砂石墊層料的工程特性及施工中應注意的問題

砂石墊層料的工程特性及施工中應注意的問題對無粘性粗顆粒土多年的試驗研究表明,采用粗粒土作砂石墊層是高層建筑地基處理的一種方法?？偨Y(jié)了多年的應用實踐,對砂石墊層的作用、砂石墊層料的工程特性、選料與施工應注意的事項和施工質(zhì)量檢測的一般方法等作了較系統(tǒng)敘述。砂石墊層法是地基淺層處理的一種常用方法,屬于換填法。當軟弱土地基的承載力和變形不能滿足建筑物的要求,厚度又不很大時,常采用強度較高的砂石墊層,換填基礎(chǔ)底面下處理范圍內(nèi)的部分或全部軟弱土層,提高地基承載力,使其滿足建筑物上覆荷載的要求。十幾年來,西北院在西北地區(qū)高(多)層建筑物基礎(chǔ)處理中,逐步推廣應用砂石墊層技術(shù),工程實踐經(jīng)驗表明,該方法成本低,施工簡便、快捷,質(zhì)量易于控制,在砂石料充足的西北地區(qū)已得到廣泛的應用。在此,對砂石墊層的作用、工程特性及施工方法等介紹如下。1砂石墊層的作用砂石墊層所用的砂石料具有強度高、壓縮性小、透水性良好和容易碾壓密實等特點,在工程中主要作用有以下幾點。1.1提高地基承載力由于淺基礎(chǔ)的地基承載力與基礎(chǔ)下臥層的抗剪強度有關(guān),以抗剪強度較高的砂石墊層置換較軟弱的土層,可提高地基的承載力;另外,砂石墊層密實度大、強度高,可將建筑物基底壓力擴散傳遞到其下臥的軟弱土層,使其下臥層中所受應力減小到該軟弱地基土容許承載力范圍,從而滿足強度要求,避免地基破壞。1.2減少地基沉降量一般地基淺層部分的沉降量在總沉降量中所占的比例都較大,以壓縮模量高、壓縮性小的砂石墊層置換上部軟弱土層,可以顯著的減少這部分的沉降量。此外,由于砂石墊層對應力的擴散作用,使作用在其下臥軟土層上的壓力減小,也相應減少了下臥層土的沉降量,改善了地基變形條件。1.3加速軟弱土層排水固結(jié)建筑物的不透水基礎(chǔ)直接與軟弱土層相接觸時,在荷載的作用下,軟弱土地基中的水被迫繞出兩側(cè)排出,延長了滲徑,因而使基底下的軟弱土不易固結(jié),形成較大的孔隙水壓力,還可能導致由于地基強度降低而產(chǎn)生破壞的危險。砂石墊層透水性能好,軟弱土層受壓后,墊層可作良好的排水面,可使基礎(chǔ)下面的孔隙水壓力迅速消散,加速墊層下軟弱土層的固結(jié)和強度的提高,避免地基土破壞。1.4防止凍脹和消除膨脹土的脹縮作用因為粗顆粒的砂石墊層材料孔隙大,不易產(chǎn)生毛細管現(xiàn)象,因此可防止寒冷地區(qū)土中結(jié)冰所造成的凍脹,也可消除膨脹土的脹縮作用。正是由于砂石墊層在地基處理上具有以上諸多作用和優(yōu)點,而且在不少地區(qū)料源也相當豐富,所以根據(jù)其所起的不同作用,在各類工程中都得到相當廣泛的應用。2砂石墊層料工程特性砂石墊層料可歸于無粘性粗顆粒土。一般砂石墊層填料有天然級配和人工級配2種。國內(nèi)工程習慣用固定粒徑5mm作為分界粒徑,把小于5mm的顆粒稱為細粒料,把大于5mm的顆粒稱為粗粒料,用P5表示大于5mm粒徑的粗顆粒的百分含量。根據(jù)粗顆粒土有關(guān)理論,結(jié)合西北院多年來在水利水電筑壩技術(shù)中對粗顆粒土工程特性的研究成果,一般認為,粗粒料形成骨架,細粒料充填孔隙,充填愈好,整個土體密度愈大,抗剪強度愈高,沉陷變形愈小,承載力愈高。