潘阿偉

(中央儲備糧阿拉善直屬庫有限公司 750300)

1 工程概況

中央儲備糧阿拉善直屬庫有限公司糧食倉儲項目總投資1.36億,項目占地面積93093.84 m2,建設主要內容為糧倉及附屬配套設施。項目建設地點位于阿拉善盟左旗巴潤別立鎮(zhèn)國道307東側,地貌單元為沖洪積地貌,屬溫帶荒漠干旱區(qū)。建設項目見表1。

表1 主要建筑項目情況表

2 地質勘測

2.1 勘測布點

項目建設前期按照設計要求,每棟平房倉縱軸24 m,橫軸120 m,地基進行地質勘測,地勘布點12點,縱軸2點間距12 m,橫軸6點間距20 m?？睖y布點見圖1。

圖1 平房倉地質勘測布點圖

2.2 地基土壤性質

經過地質勘測,平房倉地基由粉土層和卵石層組成,具體土壤性質見表2。由于項目所在地屬于山前沖積扇地貌,場地土成因不連續(xù)。此次勘察的最大間距為24.0 m,沿建筑物布設,沒有形成密集型鉆孔。

表2 地基土壤性質

2.3 平房倉地基勘測剖面圖

從圖2～圖5可以看出,同一倉房南北剖面粉土層與卵石層分布不均勻,不同倉房剖面粉土層與卵石層差異更大?；鶎娱_挖后,發(fā)現卵石層不連續(xù),粉土局部較厚,且地基承載力偏低,不能滿足設計要求,需要做地基處理。地基處理采取級配砂夾石,并且注意下臥層是否滿足承載及變形的要求。

圖2 3號倉北剖面圖

圖3 3號倉南剖面圖

圖4 4號倉北剖面圖

圖5 4號倉南剖面圖

3 設計院對工程地基處理要求

3.1 基坑開挖深度小于2.5 m處理方法

基坑開挖至設計標高時,如未遇到卵石層,應繼續(xù)開挖,開挖至卵石層后換填至設計標高,然后進行基礎施工。不符合要求的土質需全部清理干凈,超挖部分分層換填級配砂石,分層厚度不大于300 mm,其壓實系數不小于0.97,處理后的地基承載力特征值不應小于280 kPa,做法見圖6。

圖6 級配砂石換填示意圖

3.2 基坑開挖深度大于2.5 m處理方法

超挖深度(基礎底標高至卵石層)大于2.5 m仍未見卵石層,應由地勘單位分析該位置本土層及以下土層性質是否與勘察報告相符,必要時采取補勘等措施;當該位置圖層分布與勘察報告一致時,仍屬于粉土層且承載力不小于100 kPa,可采用級配砂石換填至基底設計標高。

3.3 級配砂石換填技術規(guī)范

按照《建筑地基處理技術規(guī)范》JGJ 79-2012施工,材料宜選用碎石、卵石、角礫、圓礫、礫砂、粗砂、中砂或石屑,并應級配良好,不含植物殘體、垃圾等雜質,當使用粉細砂或石粉時,應摻入不少于總重量30%的碎石或卵石;砂石的最大粒徑不宜大于50 mm。

4 級配砂石換填

4.1 級配砂石配合比

根據GB/T 14684-2011《建設用砂》、JGJ 79-2012《建筑地基處理技術規(guī)范》、GB 50202-2018《建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范》等技術規(guī)范,結合當地砂石料供應情況,此次級配砂石配合比采用中粗砂40%;圓礫石20%,粒徑20 mm～50 mm;碎石40%,粒徑20 mm～50 mm。經最終靜載實驗,地基承載力不小于280 kPa,驗證了級配砂石配合比符合設計要求。

4.2 級配砂石換填厚度

持續(xù)粉土層承載力不小于100 kPa,在粉土層上采取級配砂石換填,換填至基底設計標高,換填厚度不小于2.5 m。卵石層承載力不小于280 kPa,在卵石層上采取級配砂石換填,換填至基底設計標高,換填厚度不小于0.6 m。

