摘要：根據(jù)強夯法對礦山廢石回填區(qū)進行處理，使其作為建筑物持力層的工程實例，利用檢測數(shù)據(jù)對L.Menard公式和BILLAM公式中的數(shù)據(jù)值進行了驗算及討論，根據(jù)震動波的壓密理論，對影響礦山廢石填方有效加固的深度的因素進行了分析。本文就試舉廣西南丹大廠礦區(qū)的地基持力層處理的例子作簡單論述。

　　關(guān)鍵字：地基持力層;處理;應(yīng)用

　　Abstract: according to the dynamic compaction method for mine backfilling area to waste stone processing, make its used as building engineering examples, using test data to L.M enard formula and the data in value BILLAM formula in the paper.how and discussion, according to the seismic waves pressure close theory, the impact of mining waste rock fill the depth of the reinforcement of the effective factors were analyzed. This paper will describe guangxi south Dan the foundations of the mining giant, include the treatment of simple example this paper.

　　Key words: include the foundation; Processing; application

　　基于土質(zhì)地基的不同情況，其適宜使用的強夯加固機理以及相關(guān)參數(shù)也有其不同之處。本文通過探究廣西南丹大廠礦區(qū)填土地基處理過程中，強夯法的加固原理以及施工工藝，合理的分析地基處理的強夯法重要要點以及加固效果，并針對強夯法應(yīng)用處理的具體情況，合理試夯場地應(yīng)用效果，為進一步發(fā)展強夯法提供參考性依據(jù)。

　　一、概述

　　在1970年法國人L.Menard(梅納)首先提出強夯法處理地基法。我國于1978年開始引進強夯技術(shù)加固松軟地基，在處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土和粘性、濕陷性黃土、素填土、雜填土等地基持力層的方面，也已經(jīng)取得顯著成效和相關(guān)經(jīng)驗。但是用于處理礦山開采時排棄的廢礦塊石、剝離的圍巖、尾礦等回填區(qū)作為建筑物持力層的實際案例較少。在我國當(dāng)前實行的規(guī)范中，采用強夯法處理礦山廢石填方的有效加固深度尚未給出相關(guān)參考數(shù)據(jù)。在設(shè)計或施工時通常采用L.Menard和BILLAM公式計算有效加固深度。但在L.Menard的公式中的修正系數(shù)ɑ，只有處理碎石土和砂土的相關(guān)參數(shù)，且ɑ數(shù)值區(qū)間為0.6至0.39，在BILLAM公式中的折減系數(shù)K的數(shù)據(jù)區(qū)間為0.10到0.16，顯然ɑ、K值之間區(qū)間均過大，造成在確定強夯參數(shù)時選取ɑ、K值出現(xiàn)困難。根據(jù)廣西南丹大廠礦區(qū)的地基持力層工程中，通過強夯法處理礦山廢石回填區(qū)作為地基持力層的工程項目實例，運用檢測數(shù)值對L.Menard公式和BILLAM公式中的ɑ、K值進行了計算和認證，根據(jù)震動波壓密理論，對影響礦山廢石填方有效加固深度的因素進行了分析。

　　二、強夯法介紹

　　(一)強夯法的優(yōu)點

　　1、利于環(huán)保。強夯法在施工中不僅產(chǎn)生排污等情況，還能有效利用煤礦廢棄物，減小了對地表環(huán)境的污染。

　　2、節(jié)約用地。礦區(qū)經(jīng)過多年開采，產(chǎn)生了大量的廢棄石。這些廢棄石不僅污染環(huán)境，還占用了大量珍貴的耕地。有效地利用廢棄石，可以合理減少對耕地的占用。

　　3、造價低。不僅利用了煤礦廢棄物，而且所用加固設(shè)備比較簡單，成本費用相對較低。根據(jù)以前經(jīng)驗，采用強夯法加固地基，造價比非常合理。

　　4、社會綜合效益好。有些礦區(qū)廢棄石長期堆放會發(fā)生自燃，不僅存在著火災(zāi)隱患，還會產(chǎn)生一些有毒氣體，從而影響環(huán)境，帶來一系列社會問題。有效利用，可以減小負面影響。

　　(二)加固原理及施工技術(shù)參數(shù)

　　針對較大差別的各類地基土性質(zhì)，強夯施工過程中，強夯加固理論通過較難與各類土質(zhì)相符合。對此，立足建筑工程實際，依據(jù)施工參考資料進行技術(shù)參數(shù)

　　的初步選定工作，驗證試夯結(jié)果可現(xiàn)場進行，并適當(dāng)及時修正，進而真正落實符

　　合場地土質(zhì)要求的施工參數(shù)目標(biāo)。同時，強夯施工的參數(shù)主要包含有：有效加固

　　深度、夯擊能、夯點間距、夯擊次數(shù)、時間間隔、設(shè)置夯點以及施工范圍等各個

　　方面。

　　綜合考慮地基強夯之后的具體承載力要求以及場地的土質(zhì)條件、試夯結(jié)果。同時，多方案對比試夯可盡量減少，而重視試夯方案：施工參數(shù)需基于場地的地質(zhì)條件及技術(shù)水平進行合理確定，以此參數(shù)進行試夯工作，符合設(shè)計及規(guī)范需求指標(biāo)，進而作為進一步施工的參考依據(jù)。各項參數(shù)具體是敘述有以下幾點：

