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        廣西沿海某工程填海地基處理效果分析

        2021-10-11 05:51:26
        廣西城鎮(zhèn)建設(shè) 2021年9期
        關(guān)鍵詞:層頂粉細(xì)砂腐蝕性

        □ 江 鵬

        1 ??工程概況

        廣西北海某沿海工業(yè)園總占地面積160.9萬m2,主要擬建建筑物特征及基礎(chǔ)工程結(jié)構(gòu),初步設(shè)計如表1所示。

        表1 A、B、C、D、E、K、L區(qū)擬建建筑物性質(zhì)一覽表

        2 ??地基巖土工程地質(zhì)特征簡介

        2.1 地理位置

        擬建場地位于廣西北海市沿海的北暮鹽田,距北海市區(qū)約40km。

        2.2 氣象條件

        工程地屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,多年平均氣溫22.9℃,極端最高氣溫37.1℃,最低氣溫2℃,每年5—10月為雨季,降水量占全年的83%。多年平均降雨量1548mm,最大降雨量1774.6mm,最小降雨量1160.4mm,蒸發(fā)量1869.6mm,年平均相對濕度81%。夏秋兩季常受臺風(fēng)影響,年影響0~6次,風(fēng)力一般為5~6級,最大17級,臺風(fēng)最大風(fēng)速為60m/s,臺風(fēng)一般伴隨有大雨,當(dāng)碰上大潮時,形成風(fēng)暴潮。

        2.3 地形地貌

        項目擬建場地位于海灘鹽場和潮間淺灘相交地帶,屬海岸地貌,蝦塘深1m~3m,填土厚度3m~8.7m(上部新填土厚度1m~3m,還需要填高2m~5m;下部吹填土?xí)r間3~5年,厚度一般1m~4m)。場地東側(cè)為潮間帶,退潮時為沙灘,漲潮時水深2m~4m。

        2.4 場地巖土層工程地質(zhì)特征

        在勘探深度范圍內(nèi),場地土層自上而下分為10個主層,2個亞層。主要參數(shù)如表2所示。

        表2 主要巖土層巖土設(shè)計參數(shù)建議值一覽表

        ①填土(Q4):土色呈褐、黃褐色,干濕程度為稍濕,土狀松散,主要由中粗砂、黏土顆粒組成,夾少許礫砂。層底標(biāo)高-3.5m~2.6m,層厚3m~8.7m,平均厚度4.3m。

        ②淤泥質(zhì)粗砂(Q4):土色呈灰黑、黑色,土狀松散,干濕程度為稍濕,以石英質(zhì)粗砂為主,中砂次之,次棱角狀,級配差,淤泥含量約10%,有腥臭味。揭露層層頂標(biāo)高-3.5m~2.6m,層厚0.4m~8.4m,平均厚度3m。

        ②1淤泥(Q4):土色呈灰黑、黑色,軟硬度為軟塑,干濕程度為稍濕,淤泥夾生物碎屑,干強度低,韌性差,夾少許粗砂。揭露層頂標(biāo)高-3.8m~1.8m,揭露層厚0.8m~3.3m,平均厚度1.8m。

        ③粗砂(Q4):土色呈黃、褐黃色,土狀松散至稍密,干濕程度為稍濕至濕,以石英質(zhì)粗砂為主,礫砂次之,礫砂粒徑在2mm~3mm,次棱角狀,粗砂次之,級配良好。層頂標(biāo)高-6.3m~1.4m,層厚1m~9.9m,平均厚度3.5m。

        ④黏土(Q1z):土色呈灰白色,飽和,軟硬度在可塑至硬可塑之間。揭露層頂標(biāo)高-11m~1.5m,揭露層厚0.2m~10.9m,平均厚度3.4m。

        ④1粉質(zhì)黏土(Q1z):土色呈淺灰、灰白色,軟硬度在軟塑至可塑之間,干濕程度為濕,刀切面稍粗糙,干強度較低,手搓有細(xì)微砂感,底部夾有粉細(xì)砂。揭露層頂標(biāo)高-12.3m~0.9m,揭露層厚1.1m~6m,平均厚度2.9m。

        ⑤粗砂(Q1z): 土色呈灰、灰白色,密度為稍密至中密,干濕程度為稍濕,以石英質(zhì)粗砂為主,礫砂次之,多呈次棱角狀,含少許粉砂,級配差,黏性土含量約10%~15%。揭露層頂標(biāo)高-13.2m~1.1m,揭露層厚1.3m~16m,平均厚度7.6m。

        ⑥粉質(zhì)黏土(Q1z):土色呈灰白、灰色,軟硬度在軟塑至可塑之間,干濕程度為濕,干強度較低,手搓有細(xì)微砂感,底部夾有較多粉細(xì)砂。揭露層頂標(biāo)高-14.7m~-3m,揭露層厚0.8m~10.2m,平均厚度3.2m。

        ⑦粉細(xì)砂(Q1z):土色呈灰白色,密度為松散~稍密,干濕程度為濕,以石英粉砂、細(xì)砂為主,含黏性土顆粒,手搓有明顯砂感,可塑性低。揭穿后平均厚度22.3m,層頂標(biāo)高-21.7m~-1m。

        ⑧粉質(zhì)黏土(Nn2):土色呈淺黃、淺灰色,軟硬度在軟塑至可塑,干濕程度為濕,干強度較低,手搓有細(xì)微砂感,底部夾有粉細(xì)砂。該層局部有分布,層頂標(biāo)高-18.8m,厚度2.1m。

