砂石换填检测方案.docx
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砂石换填检测方案
红庙子污水厂二期扩建工程
地基基础砂石换填检测方案
编号：
版本：
受控号：
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编制：
复核：
审核：
批准：
有效状态：
中铁上海局集团市政工程有限公司
O一六年九月四号
3
概
内
、工
程
、
3
实验目
的
及
7
3-1.
试验目
的
及
内
况
容
3-2.
3-3.
3-4.
3-5.
其他
注意
事
项
10
四、
压实
度实验
方
案
10
4-1.
挖
坑灌
砂
法
10
4-2.
环
刀
法
19
28
六
K30
、
地
..29
基
系
数
七、
砂
石
级
配
的
配
合
比
31
八、
动
力
触
探
试
验
方
案
32
7-1.
试
验
目
的
及
内
容
34
7-2.
设
备
35
7-3.
点
试
验
方
法
与
要
35
7-4.
资
料
整
理
35
九、
检
测
任
务
量
统
计
34十、设备配备统计
37
一、编制依据
1、北方时代建筑勘察设计研究相关勘察资料；
2、行业现行有关技术规范、规程及标准；
3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
4、《地基与基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
5、《建筑结构荷载规范》GB50009-20156、《建筑地基基础工程施工规范（正式版）》GB51004－2015
7、《建筑地基检测技术规范》JGJ340-20158、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012
二、工程概况
1.建筑物名称：
赤峰市红庙子污水处理二期扩建工程
2.建、构筑物层数及高度：
详见附表
3.厂区室外地坪±0.000地面相当于绝对标高约526.50，室内±0.000地面相当于绝对标高约526.80。
4.建筑物类别、耐火等级详见附表。
5.地震设防烈度7度。
6.结构形式：
见附表
7.各构筑物、建筑物布置情况参见总图
8.基础形式见附表。
9.地基为砂石换填，设计承载力特征值均为140kPa。
10.场地内工程地质条件：
10-1：
拟建场地内地质条件较为复杂，局部存在中砂夹层，具体见剖面图和钻孔柱状图。
10-2：
地层描述：
地层自地表向下依次为：
ml
1、人工填土（剖面图中的①层）：
杂色，时代成因为Q4,稍湿—
湿，稍密，以粉土为主，含有大量的砾石，虫孔及植物根系发育，层厚0.3—0.8米，该层土在本场地内新建二期浓缩池处存在素填土层，描述如下：
ml素填土（剖面图中的①1层）：
黄褐色，时代成因为Q4,稍密—中密，稍湿—湿，该层土以粉土为主，含有少量的砂砾，切面粗糙，无光泽反应，摇振反应迅速，干强度低，韧性低，具体层面埋深、层厚及分布范围详见剖面图。
eol
2、粉土（剖面图中的②层）：
黄褐色—褐色，时代成因为Q4,稍湿,稍密，无光泽反应、摇震反应中等，干强度较低，韧性差，手搓有砂质感，层面埋深0.3—0.8米，层厚0.4—3.2米。
3、圆砾（剖面图中的③层）：
杂色，湿—饱和，稍--中密，分选性差，级配佳，磨圆度较高，次圆－圆，主要组成成份以花岗岩为主，其次为玄武岩，安山岩，中粗砂充填，透水性等级为强透水性，钻探过程中经常出现孔内掉块，卡钻等，层面埋深1.1－4.2米，层厚4.7—8.1米，该层中局部地段存在砾砂、卵石、中砂夹层，描述如下：
al砾砂（剖面图中的③1层）：
杂色，时代成因为Q4，稍密—中密，稍湿—饱和，分选性差，级配良好，磨圆度较高，呈次圆—圆状，散粒结构，主要组成物质以花岗岩为主，其次为玄武岩、安山岩，中粗砂充填，透水性等级为强透水性，具体层面埋深、层厚及分布范围详见剖面图。
al卵石（剖面图中的③2层）：
