王 威 高建洋

（河南海華工程建設(shè)監(jiān)理公司，河南 鄭州 450000）

運(yùn)用“累積效應(yīng)”控制砂石換填地基質(zhì)量

王 威 高建洋

（河南海華工程建設(shè)監(jiān)理公司，河南 鄭州 450000）

探討在砂石換填施工中監(jiān)理應(yīng)做的工作，闡述了運(yùn)用夯實(shí)回填土的“累積效應(yīng)”提高質(zhì)量控制效率的途徑。

地基工程；砂石換填；累積效應(yīng)；質(zhì)量

1 工程概況：

1）本工程為中國(guó)移動(dòng)（河南）數(shù)據(jù)中心一期工程B01機(jī)房，建筑面積20015m2，地上4層，局部5層，建筑高度21．4m：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)。

2）工程地質(zhì)條件：依據(jù)詳細(xì)地勘報(bào)告，各土層的特征為：

① 第一層素填土：以粉土和粉砂為主。層厚0．30—2．60m，平均層底埋深1．44m。

② 第2—1層粉土：稍濕，稍密，干強(qiáng)度低，韌性低，層厚0．7—2．4m，平均層底埋深2．60m，天然地基承載力特征值為100kPa。

③ 第2層粉土；濕，中密，干強(qiáng)度中等，韌性中等，層厚0．6—6．30m，平均層底埋深4．62m，天然地基承載力特征值為150kPa。

④ 第3層粉土；濕，中密，干強(qiáng)度中低，韌性低，層厚2．30—5．00m，平均層底埋深7．96m，天然地基承載力特征值為180kpa。

3）設(shè)計(jì)要求：根據(jù)B01數(shù)據(jù)中心機(jī)房地勘報(bào)告，設(shè)計(jì)院要求以第2層粉土層作為天然地基持力層。由于B01地勢(shì)較低，土方開挖至設(shè)計(jì)基礎(chǔ)底標(biāo)高-2．9m后，達(dá)不到第2層粉土，因此要繼續(xù)開挖，直到進(jìn)入第2層粉土，超挖部分按設(shè)計(jì)要求換填級(jí)配砂石，根據(jù)地基處理方案，換填厚度分別為0．5m、1．5m、2．5m和3．0m，表面為200mm厚三七灰土。詳見(jiàn)圖1：砂石換填深度分布圖

圖1 砂石換填深度分布圖

4）施工單位：鄭州市第一建筑集團(tuán)有限公司。監(jiān)理單位：河南海華工程建設(shè)監(jiān)理公司。

2 監(jiān)理目標(biāo)：

1）砂石換填地基應(yīng)均勻。

2）砂石換填地基應(yīng)密實(shí)，壓實(shí)系數(shù)應(yīng)達(dá)到0．97，地基承載力應(yīng)達(dá)到180kPa。

3 施工準(zhǔn)備階段的監(jiān)理工作

1）審查施工單位的施工方案。

2）審查施工單位測(cè)量人員的資格證書及測(cè)量設(shè)備檢定證書。

3）對(duì)施工平面控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)和臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量及控制樁的保護(hù)措施進(jìn)行復(fù)查。

4）檢查施工單位提供試驗(yàn)室的資質(zhì)等級(jí)和試驗(yàn)范圍。

5）審查施工單位報(bào)送的級(jí)配砂石，選取的碎石、卵石、礫砂、角礫、圓礫、粗砂、中砂或石屑應(yīng)級(jí)配良好，不含植物殘?bào)w、垃圾等雜質(zhì)。

監(jiān)理部與項(xiàng)目部共同考察砂石廠，核查材料儲(chǔ)備、日生產(chǎn)量，材料到施工現(xiàn)場(chǎng)所用時(shí)間；核查砂石廠儲(chǔ)備砂石材料的粒徑及含泥量，對(duì)不符合現(xiàn)場(chǎng)需要的材料要求砂石廠家及時(shí)清理出砂石場(chǎng)地。要求砂石廠按照施工配合比進(jìn)行配料。

6）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定虛鋪厚度，確定22T壓路機(jī)碾壓遍數(shù)為振動(dòng)壓實(shí)4遍、靜壓1遍。

7）按照大面積換填時(shí)對(duì)坑底原土不應(yīng)擾動(dòng)的原則，施工單位制定了合理的換填順序，將出入口設(shè)置在最南邊換填2．5m區(qū)域附近處，3．0m區(qū)域最先換填，北邊0．5m區(qū)域最后換填。

