组合锤法在山区填土地基处理工程中的应用

随着城市化进程的加快，城市规模不断发展壮大，城市建设工程也在不断增加。为了满足城市建设用地的需求，在许多山区城市采取了“平山造地”的方式。由于山区地形起伏较大，在“平山造地”后不可避免会出现大面积填土，而且填土厚度不均，少则数米，多则数十米。普通强夯法处理填土地基的有效深度大约在10m以内，无法处理10m以上的深厚填土。

组合锤法地基处理技术被称为第三代强夯 （置换）法，它是在普通强夯（置换）法即第一代强夯（置换）法和新型柱锤强夯（置换）法即第二代强夯（置换）法的基础上进行改进创新发展而来的。它是指先用柱锤对地基土不断冲击形成一定深度的夯坑或达到停锤标准后，用原场地土或建筑废骨料、工业废渣、砂土、砾石、碎石、块石、素混凝土、水泥土等材料进行回填，然后再依次用中锤、扁锤夯实土体，使之形成上大下小的挤密或置换加强墩体的地基处理方法[1]。组合锤法地基处理技术不仅具有适用土的类型广泛、地基处理加固效果明显、施工机械及工序简单、施工工期短、地基处理工程造价低等特点，同时它还弥补了普通强夯法和强夯置换法无法处理深层土层的缺陷，尤其适用于处理山区“平山造地”而形成的深厚填土地基。除此之外，组合锤法地基处理技术还具有因地制宜、节能环保等多项优点。[2-5]

1 工程及地质概况

1.1 工程概况

工程位于福建省龙岩市某工业园区，为一新建过硫酸盐系列产品生产线项目，总用地面积为47556 m2。厂区内主要建筑物结构类型为框架结构，建筑层数多为单层，部分建筑物建筑层数为2～4层，建筑高度在8.5～13.5 m之间；多数建（构）筑物为钢筋混凝土结构，部分为钢混凝土组合结构、钢结构或砌体结构；基础形式以浅基础为主，含独立基础和筏形基础，部分单柱荷载较大的生产车间采用预应力高强混凝土管桩；建筑物均无地下室，场地高程约为640.0 m。

1.2 工程地质

拟建场地经过开挖回填，原始地形已改变，场地整平后形成了3.20～22.95 m的填土。北侧已回填形成高度约20.00 m的高填土边坡。根据勘察钻孔揭露，场地大部分地段表层为素填土①，上部为第四系坡积（Qdl）和第四系冲洪积（Qal+pl）的粉质粘土③、泥质粉砂④、圆砾⑤，中部为第四系残积砂质粘性土中风化花岗岩⑨)（图1）。

  

图1 工程地质剖面

1.3 设计对地基处理的要求

设计对地基处理后应达到的承载力及压缩模量的要求如表1所示。

 

表1 设计对地基处理后的要求

  

地基承载力特征值/（fak/kPa）200 180 150 120 90序号压缩模量/MPa 1 2 3 4 5土层深度/m 0～2.5 2.5～5.0 5.0～7.5 7.5～10.0＞10.0 8 6 4 4 4

2 组合锤法施工参数

2.1 夯锤和落距的选择

(2)FeCl2 溶液中Cl-、Fe2+、OH-等离子都可能在阳极上被氧化,若在该条件下(x≥a)Cl-放电最强,就可能只是Cl-放电生成Cl2,生成的Cl2再将Fe2+氧化。反应的方程式为:2Cl--2 e-==Cl2,2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-

本工程大部分区域素填土厚度在10～23 m之间，素填土主要由花岗岩残积土或全风化花岗岩经挖方扰动堆填而成，堆填时间约2 a。因素填土中含砂砾和碎石成分，因此深层填土在上部土体自重荷载作用下有一定的压实作用，已具有一定的强度和密实度。综合考虑施工成本及现有机械设备条件等各方面的因素，最终选定组合锤法地基处理所采用的夯锤(如表2所示)。