杂色，时代成因为Q4，中密—密实，湿—饱和，主要物质组成以花岗岩为主，其次为玄武岩，矿物成分以石英、长石为主，卵石约占50～60%，砾石约占10—20%，中粗砂充填，卵石粒径30～60mm为主，个别100mm以上，砾石粒径2—15mm为主，分选性好，级配差，呈次圆～亚圆状，质地坚硬，研磨性强，渗透性等级为强透水，钻探过程中经常出现孔内掉块，卡钻等，同时这些位置钻探过程中钻杆跳动较为剧烈，具体层面埋深、层厚及分布范围详见剖面图。
al
中砂（剖面图中的③3层）：
暗黄色，时代成因为Q4，稍湿，中密状态，主要组成矿物成分以石英、长石为主，透水性等级为中等透水性，具体层面埋深、层厚及分布范围详见剖面图。
al
4、圆砾（剖面图中的④层）:
杂色，时代成因为Q4，中密状，局部密实，饱和，卵石约15%，砾石约40%，其余为中、粗砂和少量粉性土充填，局部地段含土量较大，呈泥质胶结状态，卵石粒径20-30mm为主，个别50mm以上，砾石粒径2-15mm为主，分选性好，级配差，磨圆度较好，呈亚圆—次圆形，大部分地区砾石质地坚硬，研磨性强，透水性等级为强透水性，钻探过程中经常出现孔内掉块，卡钻等，同时这些位置钻探过程中钻杆跳动较为剧烈，主要物质组成以花岗岩、玄武岩及安山岩成分为主，矿物成分以石英、长石为主，层面埋深8.3-16.8米，揭露最大深度为15米。
该层在本场地内存在淤泥质土层、中砂层、砾砂层等夹层，描述如下：
淤泥质土（剖面图中的④1层）：
灰黑色—黑色，时代成因为Q4l,饱合，稍密，可塑—软塑状态，有臭味，含少量细小砾石，具体层面埋深、层厚及分布范围详见剖面图。
al
中砂（剖面图中的④2层）：
暗黄色，时代成因为Q4，稍湿，中密状态，主要组成矿物成分以石英、长石为主，透水性等级为中等透水性，具体层面埋深、层厚及分布范围详见剖面图。
al砾砂（剖面图中的④3层）：
杂色，时代成因为Q4，稍湿，中密状态，砾石含量25%-30%，粒径2-15mm为主，个别为卵石，其余为中、粗砂充填，胶结性差，分选性好，磨圆度较好，呈亚圆形，质地坚硬，透水性等级为强透水性，主要组成成分以花岗岩、玄武岩及安山岩为主，具体层面埋深、层厚及分布范围详见剖面图。
11.场地和地基土稳定性评价：
（一）地基土承载能力评价依据岩土工程勘察规范，建筑地基基础规范和场地内地基土的物理力学性质指标及赤峰地区建筑经验对各层土的承载力特征值fak评价如下：
地基土承载能力标准值
1、粉土②层=140KPa
2、圆砾③层=320KPa
3、砾砂③1层=280KPa
4、卵石③2层=430KPa
5、圆砾④层=400KPa
6、淤泥质土④1层=90KPa
（二）场地地震效应评价
赤峰市红山区抗震设防按7度考虑，基本地震加速度峰值为0.15g，地震分组为第一组，设计特征周期0.35s。
依据《建筑抗震设计规范》GB50011—2001得到如下结论：
中软土：
粉土②层、细砂②1层、中砂④1层中硬土：
圆砾③层、砾砂③1层、圆砾④层、砾砂④2层建筑场地类别：
Ⅱ类
依据地基土液化初判公式可知场地内不会发生砂土震动液化现象。
场地比较平坦开阔，场地内未见任何历史震害遗迹，属抗震一般地段。
（三）持力层选择建议
圆砾③层为本场地内良好的天然持力层，拟建二期综合池、浓缩池、接触池、滤池间可以考虑采用圆砾③层作为基础持力层，基础方案建议采用条形基础或独立柱基即可。
（四）结语与建议
1、综上所述，该场地内适宜建筑。
2、赤峰地区标准冻深1.8米。
3、场地内地下水和地基土对混凝土具有弱侵蚀性，场地内土层渗透性等级综合评价为强渗透性。
4、砾石层磨擦系数按0.5即取。
附表：
建（构）筑物结构特征一览表
序
号
子项名称
房屋类别
地震
设防
烈度
层
数
地上
地下
占地面
积
结构特征
生产类
别
耐火等
级
1
综合池
戊
7
5.90
-3.00
12847
池体为钢筋混凝土结构
2
消毒池
戊
7
2.30
-2.501
63.84
池体为钢筋混凝土结构
3
污泥浓缩池
戊
7
3.00
-2.502
89.53
池体为钢筋混凝土结构
4
纤维转盘滤池间
戊