8）壓路機(jī)行車速度對(duì)觸探擊數(shù)和壓實(shí)系數(shù)是否有影響？監(jiān)理要求施工單位在大面積砂石換填之前，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)測(cè)結(jié)果詳見(jiàn)表1。

表1 行車速度與觸探擊數(shù)和壓實(shí)系數(shù)的關(guān)系

表2 輕便動(dòng)力觸探成果

表3 靜載試驗(yàn)各測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降量

表4 靜載超負(fù)荷試驗(yàn)成果表

表5 靜載超負(fù)荷試驗(yàn)點(diǎn)四周表面下30cm觸探擊數(shù)及上表面壓實(shí)系數(shù)測(cè)試成果

從上表可以看出行車速度對(duì)壓實(shí)系數(shù)影響較小，對(duì)輕型動(dòng)力觸探略有影響，速度慢了，觸探擊數(shù)高，所以選擇行車速度為0．7m/min。

9）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

① 運(yùn)輸設(shè)備：一輛中聯(lián)ZD220-3履帶式推土機(jī)、三輛東風(fēng)柳汽霸龍型號(hào)LZ3252M5DA自卸車。

② 碾壓設(shè)備：核查22T振動(dòng)壓路機(jī)技術(shù)參數(shù)，其工作質(zhì)量22000kg、壓輪寬度2130mm、振動(dòng)頻率(低/高)28/33Hz、振幅(高/低) 1．86/0．93mm。

③ 檢測(cè)設(shè)備：200cm3環(huán)刀、輕便動(dòng)力觸探設(shè)備、地基靜載荷試驗(yàn)設(shè)備。

4 砂石換填質(zhì)量的事中控制

1）在大面積的砂石換填過(guò)程中，監(jiān)理人員進(jìn)行全程旁站控制，每次換填厚度不得大于40cm：控制22t的振動(dòng)壓路機(jī)行車速度和碾壓遍數(shù)。

2）在同一換填區(qū)砂石地基底面應(yīng)鋪設(shè)在同一標(biāo)高上，在相鄰深度區(qū)交界處，施工單位將基土面挖成踏步和斜坡形，上下層接槎處的水平距離應(yīng)錯(cuò)開0．5～1．0m，接槎應(yīng)增加1遍碾壓。

3）換填應(yīng)按先深后淺的順序進(jìn)行。

4）鋪筑的砂石應(yīng)級(jí)配均勻。如發(fā)現(xiàn)砂窩或石子成堆現(xiàn)象，應(yīng)將該處砂子或石子挖出，分別填入級(jí)配砂石。

5 質(zhì)量檢測(cè)控制

1）每層壓密實(shí)后進(jìn)行輕型動(dòng)力觸探，監(jiān)理人員核查了輕型動(dòng)力觸探設(shè)備，其錘重10kg，落距50cm，探桿直徑25mm，探頭直徑40mm，錐角60°。首層壓實(shí)后厚度30cm，對(duì)某一測(cè)點(diǎn)監(jiān)理人員記錄向下10cm、20cm、30cm處所得出的觸探擊數(shù)分別為19、43、60。換填第二層完成后，壓實(shí)總厚度為60cm，在同一點(diǎn)上監(jiān)理人員要求將動(dòng)力觸探向下多探20cm，得出首層表面向下10cm、20cm處觸探擊數(shù)分別變化為63、79，由于阻力很大動(dòng)力觸探無(wú)法向下繼續(xù)探測(cè)。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表2、輕便動(dòng)力觸探成果。

從表2數(shù)據(jù)可以看出，砂石換填存在“累積效應(yīng)”，第二層砂石換填完成后，第一層觸探擊數(shù)明顯增大，第一層向下20cm后無(wú)法再向下進(jìn)行觸探，由此得出第二層對(duì)第一層影響深度為累計(jì)向下超過(guò)30cm。在第3層壓實(shí)后，“累積效應(yīng)”還會(huì)使第1層更密實(shí)，遺憾的是實(shí)測(cè)不到有效數(shù)據(jù)；同時(shí)我們也看到“累積效應(yīng)”呈遞減態(tài)勢(shì)，逾深效應(yīng)逾小。

2）每層施工結(jié)束后，監(jiān)理見(jiàn)證施工單位用容積不小于200cm3的環(huán)刀壓入每層2/3的深度即20cm處取樣，測(cè)定干密度，干密度應(yīng)不小于在中密狀態(tài)的干密度值。檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量，每50—100m2檢測(cè)不應(yīng)少于一個(gè)點(diǎn)，壓實(shí)系數(shù)全部≥0．97。