2.2 夯点的布置

影响主要包括两个方面，一是准确度，主要指空间精度、时间精度和专题性精度。以空间精度为例，其空间特性如何正确度量，应该以空间维度作为衡量标准，如何确定标准，目前存在一定争议。二是精确度，分为空间分辨率和细度。空间分辨率的有效应用，能够对地面物体进行准确分辨，其定义也可以通过地图比例中所明确的最小比例值来加以显示。精准度存在问题，则会直接对数据库具体应用项目是否适用产生一定影响，需要保证分辨率充分满足数据细节使用需要。

教师出示周杰伦的《稻香》中的几句歌词“所谓的那快乐，赤脚在田里追蜻蜓，追到累了，偷摘水果被蜜蜂给， 叮到怕了，谁在偷笑呢，我靠着稻草人，吹着风，唱着歌，睡着了”。这几句歌词简洁明了地展现了童年生活的快乐与美好，但似乎与我们学生的实际生活不贴合，这时就引导学生，根据这几句歌词，联系实际，将歌词中的童年生活化为己用。

  

图2 夯点布置图

 

表2 组合锤选用表

  

（注：单击夯击能=夯锤重×落距；静压力值=锤重/锤底面积；动压当量=单击夯击能/夯锤底面积）

 

名称柱锤中锤扁锤锤重/t 19.46 23.35 17.30锤径/mm 1 230 2 330 2 600锤高/mm 2 250 1 250 490落距/m 12.9 12.7 6.0单击夯击能/（kN·m）2 500 3 000 1 000静压力值/kPa 160 60 32动压当量/（kJ/m2）2 100 700 180

2.3 停锤标准

病例组在治疗前盆膈裂孔的面积大于对照组，肛提肌厚度小于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05)。训练冶疗6-12次后，盆膈裂孔面积逐渐变小，左右肛提肌厚度逐渐增厚，差异均有统计学意义（P＜0.05)(表 1)。

3 地基处理效果分析

3.1组合锤法处理地基的检测

3.1.2 浅层平板载荷试验

各检测点的浅层平板载荷试验结果如表3所示。地基处理前，各试验点的地基承载力特征值为80 kPa，地基处理后各试验点的地基承载力特征值均可达到200 kPa，比地基处理前提高了一倍以上(表3)。

本工程所选取7个试验点地基处理前及地基处理后重型圆锥动力触探的平均击数如图3所示。由图3可见，地基处理后各试验点的平均击数由3击提高到10击以上，各试验点的地基承载力均得到了显著提高。对7个试验点不同深度土层的平均击数进行统计(如图4所示)，地基处理前各深度土层重型圆锥动力触探的平均击数均为3～4击，地基处理后0～10 m深的土层平均击数随土层的加深而减少，而10～21 m深的土层平均击数随土层的加深而逐步增加。根据以往的工程实践经验与理论分析，组合锤法地基处理对土层的加固效果应随土层的加深而减弱，而由图4可知10～21 m深的土层加固效果却随深度的加深而增强。其原因为两方面：其一是填土成分不同，上部填土为以粉粘砾为主的残积砾质花岗岩或全风化砂土状，而深层填土为砂土状强风化花岗岩。其二是上部填土自重荷载作用下对深层填土的压实作用，土层越深，这种压实作用越明显；加之地基处理前后检测的时间间隔1 a，上部填土对深层填土产生一定的压实作用。

本工程组合锤法地基处理夯点采用3.6 m的等腰三角形布置，如图2所示。最后一遍扁锤夯击需对整个地基处理区域进行满夯，满夯时应有1/4的锤印搭接。

  

图3 各试验点地基处理前后平均击数对比

  

图4 地基处理前后各深度土层平均击数对比图

组合锤法处理的地基采用载荷试验进行承载力检测。组合锤法处理的地基的承载力与密实度随深度的变化情况，可根据土的类别采用圆锥动力触探试验、静力触探试验、标准贯入试验、钻芯或瑞利波试验等方法进行检测。本工程地基处理后采用浅层平板载荷试验和重型圆锥动力触探试验进行检测，同时选择了7个试验点对地基处理前后的平均击数和地基承载力进行对比，各试验点处的填土厚度均为20 m左右。

3.1.1 重型动力触探试

 

表3 各检测点浅层平板载荷试验结果表

  