從粗顆粒土粗料含量與干密度的試驗資料表明,盡管粗粒土的產(chǎn)地、礦物成分、顆粒性質(zhì)、顆粒組成等可能不同,但干密度隨粗粒料含量的變化有共同的規(guī)律,即當P5約在70%左右時,粗粒料可形成完整骨架,細料又能填滿骨架孔隙,此時粗、細料共同傳遞外力,顆粒間結(jié)合緊密,干密度值最大,土體最密實,壓縮沉降變形也最小。十幾年來,在西北地區(qū)高(多)層建筑物基礎(chǔ)處理中,應用砂石墊層的工程實踐經(jīng)驗表明,要使砂石墊層具有較高的壓實密度和承載力,填料應滿足以下幾條原則:絕(1慎)銀砂石墊層的填捏料鋒,拴應選用質(zhì)地堅少硬的粒合料駁,宣不應混入風化驅(qū)料、軟巖破碎跑料或其它有機成雜物綱。響(2警)榨對于一般建筑代物基引礎(chǔ)悼,魔砂、石材料含挑泥雜量千(釋<蠻0.1mm平顆粒含縫量顫)萌不應超災過歇5%躁,童碎卵石最大粒坊徑可放寬奪至己70mm撲;茂對于用作排水壇固結(jié)地基或高原層建筑物基礎(chǔ)拾的砂、石材暑料崗,幟含泥量不宜超喬過獲3%斜,澤碎礫石最大粒鳥徑不宜大肥于業(yè)50m扣m磚。非(3檔)計當采用天然級駱配的砂礫石美時蝶,奴應級配良達好橫,瑞其顆粒的不均核勻系數(shù)最好不您小席于獄10蜘,摟曲率系言數(shù)掩Cu=1~恐3架。當采用人工粒級配砂、加礫腔(恐碎碰)梁石混合料計時春,避應通過相對密貓度試驗對不同嬸的砂、石比例真進行試焦驗堂,澡優(yōu)化級脆配洲,鋸找出最佳的砂肝石社比嗚,叉使其干密度達貍到最大盟值蠻,所粗、細顆粒間窯結(jié)合緊蠶密防,黃共同傳遞、分汪散壓力。聽(4蝕)上砂石墊層中的獨砂琴,躍應為潔凈的中盈、粗厚砂姻,陰避免使用細砂販。檢3療跡砂石墊層的施欠工琴3.1賄配天然級配的砂偷石墊層施工斑對于以天然砂堅礫石作為填料音的砂石墊妙層殼,鳥施工中可由人抵工分層鋪疏平辜,12璃t壤以上壓路機碾外壓正8~1覽2啦遍。源由于天然級配進的砂礫石顆粒楚多呈渾圓澤狀苗,頓顆粒間咬合力古遠小于尖角狀珠碎石憲料旦,暴表層礫石臨空驗面鞭大鐵,嚷極易松絮動唇,偷直觀感覺會認纖為壓實度不夠撕。但從現(xiàn)場試讀驗檢測試坑開面挖情況私看業(yè),稠當試坑開挖到幟被監(jiān)測層下面芳一層非時泛,禁2障層結(jié)合面往往贏較清輪晰議,家下部層面砂礫醬石密毒實戰(zhàn),祝不易松戚動舅,佳試坑開挖困難桶。由此表述明謹,禍原表層圓粒易剩松動是材料幾豬何形狀所反映戒的現(xiàn)棵象潑,撓當上覆填筑層楚繼續(xù)填筑碾惹壓姨,綁砂礫石顆粒固饑定靈,錫并不影響該層蛾的填筑密度。窮從室內(nèi)砂礫石踏大型壓縮試驗歉及大型三軸試否驗結(jié)果襯看藍,駛對于同樣級配喝與密實度的砂析礫石料和碎石馳料臟,干施加同樣大的伐壓打力停,搶一般情況天下明,貨渾圓狀濟的砂礫石料的歇壓縮沉降量要姓比有棱角的碎掙石料小。文這主要是由于數(shù)碎石料在受到唇較大外力作用嗓下童,科其棱角容易受翠到擠壓而破啄碎村,叮使沉降量增就大睛,拼顆粒破碎率越信大蓬,便相應沉降量也費越大。蠻3.2少展人工級配的砂幼石墊層施工慨在以往的人工畜級配砂石墊層伙施工質(zhì)量檢測陜中鑰,祥常發(fā)現(xiàn)砂石拌切和不均乘勻刻,怪出現(xiàn)砂聚集和碌粗粒料相對集蓮中握,蘇或局部區(qū)域填唱料粒徑均勻等富現(xiàn)蛋象披,隔其結(jié)果是無論紐碾壓多少狂遍派,律密實度也無法市達到設(shè)計要朽求幕,綱令施工單位大籍傷腦筋。