水板的設(shè) 置 第 16 頁 又溝通了橫向排水通道，這樣更有利于孔隙水的排放。由于要求加固深度為 8 m，所以選用 m 長的排水板，打入土中 10 m，土外留 m，沿夯坑一周布置。排水板打入土中后，即有水從孔中冒出流向集水溝，由于排水板設(shè)置密度高，滲出水量很大。第一遍夯擊過程中，從渣內(nèi)排至溝內(nèi)的水較多，潛水泵 20 min 左右就要抽一次，排水效果明顯。第二遍夯擊時，因受地面隆起及區(qū)內(nèi)成坑的影響，排水溝出水量很小，甚至無水。但暴露一夜后，大多數(shù)坑內(nèi)水位與原地坪持平。經(jīng)夯坑內(nèi)抽干填爐渣后，再夯時仍有濺水飛石現(xiàn)象。打過排水板的地基土在 強(qiáng)夯時，水的排放效果較好。 強(qiáng)夯施工順序如下：施工準(zhǔn)備 → 清理耕土 → 埋設(shè)測量儀器 → 布設(shè)排水板點 → 填爐渣至標(biāo)高 → 第一次布夯坑點 → 一遍一次強(qiáng)夯 → 第一次夯坑填料推平 → 停歇 → 第二次布夯坑點 → 一遍二次強(qiáng)夯 → 第二遍夯坑填料推平 → 停歇 → 第三次布夯坑點 → 二遍一次強(qiáng)夯 → 第三次夯坑填料推平 → 停歇 → 第四次布夯坑點 → 二遍二次強(qiáng)夯 → 第四次夯坑填料推平 → 停歇 → 普夯 → 測試。 3 強(qiáng)夯效果與結(jié)論 強(qiáng)夯的效果須經(jīng)測試檢驗。夯前在場地上布置取土孔、標(biāo)準(zhǔn)貫入孔和靜力觸探孔，以取得天然地基的物理力學(xué)指標(biāo)。夯中測試強(qiáng)夯過程中的主要技術(shù)參數(shù)，主 要測試每擊下沉量、夯擊次數(shù)、孔隙水壓力和擠壓應(yīng)力的變化。用以指導(dǎo)和控制施工進(jìn)度，修改施工工藝。 施工場地布設(shè)了下列測試儀器。 (1) 孔隙水壓力計：測驗超孔隙水壓力增加、消散過程，研究強(qiáng)夯 第 17 頁 的影響深度，強(qiáng)夯時動力固結(jié)過程，決定二次夯擊的間隔時間。 (2) 壓力盒：檢測地基土擠壓應(yīng)力 (總應(yīng)力 )增長過程，與超孔隙水壓力測試結(jié)果做比較，研究強(qiáng)夯的影響深度及夯擊數(shù)的關(guān)系。 (3) 測斜管：測量地基水平位移。 (4) 分層沉降標(biāo)：測量不同深度土體壓縮變形。 (5) 表面沉降板：測定沉降板以下土體 變形。 (6) 水位測試管：測定夯擊過程中水位變化規(guī)律。 (7) 現(xiàn)場振動測試：測定強(qiáng)夯振動影響范圍。 夯后 45 d 取土，檢驗強(qiáng)夯加固的效果。檢測項目有：取土孔、標(biāo)準(zhǔn)貫入孔、靜力觸探孔和載荷板試驗。 強(qiáng)夯后物理力學(xué)性能指標(biāo)如表 2 所示。靜力觸探成果對比見圖 2。 表 2 夯后物理力學(xué)性能指標(biāo) 土層 名稱 層底 標(biāo)高 (m) 層底 埋深 (m) 天然 含水 率 (ω%) 天然狀 態(tài)重度 γ(kN/m 3) 孔隙 比 e 壓縮系 數(shù) av12 (MPa) 壓縮模 量 Es12 (MPa) 固結(jié)快剪 內(nèi)摩擦 角 υ(176。) 內(nèi)聚力 c(kPa) 灰色粘質(zhì) 粉土 ② 00 0 26.7 0.767 0.15 12.40 1 灰色砂質(zhì) 粉土 ③ － 1 0.500 0 27.1 0.774 0.14 12.62 1 灰色粘質(zhì) 粉土 ③ － 2 0.900 0 30.2 0.855 0.17 10.38 1 5.500 0 32.2 0.916 0.24 8.52 1 灰色砂質(zhì) 7.500 10.60 28.2 0.815 0.13 14.05 1 第 18 頁 粉土 ③ － a 灰色粘質(zhì) 粉土 ③ － 2 1 圖 2 夯前夯后靜力觸探結(jié)果對比 對比表 1與表 2 可看出，地層 15 m 范圍內(nèi)各項指標(biāo)強(qiáng)夯后都有所改善 。在5～ 6 m 范圍內(nèi)，土體由夯前的軟塑－流塑狀態(tài)變?yōu)橛菜軤顟B(tài)，含水率減少 ％～％。隨著深度增加，含水量逐漸變小，壓縮模量提高 ％～ ％，并隨著深度增加而減小。 10 m 以下各項指標(biāo)有改善，但變化較小。根據(jù)上海市地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 DBJ 08－ 11－ 89 規(guī)定：當(dāng)上覆非液化土層厚度不少于 6