试验点编号1 2 3 4 5 6 7最大试验荷载/kPa 400 400 400 400 400 400 400最大试验荷载作用下的沉降/mm 25.81 21.43 22.16 20.59 20.94 25.81 18.60残余变形/mm 5.73 6.46 6.09 4.94 4.94 5.73 3.50试验点地基承载力特征值/kPa 200 200 200 200 200 200 200

3.2 加固效果评价

根据重型圆锥动力触探和浅层平板载荷试验的检测结果，考虑到影响重型圆锥动力触探试验的多种因素、素填土的堆填年限、素填土的均匀性及工程的安全性，结合本地区类似场地地基处理的工程经验，综合评定本场地填土层经组合锤法地基处理后，各土层地基承载力特征值均取200 kPa，各土层压缩模量均取8.5 MPa。

泥巴早在学校的时候就爱上到处溜达的左小龙，她都能分辨自己喜欢的男人的摩托车声和一般阿猫阿狗的摩托车声有什么区别，哪怕他们开的是同一款车。在泥巴看来，这引擎声都是性感的。泥巴在学校的时候最喜欢在五楼的阳台上观望前方，前面就是一个溜冰场，左小龙在那个时候喜欢溜冰——可能他觉得，溜冰至少比跑步快，所以，溜冰也是男人力量的延伸。但是泥巴还是喜欢他的白色摩托车。当时所有人的摩托车不是红的就是黑的，唯独左小龙的摩托车是白的。

本工程组合锤法施工的停锤标准应同时满足下列规定：（1）夯坑周围地面不应有大于100 mm的隆起；（2）不因夯坑过深而发生提锤困难；（3）每道工序除夯坑不宜过深外，尚应满足柱锤点夯最后两击平均夯沉量小于240 mm、中锤和扁锤最后两击平均夯沉量小于120 mm[1]。

4 结论

本工程设计要求填土地基处理后承载力特征值达到 200～90 kPa，压缩模量达到 8～4 MPa。由检测结果可见，本场地素填土地基经组合锤法地基处理后，各土层地基承载力特征值均可达到200 kPa，各土层压缩模量也可达到8.5 MPa，满足设计要求。且本工程的填土地基经组合锤法处理后，上部建（构）筑物均已完工并投入使用，在施工及使用过程中，各沉降观测点的沉降观测均正常。综上所述，组合锤法不但能处理浅层（0～7.5 m）和中层（7.5～15.0 m）填土地基，而且能够有效地处理深层（约15.0～20.0 m）填土地基，使之满足设计对地基的承载力和压缩模量等方面的要求，较好地弥补了普通强夯法无法处理深层填土的缺陷，扩大了组合锤法的应用范围。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.组合锤法地基处理技术规程JGJ/T290-2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]李大浪，蔡飞，刘献刚，等.组合锤法在填谷造地的地基处理中的应用[J].有色冶金设计与研究，2014（2）：37-39.

[3]邱尚贤.组合锤法地基处理技术在福建棉花滩水电站防汛及备品仓库地基工程的应用[J].山东工业技术，2015（10）：101-102.

4.以学术英语为导向，设计具有逻辑风格的英语课程。教师作为课堂设计的主导者，需要具备为课程设计的能力，以此启发学生进行思考。学术英语课堂不再是教师单纯对知识点讲解，更需要通过引导者的身份来指引学生进行学习。教学实践中，我们应从话语主题或背景出发，注重内容意义、写作目的、运用意境等多角度，让学生自发产生疑问，教师通过富有逻辑地讲解和分析让学生对所质疑的事物有一种顿悟的感觉，最终实现围绕其论证的理解、分析与评估等批判性思维方法和策略训练学生提出和解决问题的能力，促进学生批判性思维能力的培养。

[4]熊信福，聂吉利，刘献刚，等.柱锤强夯置换基坑支护技术在软土基坑施工中的应用[J].施工技术，2016（16）：115-117.

[5]刘献江，乐平.组合锤法地基处理技术的加固机理研究[C]//河南省土木建筑学会.第五届中国中西部地区土木建筑学术年会论文集，2015：327-336.