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基礎(chǔ)土方回填施工方法及常見問題的解決
隨著經(jīng)濟快速增長,大跨度結(jié)構(gòu)、高層、超高層建筑物越來越多,提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與增加結(jié)構(gòu)負(fù)荷對基礎(chǔ)穩(wěn)定性要求也越來越高,回填土的施工質(zhì)量與施工工藝也越來越得到重視。
1、回填土施工方法因施工場地、施工機械、特殊施工技術(shù)要求等原因,一般采取人工夯實方法或機械壓實方法。
1.1 人工夯實方法
1)機械壓實不到之處和小面積回填土采取人工夯實辦法。
2)采用蛙式打夯機等小型機具夯實時,一般填土厚度不宜大于625px,每層壓實遍數(shù)3-4遍,打夯之前對填土初步平整,打夯機依次夯打,均勻分布,不留間隙。
3)在打夯機工作不到的地方用人力打夯,虛鋪厚度不大于500px,人力打夯前應(yīng)將填土初步整平,打夯要按一定方向進(jìn)行,一夯壓半夯,夯夯相連,行行相連,兩遍縱橫交,分層夯打。夯實基槽及地坪時,行夯路線應(yīng)由四邊開始,然后夯向中間。
4)回填管溝時,應(yīng)用人工先在管子周圍填土夯實,并從管道兩邊同時進(jìn)行,直至管頂0.5m以上。在不損壞管道的情況下,方可采用機械回填夯實。
1.2 機械壓實方法
1)為保證填土壓實的均勻性及密實度,避免碾輪下陷,提高碾壓效率,在碾壓機械碾壓之前,宜先用輕型推土機推平,低速預(yù)壓4遍-5遍,使平面平實;采用振動平碾壓實碎石土,應(yīng)先靜壓,而后振壓。
2)碾壓機械壓實填方時,應(yīng)控制行駛速度,一般平碾和振動碾不超過2km/h,并要控制壓實遍數(shù)。壓實機械與基礎(chǔ)管道應(yīng)保持一定的距離,防止將基礎(chǔ)、管道壓壞或使之位移。
3)用平碾壓路機進(jìn)行填方壓實,應(yīng)采用“薄填、慢駛、多次”的方法,填土(素土、灰土、碎石土)厚度均不應(yīng)超過25-750px,每層壓實遍數(shù)6遍~8遍,碾壓方向應(yīng)從兩邊逐漸壓向中間,碾輪每次重疊寬度約375px-625px,避免漏壓。運行中碾輪邊距填方邊緣應(yīng)大于500mm,以防發(fā)生溜坡倒角。邊角、邊坡邊緣壓實不到之處,應(yīng)鋪以人力夯實或小型夯實機具配合夯實。壓實密實度除另有規(guī)定外,一般應(yīng)壓至輪子下沉量不超過25px-50px為度。
4)平碾碾壓一層完后,應(yīng)用人工或推土機將表面拉毛,土層表面太干時,應(yīng)灑水濕潤后繼續(xù)回填,以保證上、下層結(jié)合良好。
2、填土壓實方法
大量實驗和工程實踐證明:土基壓實后,路基的塑性變形、滲透系數(shù)、毛細(xì)水作用及隔溫性能均有明顯改善。填土壓實方法有:碾壓法、夯實法及振動碾壓法。
2.1 碾壓法
碾壓法是利用機械滾輪的壓力壓實土壤,使之達(dá)到所需的密實度。碾壓機械有平碾及羊足碾等。平碾(光碾壓路機)是一種以內(nèi)燃機為動力的自行式壓路機,重量6~15t。羊足碾單位面積的壓力比較大,土壤壓實的效果好。羊足碾一般用于碾壓粘性土,不適于砂性土,因在砂土中碾壓時,土的顆粒受到羊足較大的單位壓力后會向四面移動而使土的結(jié)構(gòu)破壞。松土碾壓宜先用輕碾壓實,再用重碾壓實,效果較好。碾壓機械壓實填方時,行駛速度不宜過快,一般平碾不應(yīng)超過2kmPh;羊足碾不應(yīng)超過3kmPh。
2.2 夯實法
夯實法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實土壤,使土體中孔隙被壓縮,土粒排列得更加緊密。夯擊式中除人工使用的石夯、木夯外,機動設(shè)備中有夯錘、夯板、風(fēng)動夯及蛙式夯等。夯實法適用于粘性土、濕陷性黃土、碎石類填土地基的深層加固。
2.3 振動壓實法
振動壓實法是將振動壓實機放在土層表面,在壓實振動作用下,土顆粒發(fā)生相對位移,而達(dá)到緊密狀態(tài)。在正常條件下,對于砂性土的壓實效果,振動式效果較好。
3、影響填土壓實的因素
填土壓實質(zhì)量與許多因素有關(guān),其中主要影響因素為:壓實功、土的含水量以及每層鋪土厚度。
3.1 壓實功的影響
壓實功能(指壓實工具的重量、碾壓次數(shù)或錘落高度、作用時間等)對壓實效果的影響。填土壓實后的干密度與壓實機械在其上施加的功有一定關(guān)系。在開始壓實時,土的干密度急劇增加,待到接近土的最大干密度時,壓實功雖然增加許多,而土的干密度幾乎沒有變化。因此,在實際施工中,不要盲目過多地增加壓實遍數(shù)。
3.2 含水量的影響