        ⑨粉細(xì)砂(Nn2):土色呈黃、土黃色,密度為稍密,干濕程度為濕,石英粉砂、細(xì)砂為主,含黏性土顆粒,手搓有明顯砂感,可塑性低。該層局部有分布,厚度20.2m,層頂標(biāo)高-20.9m。

        ⑩泥巖(Nn1):土色呈墨綠、灰綠色,軟硬度在可塑至硬塑,干濕程度為濕,以黏性土顆粒為主,刀切面光滑,干強度高,全風(fēng)化。揭露層頂標(biāo)高-41.1m~-35.4m。

        2.5 地下水特征

        潛水主要賦存于③粗砂、⑤粗砂層中,屬孔隙潛水類型,主要靠大氣降雨及海水補給,與海水水力聯(lián)系密切,潛水穩(wěn)定水位埋深3m~5m(標(biāo)高0.2m~2.1m);承壓水主要賦存于⑤粗砂、⑦粉細(xì)砂層中,穩(wěn)定水頭埋深3.1m~5.1m(標(biāo)高0.1m~2.1m),含水層頂板為④黏土層,厚度0m~10.9m,潛水位和承壓水位年變幅1m~2m。

        2.6 地下水對建筑材料的腐蝕性

        本場地屬濕潤區(qū),含水層主要為強透水土層,局部為中等透水土層,場地環(huán)境類型判別為Ⅱ類。潛水、承壓水均對混凝土結(jié)構(gòu)具強腐蝕性,對干濕交替環(huán)境下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具強腐蝕性,對長期浸水環(huán)境下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

        2.7 土對建筑材料的腐蝕性

        填土對混凝土結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性,對混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性,對鋼結(jié)構(gòu)具有中腐蝕性。

        3 ??快速解決巖土工程地質(zhì)問題

        由于業(yè)主工期規(guī)劃很短,剛填完場地就需要開展工程建設(shè),因此需要快速解決新填土的填料來源,以最經(jīng)濟可行的技術(shù)解決新填土的沉陷和固結(jié)問題,并滿足堆場和一般倉儲建筑物地基承載力要求等問題。

        4 ??強夯試驗

        4.1 試驗的目的和任務(wù)

        經(jīng)勘察、設(shè)計、業(yè)主、施工等多單位工程技術(shù)人員研究,參考有關(guān)經(jīng)驗[1-2],對地基的處理決定采取強夯方法,使用當(dāng)?shù)厍鹆晖馏w做新填料,選擇有代表性填海地段開展強夯試驗,以此研究強夯方法及其加固有效深度、強夯后地基變形和地基土承載能力,為大面積應(yīng)用強夯處理填海地基提供經(jīng)驗。

        4.2 夯點布置方案及施工方法

        根據(jù)實際情況,在填土較厚的地方選擇一塊20m×20m的正方形場地作為強夯區(qū),夯點以6m×6m梅花形布置如圖1所示,夯錘和提升高度應(yīng)根據(jù)夯擊能量確定。強夯施工如下:

        圖1 夯點布置圖

        (1)夯擊點位置可采用梅花形,布點方式為6m×6m梅花形布點,一遍施工完成。

        (2)點夯遍數(shù)為2遍,每個夯點暫定夯擊3~4擊,點夯單擊夯擊能為3000kN·m。

        (3)滿夯遍數(shù)為1遍,滿夯夯擊能為1000kN·m,如圖2所示。

        圖2 強夯施工示意圖

        4.3 強夯試驗效果分析

        根據(jù)填土強夯前后分別取樣進行的室內(nèi)試驗結(jié)果,并按取樣深度分組統(tǒng)計數(shù)據(jù),然后根據(jù)前面擊實試驗的結(jié)果計算填土的壓實度。如表3所示。

        表3中的數(shù)據(jù)表明,使用強夯方法對填土地基的處理有明顯的效果,最直接的體現(xiàn)就是填土干密度的增大,但是不同深度內(nèi)填土干密度的增大幅度也不相同,這說明強夯加固效果隨著填土深度的增加不斷減小,最后一定存在一個有效加固的深度,使用強夯法對超過這一深度的土層沒有加固效果,具體有效加固深度,可以通過以下填土強夯前后輕型動力觸探擊數(shù)的對比得到。

        表3 填土強夯前后干密度對比結(jié)果

        表4對現(xiàn)場原位試驗數(shù)據(jù)按土層和深度統(tǒng)計取平均值。根據(jù)動探擊數(shù)可以確定夯前填土地基承載力特征值約為80kPa,夯后填土地基的承載力特征值約為120kPa,填土地基承載能力提升明顯。通過對比還可以看到隨著土層深度的增加,夯后填土動探擊數(shù)相較于較夯前,提升幅度也越來越小,跟干密度變化規(guī)律一致,再一次證明強夯加固效果會隨深度的增加而減弱,證明在這種擊實能量下,鐵山港填土強夯加固有效深度為6m。

        表4 填土強夯前后輕型動力觸探擊數(shù)對比

        5 ??結(jié)論

        一是北海某沿海濱海地基用沖積平原土丘土作填料,采用強夯加固地基,有效深度約6m,壓實填土地基承載力特征值約為120kPa,效果比較明顯,對于新填土地區(qū),能消除其沉陷。二是加固后天然地基可做1—3層且沉降要求不高的低層建筑物天然地基基礎(chǔ)持力層及普通堆場。三是該工程已建成投產(chǎn)近兩年,目前沒有發(fā)生異常情況,說明該方法適用于該地區(qū)填海地基處理,且社會效益和經(jīng)濟效益均比較理想,可供類似工程地基處理借鑒。

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