　　1、有效加固深度。

　　2、夯擊能。

　　3、夯點間距、夯擊次數(shù)以及起夯面。夯點布置：正三角形布置，間距4.5m。施工時隔行分兩遍強夯，第一遍夯未填充部分，第二遍夯填充部分。夯擊次數(shù)預(yù)

　　估為8次~10 次。實際夯擊次數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場單點試夯按以下兩條原則確定：(1)最后兩擊的平均夯沉量小于50mm;(2)夯坑周圍地面不致產(chǎn)生過大的隆起。起夯面：本工程在強夯前進行場地平整，試夯時，可初估夯沉量為0.5m 左右。

　　4、時間間隔。夯擊次數(shù)間，需設(shè)定一定的時間間隔，便于孔隙水間壓力的有

　　效消散。本工程處理深度范圍內(nèi)為雜填土、素填土以及粉土，具有良好的滲透性;

　　故采用連續(xù)夯擊。

　　5、加固范圍。基于應(yīng)力擴散的基礎(chǔ)性作用，工程基礎(chǔ)范圍需小于強夯處理范

　　圍，通常基礎(chǔ)外緣寬度超出的可定為1/ 2~2/ 3 的處理深度，但不可小于3m。

　　(三)可行性分析

　　根據(jù)以前的成功經(jīng)驗，強夯法用于碎石地基加固較為合適，因為夯錘落下時產(chǎn)生的巨大沖擊能可以將地層中的大塊碎石震碎，從而使地層中存在的空隙變小，土層變得均勻密實。從場地實際情況看，上覆土的物理力學(xué)性能與碎石土非常接近，因此采用強夯方案比較合理。

　　(四)現(xiàn)場實驗

　　為取得最佳的強夯參數(shù)，施工前在現(xiàn)場進行單點試驗。試驗?zāi)康氖谴_定最佳夯擊次數(shù)與獲得最佳夯擊能。根據(jù)現(xiàn)場試驗實測數(shù)據(jù)繪出的夯沉量與夯擊次數(shù)關(guān)系曲線可以看出，夯擊超過10次后，地基沉降已不再明顯，加固效果接近最優(yōu)。從中可以看出，在同一總夯擊能下，夯沉量隨單擊夯擊能的增大而增大。因此，在可能的情況下，應(yīng)盡量增大單擊夯擊能，以提高地基加固效果。夯擊后發(fā)現(xiàn)，夯擊點附近地面出現(xiàn)了裂縫，裂縫波及范圍約1米左右;由此可以推知，夯擊點間距為3米左右時，強夯擠密效果較好。

　　(五)方案設(shè)計

　　根據(jù)強夯試驗結(jié)果，結(jié)合理論計算進行強夯方案設(shè)計。

　　(1)施工設(shè)備

　　按照現(xiàn)場實際情況來設(shè)置施工設(shè)備的配置。

　　(2)施工工藝

　　夯擊進程為間二平一，即隔一砸一，以保證了擠密效果，分三遍夯擊。首先標(biāo)出夯擊點的位置，第一遍每個夯擊點連續(xù)夯擊九次，落距為17米，然后平整場地，標(biāo)出第二遍要夯擊的位置點。第二遍每個夯擊點仍夯九次，落距仍然不變，夯完后再次平整場地。第三遍為平拍過程，每個夯擊點夯三次，落距為七米。由于場地內(nèi)地下水位位于雜填土底部，不需要考慮孔隙水壓力消散因素對夯擊時間的限制。因此，設(shè)計要求連續(xù)夯擊。

　　(3)加固范圍

　　由于基礎(chǔ)壓力的擴散作用，強夯加固范圍要求大于建筑物基礎(chǔ)范圍。根據(jù)以往經(jīng)驗，結(jié)合本工程項目特點，確定每邊加固超出基礎(chǔ)外緣的寬度為加固深度的二分之一左右。

　　(六)強夯效果檢測

　　強夯效果檢測是在強夯施工結(jié)束后進行的。從宏觀上看，夯實后的石土結(jié)構(gòu)緊密，用鎬開挖基槽很困難，石粒徑比夯實前小而均勻。由于礦區(qū)地基強夯加固還沒有成熟的經(jīng)驗可以借鑒，為確保工程安全和取得較客觀的參數(shù)，進行了載荷試驗。在場地中選取4個點做載荷試驗。堆砌加載到400kPa后，各組曲線未出現(xiàn)較明顯的拐點，而繼續(xù)加載又存在困難，因此決定采用相對沉降法確定地基承載力。當(dāng)沉降比達到一定規(guī)范范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)時，對應(yīng)的壓力即為承載力特征值。根據(jù)試驗結(jié)果，確定礦區(qū)地基承載力特征值滿足設(shè)計要求。