3）當(dāng)最后一層碾壓完成后進(jìn)行靜力荷載試驗(yàn)，每個(gè)區(qū)域分別做3組共12組，每組最大加載量360kpa，試驗(yàn)結(jié)果合格，詳見(jiàn)表3靜載試驗(yàn)各測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降量。

5號(hào)點(diǎn)累計(jì)沉降量9．28mm， 6號(hào)點(diǎn)累計(jì)沉降量5．6 7 m m，差值3．61mm， 5號(hào)點(diǎn)與6號(hào)點(diǎn)距離22m，斜率為0．16%，2號(hào)點(diǎn)累計(jì)沉降量4．57mm，與5號(hào)點(diǎn)差值4．71mm，5號(hào)點(diǎn)與2號(hào)點(diǎn)距離27．5m，斜率為0．17%

監(jiān)理部要求在每個(gè)區(qū)域3組內(nèi)各選擇一組進(jìn)行加載，加載12．5%后試驗(yàn)結(jié)果通過(guò)，繼續(xù)再加載12．5%結(jié)果仍通過(guò)，靜載超負(fù)荷試驗(yàn)成果見(jiàn)表4。

從表4可以看出在相同的荷載作用下，本級(jí)沉降量中2．5m換填深度區(qū)沉降量比1．5m換填深度區(qū)還要小，原因是2．5m換填區(qū)域?yàn)橹饕纳笆\(yùn)輸通道，運(yùn)輸車輛頻繁碾壓，使得該區(qū)域換填的砂石被壓得更密實(shí)；在相同荷載作用下?lián)Q填深度0．5m的本級(jí)沉降量與3．0m的相比，最大沉降差4．96mm，對(duì)基礎(chǔ)不均勻沉降不構(gòu)成威脅；從累計(jì)沉降量看，最大值12．41mm，是比較低的；從表3、表4中可以看出換填3．0m深比0．5m深累計(jì)沉降量要大，說(shuō)明原土要比砂石換填的質(zhì)量好。

4）靜載試驗(yàn)最大加載量達(dá)到360kPa后，在靜載超負(fù)荷試驗(yàn)點(diǎn)位周圍各選4點(diǎn)在砂石換填表面下30cm做輕便動(dòng)力觸探，在上表面做壓實(shí)系數(shù)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表5。

從表5可以看出，砂石換填地基是均勻的，壓實(shí)系數(shù)和地基承載力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

6 砂石換填質(zhì)量監(jiān)理的體會(huì)

1）控制砂石級(jí)配是關(guān)鍵。

2）審定適宜的施工順序，應(yīng)堅(jiān)持先深后淺。

3）檢查控制鋪填厚度及壓路機(jī)碾壓實(shí)遍數(shù)應(yīng)符合施工方案規(guī)定。

4）第一層砂石換填結(jié)束后，一層表面換填的砂石會(huì)向上回彈，當(dāng)?shù)诙訐Q填結(jié)束后，第二層會(huì)阻止第一層向上回彈，使第一層被壓得更密實(shí)。

5）“累積效應(yīng)”可資利用。

在換填準(zhǔn)備階段，碾壓遍數(shù)試驗(yàn)可用第一層頂部的壓實(shí)系數(shù)和觸探擊數(shù)來(lái)確定，可以做到事半功倍的效果。

當(dāng)表面輕便動(dòng)力觸探擊數(shù)達(dá)不到要求時(shí)應(yīng)立即增加壓實(shí)遍數(shù)，直到合格為止。

換填質(zhì)量檢測(cè)（壓實(shí)系數(shù)、觸探擊數(shù)）應(yīng)及時(shí)，兩種檢測(cè)方法同時(shí)使用，判定合格的準(zhǔn)確性更高。

7 監(jiān)理工作改進(jìn)方向：

1）在砂石換填前應(yīng)該對(duì)原地基進(jìn)行輕便動(dòng)力觸探，在第一層砂石換填完成后對(duì)原土層再觸探，觀察原土層變化情況。

2）靜壓一遍應(yīng)當(dāng)做一次觸探，強(qiáng)壓一遍后再測(cè)試一次，然后二者進(jìn)行對(duì)比，可得出二者分別對(duì)壓實(shí)效果影響的大小。

2017-01-10