二
7
一
8.10
-2.00
140
框架结构，柱下独立基础
三、试验目的及内容
1.试验内容及目的：
根据《地基与基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002规定，通
过平板静载荷试验、压实度与砂石级配试验，以检验砂石垫层承载力特征
值是否满足设计要求
1-1：
测压实度：
1-2：
平板静载荷或地基系数K30：
1-3：
砂石级配的配比试验（原材料砂、石应检验）：
确定最大干密度和最优含水率
1-4：
动力触探：
检测下卧层承载力
2.试验位置：
根据有关规定，确定试验位置，根据地勘报告、施工图纸及现场开挖实际情况而定。
3.试验准备
3-1：
收集工程场地内地质地勘资料，以及设计和施工资料，本工程地基处理采用砂石换填。
3-2：
根据地基结构特点和现场实际条件，征求建设单位和设计人员的意见与要求，制定详细的试验方案。
4.试验方法的选择：
4-1:
压实度
挖坑灌砂法:
目的与适用范围（本工程适宜方法）
本实验适用于在现场测定基层（或底基层）、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实度检测；但不适用于填石路堤等有大空洞或大孔隙的材料压实度检测。
用挖坑灌砂法测定密度和压实度时，应符合下列规定：
（1）当集料的最大粒径小于13.2，测定层的厚度不超过150mm时，宜采用￠100mm的小型灌砂筒测试。
（2）当集料的最大粒径等于或大于13.2mm，但不大于31,5mm，测定层的厚度不超过200mm时，应用￠150mm的大型灌砂筒测试。
环刀法测定压实度试验方法：
目的与适用范围本方法适用于细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度。
但对于无机结合
料稳定细粒土，其龄期不宜超过2d，且适用于施工过程中的压实度检验。
4-2:
平板静载荷：
目的与适用范围
（1）检测地基土的性质，对砂土、粉土、粘性土的物理状态、强度、变形参数及地基承载力做出评价。
（2）荷载试验可用于测定浅部地基土层的承压板下应力主要影响范围内的承载力和变形特征。
4-3:
地基系数K30：
K30是表示土体表面在平面压力作用下产生的可压缩性的大小
4-4：
砂石级配的选择：
目的是寻求最恰当的颗粒组成以便得到最大的密实度（委托试验单位）
4-5：
动力触探：
目的与适用范围
动力触探仪分为：
（本工程宜选用轻型触探仪）
轻型触探仪、重型触探仪及超重型触探仪三类。
目前承建单位一般选用
轻型和重型
目的在于判别土层的变化，对土层进行力学分层，并确定土层的物理力学性质，对地基土作出工程地质评价
动力触探试验适用于强风化、全风化的硬质岩石，各种软质岩及各类土。
5.其他注意事项：
5.1.在试验设备，仪表的运输过程中应确保其不遭损伤，以保证现场测试数据的准确无误。
5.2.现场吊装安置加载设备时，应采取必要的安全措施，保证设备的安放位置正确和设备的安全。
5.3.试验现场必须时需搭起能防雨、遮阳的临时帐篷或设施，以保证仪器设备正常运行及安全。
5.4.试验现场所接电源必须符合临时架设电源线路的要求，禁止乱扯电源、电线、防止漏电、触电等事故发生。
四、压实度试验方案
1.挖坑灌砂法：
一、目的和适用范围
1、本试验法适用于在现场测定基层（或底基层）、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实度，也适用于沥青表面处治、沥青贯入式路面层的密度和压实度检测，但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测。
2、挖坑灌砂法法测定密度和压实度时，应符合下列规定：
（1）当集料的最大粒径小于15mm、测定层的厚度不超过150mm时，宜采用φ100mm的小型灌砂筒测试。
（2）当集料的最大粒径等于或大于15mm，但不大于40mm，测定层的厚度超过150mm，但不超过200mm时，应用φ150mm的大型灌砂筒测试。