在同一壓實功條件下,填土的含水量對壓實質(zhì)量有直接影響。較為干燥的土,由于土顆粒之間的摩阻力較大,因而不易壓實。當(dāng)土具有適當(dāng)含水量時,水起到了潤滑作用,土顆粒間的摩阻力減小,從而易壓實。相比之下,嚴(yán)格控制最佳含水量,要比增加壓實功能收獲大得多。當(dāng)含水量不足,灑水困難時,適當(dāng)增大壓實功能,可以收效,如果土的含水量過大,此時如果增大壓實功能,必將出現(xiàn)/彈簧現(xiàn)象,壓實效果很差,造成返工浪費。所以,土基壓實施工中,控制最佳含水量,是首要關(guān)鍵。各種土的最佳含水量和所獲得的最大干密度,可由擊實試驗取得。
3.3 鋪土厚度的影響
土在壓實功的作用下,壓應(yīng)力隨深度增加逐漸減小,其影響深度與壓實機械、土的性質(zhì)和含水量有關(guān)。鋪土厚度應(yīng)小于壓實機械壓土?xí)r的作用深度,但其中還有最優(yōu)土層厚度問題,鋪得過厚,要壓多遍才能達(dá)到規(guī)定的密實度。鋪得過薄,則也要增加機械的總壓實遍數(shù)。恰當(dāng)?shù)匿佂梁穸饶苁雇练綁簩嵍鴻C械的功耗費最少。 實踐經(jīng)驗證明:土基壓實時,在機具類型、土層厚度及行程遍數(shù)已選定的條件下,壓實操作時宜先輕后重、先慢后快、先邊緣后中間(超高路段等需要時,則宜先低后高)。壓實時,相鄰兩次的輪跡應(yīng)重疊輪寬的1/3,保持壓實均勻,不漏壓,對于壓不到的邊角,應(yīng)鋪以人力或小型機具夯實。壓實過程中,經(jīng)常檢查含水量和密實度,以達(dá)到符合規(guī)定壓實度的要求。
4、常見問題的處理措施
4.1 場地積水
由于場地平整面積過大、填土過深、未分層夯實;場地周圍沒有做排水溝、截水溝等排水設(shè)施,或者排水設(shè)施設(shè)置不合理,排水坡度不滿足要求;場地周圍沒有做排水溝、截水溝等排水設(shè)施,或者排水設(shè)施設(shè)置不合理,排水坡度不滿足要求以及測量誤差超過規(guī)范要求等原因,而導(dǎo)致場地內(nèi)在平整以后出現(xiàn)局部或大面積積水。
其預(yù)防措施為:在施工前結(jié)合當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)情況,合理設(shè)置場地排水坡(要求坑內(nèi)不積水、溝內(nèi)排水暢通)、排水溝等設(shè)施,并盡量與永久性排水設(shè)施相結(jié)合。如果施工期跨雨期的,要做好雨期施工現(xiàn)場排水措施。場地回填土按規(guī)定分層回填夯實,要使土的相對密實度不低于85%。
其對應(yīng)的治理方法為:
(1)明溝排水法;沿場地周圍開挖排水溝,再在溝底設(shè)集水井與其相連,用水泵直接抽走(排水溝和集水井宜布置在施工場地基礎(chǔ)邊凈距0.4m以外,場地的四角或每隔20~40m應(yīng)設(shè)1個集水井)。
(2)深溝排水法。如果場地面積大、排水量大,為減少大量設(shè)置排水溝的復(fù)雜性,可在場地外距基礎(chǔ)邊6~30m開挖1條排水深溝,使場地內(nèi)的積水通過深溝自流入集水井,用水泵排到施工場地以外溝道內(nèi)。
(3)利用工程設(shè)施周圍或內(nèi)部的正式滲排水系統(tǒng)或下水道,將其作為排水設(shè)施,在場地一側(cè)或兩側(cè)設(shè)排水明溝或暗溝,把水流引入滲排水系統(tǒng)或下水道排走,此法較經(jīng)濟。
4.2 填方土出現(xiàn)橡皮土
由于使用了含水量比較大的腐植土以及泥炭土或者粘土、亞粘土等原狀土土料回填。打夯以后,基土發(fā)生顫動、受壓區(qū)四周鼓起形成隆起狀態(tài)(土體體積未變化)、土體長時間不穩(wěn)定。
其對應(yīng)的預(yù)防措施為:
(1)現(xiàn)場鑒別,要求回填土料“手握成團、落地開花”。
(2)回填前,不允許基坑內(nèi)有垃圾、樹根等雜物,清除基坑內(nèi)積水、淤泥。
其對應(yīng)的治理方法:
(1)如果土方量很小,挖掉換土,用2:8或3:7的灰土(雨、冬期不宜用灰土,避免造成灰土水泡、凍脹等事故)、砂石進(jìn)行回填。
(2)如果面積大,用干土、石灰、碎磚等吸水材料填入橡皮土內(nèi)
(3)如果工期不緊,把橡皮土挖出來,晾曬后回填。
4.3 回填土密實度達(dá)不到設(shè)計和規(guī)范要求
填土的場地在荷載作用下,地基引起比較大的變形,地基穩(wěn)定性降低。
其原因包括:
(1)土料含水量太小,影響了夯實(碾壓)的效果,造成夯實(碾壓)不密實;含水量太大,則易形成橡皮土。
(2)土料不符合設(shè)計或施工規(guī)范要求,有機質(zhì)超過規(guī)范要求(大于5%)。
(3)填土過厚,未分層夯實。
(4)機械能力不夠。
其對應(yīng)的預(yù)防措施有:
(1)選擇回填的土料及其性質(zhì)必須符合設(shè)計要求。
(2)填土密實度應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)的要求而定,壓實系數(shù)等于土的控制干密度除以土的最大干密度。
(3)設(shè)計有要求時,要通過現(xiàn)場土工試驗,并且嚴(yán)格進(jìn)行分層回填夯實,加強對土料含水量的控制。
其對應(yīng)的治理方法為:
換土回填;翻出晾曬、風(fēng)干后回填;填入吸水材料;施打擠密樁。