4.3 級配砂石換填施工要點

級配砂石換填采取分層換填,分層厚度不大于300 mm,用22 t振動碾碾壓密實不少于4遍,夯實后采取環(huán)刀取樣法檢測壓實系數,壓實系數不小于0.97,地基換填完畢采取靜載實驗檢測地基承載力,處理后的地基承載力特征值不應小于280 kPa。

5 級配砂石換填對比分析

5.1 基本情況

4號、5號平房倉建筑面積均為2978.60 m2,占地面積相同,兩棟平房倉相鄰,長邊直線距離17 m,基礎均為鋼筋混凝土獨立基礎,設計基礎持力層都是卵石層,基礎底標高都是-2.6 m。設計指出當基坑開挖至設計標高時,未到卵石層,應繼續(xù)開挖至卵石層后用C20混凝土換填至設計標高。8月15日基坑正式開挖,到8月19日兩棟平房倉基坑均挖至設計基底標高,但兩棟平房倉基底均有大部分區(qū)域是粉土層,而非持力卵石層,經地勘工程師現場確認需繼續(xù)加深開挖至卵石層,4號倉最大加深部位比設計基底深2.5 m,5號倉最大加深部位比設計基底深2.4 m。為加快施工進度并結合現場情況,業(yè)主、設計、勘察、監(jiān)理、施工方協商決定:4號倉地基采用級配砂石換填,5號倉地基按原設計采用C20混凝土換填,兩棟平房倉地基換填同時施工。

5.2 兩棟平房倉地基加深開挖土方工程量和回填工程量

4號倉設計基底標高以下加深開挖土方工程量:4197.41 m3,級配砂石換填工程量:4197.41 m3。5號倉設計基底標高以下加深開挖土方工程量:3256.52 m3,C20混凝土換填工程量:1864.47 m3,土方回填工程量1392.05 m3。

5.3 兩種地基換填在技術、工序上的差別

5.3.1 級配砂石換填 拌合好的級配砂石自卸汽車直接卸入基槽,裝載機在槽內鏟運平鋪,每層300 mm厚,振碾機碾壓密實4遍。壓實系數現場取樣試驗,合格后進行下層鋪壓。換填完畢后,進行靜載試驗。此種換填以機械施工為主,配少許人工進行邊角處理,技術要求不高,工序簡單。

5.3.2 混凝土換填 木工支模,商品混凝土泵送入模,混凝土工進行振搗、抹面,澆筑完畢后隔天木工拆模,人工澆水養(yǎng)護至少7 d。另外,為防止出現大體積混凝土易開裂的弊病,還需分層澆筑。此種換填人工投入比級配砂石換填要多許多,技術要求一般,但工序相對級配砂石換填多一些。

5.4 兩種換填在工期方面的對比

5號倉換填9月1日開始支模,到9月9日混凝土換填完成,9月10日～11日對混凝土周邊回填土,歷時共計11 d。4號倉換填9月2日開始,9月7日完成(中間因材料供應問題停工一天),9月8日～10日地基靜載試驗,歷時共8 d。由以上數據可以看出,大體積地基換填用級配砂石比用混凝土節(jié)省工期近30%。

5.5 兩種換填費用對比情況

5.5.1 級配砂石換填全費用綜合單價:121.02(元/m3),4號倉級配砂石換填總費用:4197.41×121.02=507970.56(元)。

5.5.2 混凝土換填全費用綜合單價:493.959(元/m3),普通回填土全費用綜合單價:14.93(元/m3),5號倉混凝土換填總費用:1864.47×493.95=920954.95(元),5號倉換填混凝土周邊回填土總費用:1392.05×14.94=20783.31(元),5號倉換填總費用合計:920954.95+20783.31=941738.26(元)。平均全費用綜合單價:941738.26/3256.52=289.18(元/m3)。

5.5.3 級配砂石全費用綜合單價121.02(元/m3),混凝土換填平均全費用綜合單價289.18(元/m3),混凝土換填平均全費用綜合單價比級配砂石全費用綜合單價高138.95%。

綜上所述,級配砂石換填相比混凝土換填,工序簡單,以機械作業(yè)為主,輔以少量人工,工期節(jié)省30%,全費用綜合單價節(jié)省138.95%。無論是施工便捷性、施工效率、經濟指標均處于優(yōu)勢地位。