究其芝原銹因襖,讓是由于施工單夾位按砂石比將齒填料預仁先拌和均并勻若,哀但在墊層施工均時素,氏由于拌和均勻貢的砂石料在裝是車、運輸、卸比車、鋪填過程戀中多次產(chǎn)生分冷離盤,抽造則成砂、石分賴離勺,羨粒徑均勻料聚嫌集賴,捐結(jié)果使預先拌撐和均勻的砂石蛋料因離析而級殲配不良所致。侍鑒于旅此熟,度在實踐中總結(jié)泊出協(xié),步對于人工級配結(jié)的砂石墊層施恥工剩,昨采牲用頸“觸砂、石分層鋪售填竟,慧薄層碾滴壓煉”洞方案比較好。柴某高層公寓撤樓訴,2祥4歪層舅,枝總高度姑約撇80m墳,錫為箱形基辣礎(chǔ)廉,禍剪力墻結(jié)溜構(gòu)賀,切基礎(chǔ)設(shè)計為砂梯石墊蒸層滴,匙厚度為俊2.5m良,壩設(shè)計要求壓實閱系數(shù)達吳到沸0.97蠶,聾承載力達閉到釋550kP與a鼻。根據(jù)工程特孕點及現(xiàn)場地質(zhì)享條究件征,蒼提出了基礎(chǔ)砂絲石墊層施工工歲藝設(shè)計方麗案表:捕壓實厚度為院21cm甩,象砂、石分層鋪廳填向,先按體積比控制吼鋪填厚竟度耽,門鋪填順序參為然:般底部鋪脾6cm覺厚砂撿子籃,苦中部鋪填怖13cm償厚礫劇石盡,惱上部鋪填獅2cm收厚砂喂子巧,警采垮用都12孕t喝壓路機碾欄壓芝1對2敢遍均,搶壓路機行車速粒度按一檔控制凝碾壓時速不超房過鼓3km衛(wèi),語縱向、橫向各毒碾驢壓迅6昂遍侍,課對于壓路機碾菊壓不到的部位徹可用蛙夯或平水板振動器夯實欺。待該層檢測梯合格后再進行諒下一層施魂工撞,曠鋪填方法同辟前壓,冤即翅6cm頓厚柔砂碰→列13cm御厚礫產(chǎn)石誓→時2cm調(diào)厚砂。在施工頓碾壓時若砂料革有少量含種水垂,概則表層面砂不周易進入礫石孔棟隙擋,啦如果地基和氣階候等條件允窄許歷,兆可采用澆水沖陶填方法使表層被砂充填礫逗石孔娃隙姻,彈根據(jù)室內(nèi)大型乞壓縮試驗成俊果崖,桿飽和狀態(tài)下砂洪石料的壓縮沉華降量一般均明頃顯大于風干狀藍態(tài)次,沖說明澆水填筑炒碾壓有利于砂半石料的壓旁實拾;椅如果地基和氣創(chuàng)候等條件不允席許摔,添則采用人工刮晨平方壤法立,佳均碾壓至面現(xiàn)漿石子。嗎該公寓樓基礎(chǔ)連砂石墊層施工乎質(zhì)量檢測結(jié)霧果舞,猶平均砂石比綢為六29.診5貧∶杠70.5魚,訴砂石摻和比較旦均交勻駱;早最大沉降量僅撕為嬸4.76mm徑,準承載力標準叛值老fk=630月kPa碑(排為靜載荷試驗巧結(jié)但果錯)史,棚滿足設(shè)計使用謎要求。壺根據(jù)多年的工挖程實典踐塔,眨人工級配的砂剛石墊層施工采迷用禽“盜砂、石分層鋪西填紛,偏薄層碾見壓乳”艷方案均取得了襲很好的效腫果錘,垃證明是切實可守行的。差4陰私砂石墊層施工昨質(zhì)量檢測最砂石墊層施工貸質(zhì)量檢測可分痛為廈2閘個階段進行。螺第一階段為施易工跟蹤檢共測腐,娛主要進行含水請量試驗、含泥兼量試驗、砂石獨比試驗和填筑優(yōu)密度試蜓驗秤(前灌砂法或灌水星法煙)務,且目的是檢測每挽一層填料的含幣泥量是否超遇標嚷,掙級配是否良綁好蜂,憶砂石比是否合挖適依,矮填筑干密度及影壓實系數(shù)等是嚷否滿足設(shè)計要蛋求。駐第二階段為質(zhì)棒量驗收檢薦測摔,形主要進行靜載較荷試句驗目,拼測定墊層總沉搏降量及沉降量沖極差是否符合玩有關(guān)規(guī)艘定助,