　　(七)強夯法施工質(zhì)量驗證

　　1、檢驗內(nèi)容。包括施工過程中的質(zhì)量監(jiān)測及夯后地基的質(zhì)量檢驗，其中前者

　　尤其重要。若不符合設(shè)計要求，應(yīng)補夯或采取其他有效措施。

　　2、檢驗時間。經(jīng)強夯處理的地基，強度是隨著時間的增長逐步恢復(fù)和提高的，

　　因此強夯結(jié)束后，應(yīng)間隔一定時間再檢驗。針對本工程的土層特點，強度增長較

　　快，可在夯完后2~3周后檢測。

　　3、檢驗方法。本工程依據(jù)土質(zhì)實際進行選擇平板載荷法檢驗來表明夯實效

　　果。

　　4、地基靜載荷試驗。

　　(1)試驗組數(shù)。本工程取5組載荷試驗。

　　(2)試驗要點。以設(shè)計承載力的2 倍作為加載極限荷載( 520kPa)，分為10 級，

　　以便于操作，每級加載量均換算為壓力表讀數(shù)。試驗采用快速加載方法，荷載加

　　到設(shè)計承載力的2 倍或出現(xiàn)破壞為止;每級加載后，每隔10min 記錄百分表值

　　一次，每級加載時間為30min;繪制P—S 荷載位移曲線，結(jié)合破壞情況確定基

　　本承載力

　　三、實例

　　廣西南丹大廠礦區(qū)的地基持力層工程項目，在該工程項目處理后能建設(shè)職工廉租房。

　　(一)場地狀況

　　礦區(qū)地面高程在400米至800米左右。有部分地基堆積層面在645米左右，往下是約7米厚的回填礦廢砂層。

　　(二)設(shè)計要求

　　采用此方法處理上述這種實地情況的工作，除了應(yīng)該滿足當(dāng)前實際的相關(guān)規(guī)范外，還應(yīng)該滿足：

　　1、地基變形情況應(yīng)滿足規(guī)范GB50007-2002的要求;

　　2、地基承載力的特征值大于等于20kN/m2;

　　3、有效的加固深度應(yīng)在10到12米。

　　(三)單擊夯擊能

　　為了保證場地密實性，按有效加固深來選擇單擊夯擊能。

　　四、影響ɑ、K值因素分析

　　根據(jù)震動波壓密的理論，在強夯法操作時，重錘自高空落下，產(chǎn)生強大的震動能力作用于目標(biāo)地基上，此時，動能會轉(zhuǎn)化為波能，從震源向深度擴散，能量釋放于一定范圍的地基持力層中，使場地得到程度不一的加固。與碎石土、砂土作比較，礦山廢石填方同時也存在兩點不利于地基加固的因素：首先是由于礦山廢石填方是屬于礦山開采或剝離時自然堆棄的，沒有任何壓實的操作過程，級配非常差，其中有著大量的間隙，震動源發(fā)出的能量因為介質(zhì)的移動性而被吸收和減少，使得波能擴散的范圍縮小;其次在礦山廢石中填方中有大量的石塊存在，當(dāng)震動波傳至塊石后，其本身放大了能量波的傳播面，使震動波的強度降低。因此，使有效加固深度變小，即ɑ、K值相應(yīng)減小。

　　地基填土處理過程中，需綜合考慮當(dāng)?shù)毓こ痰牡刭|(zhì)條件，關(guān)注工程建筑的沉

　　降量，同時，控制好相對沉降量是設(shè)計工程的關(guān)鍵所在。通常情況下，由于機械

　　鉆進樁基的難易程度以及混凝土、漏漿等情況造成的樁缺陷情況，較難實施樁基

　　工程。

　　建立于地基承載力在建筑工程施工中的需求指標(biāo)以及規(guī)范的基礎(chǔ)上，經(jīng)過相

　　關(guān)負責(zé)部門嚴(yán)格論證、研究，合理轉(zhuǎn)變以往的樁基礎(chǔ)設(shè)計為強夯加固處理場地的挖掘以及填土環(huán)節(jié)。

　　結(jié) 語：建筑物使用至今，實踐表明，采用強夯法加固礦區(qū)地基非常有效，可以大大提高礦區(qū)地基的承載力，降低地基土的孔隙率。這種地基處理方法設(shè)施簡單、工期短、成本低，不僅對環(huán)保有利，節(jié)約了耕地，還能夠廢物利用，經(jīng)濟和社會效益明顯，在礦區(qū)地基處理工程中具有很大的推廣應(yīng)用價值。

　　當(dāng)前，國內(nèi)建筑地基土類型中，應(yīng)用相對廣泛的為強夯法，且具有顯著的處

　　理效果。同時，基于土質(zhì)地基的不同情況，其適用的強夯加固機理以及相關(guān)參數(shù)

　　也有其不同之處。本文通過具體工程實例全面分析了填土地基中應(yīng)用強夯法處理

　　措施的具體情況，合理試夯了場地應(yīng)用效果，為進一步探究強夯法提供了重要參

　　考依據(jù)。

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