二、仪具与材料
本试验需要下列仪具与材料：
1、灌砂筒：
有大小两种，根据需要采用，形式和主要尺寸见图4-1及表4-2。
当尺寸与表中不一致，但不影响使用时，亦可使用，储砂筒筒底中心有一圆孔，下部装一倒置的圆锥形漏斗，漏斗上端开口，直径与储砂筒的圆孔相同。
漏斗焊接在一块铁板上，铁板中心有一圆孔与漏斗上开口相接，在储砂筒筒底与漏斗顶端铁板之间设有开关，开关为一薄铁板，一端与筒底及漏斗铁板铰接在一起，另一端伸出筒身外。
开关铁板上也有一个相同直径的圆孔。
2、金属标定罐：
用薄铁板制作的金属罐，上端周围有一罐缘。
3、基板：
用薄铁板制作的金属方盘，盘的中心有一圆孔。
4、玻璃板：
边长约500~600mm的方形板。
5、试样盘：
小筒挖出的试样可用饭盒存放，大筒挖出的试样可用300mm
×500mm×40mm的搪瓷盘存放。
6、天平或台秤：
称量10～15kg，感量不大于1g，用于含水量测定的天平精度，对细粒土、中粒土、粗粒土宜分别为0.01g、0.1g、1.0g
7、含水量测定器具：
如铝盒、烘箱等。
8、量砂：
粒径0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清洁干燥的均匀砂，约20～40kg，使用前须洗净、烘干，并放置足够的时间，使其与空气的湿度达到平衡。
9、盛砂的容器：
塑料桶等。
10、其它：
凿子、改锥、铁锤、长把勺、长把小簸箕、毛刷等。
图4-1灌砂筒和标定罐（尺寸单位:
mm）
灌砂仪的主要尺寸表4-1
结构
小型灌砂筒
大型灌砂筒
储砂筒
直径（mm）
100
150
容积（cm3）
2120
4600
流砂孔
直径（mm）
10
15
金属标定罐
内径（mm）
100
150
外径（mm）
150
200
金属方盘基板
边长（mm）
350
400
深（mm）
40
50
中孔直径（mm）
100
150
注：
如集料的最大粒径超过40mm，则应相应地增大灌砂筒和标定罐的尺寸。
如集料的最大粒径超过60mm，灌砂筒和现场试洞的直径应为200mm。
三、方法与步骤
1、按现行试验方法对检测对象试样用同种材料进行击实试验，得到最大干密度（ρdm）及最佳含水量（w0）。
2、按一.2的规定选用适宜的灌砂筒。
3、按下列步骤标定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量。
（1）在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至距离筒顶15mm左右为止。
称取装入筒内砂的质量m1，准确至1g。
以后每次标定及试验都应该维持装砂高度与质量不变。
（2）将开关打开，使灌砂筒筒底的流砂孔、圆锥形漏斗上端开口圆孔及开关铁板中心的圆孔上下对准，让砂自由流出，并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相当（或等于标定罐的容积），然后关上开关。
（3）不晃动储砂筒的砂，轻轻地将罐砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，将开关关上，并细心地取走灌砂筒。
（4）收集并称量留在玻璃板上的砂或称量筒内的砂，准确至1g，玻璃板上的砂就是填满筒下部圆锥体的砂（m2）。
（5）重复上述测量三次，取其平均值。
4、按下列步骤标定量砂的单位质量rS（g/cm3）。
（1）用水确定标定罐的容积V，准确至1mL。
（2）在储砂筒中装入质量为m1的砂，并将灌砂筒放在标定罐上，将开关打开，让砂流出。
在整个流砂过程中，不要碰动灌砂筒，直到储砂筒内的砂不再下流时，将开关关闭，取下灌砂筒，称取筒内剩余砂的质量（3），准确至1g。
（3）按式（4－1）计算填满标定罐所需砂的质量ma（g）：
ma=m1-m2-m3（4－1）
式中：
ma———标定罐中砂的质量（g）；
m1———装入灌砂筒内的砂的总质量（g）；
m2———灌砂筒下部圆锥体内砂的质量（g）；
m3———灌砂入标定罐后，筒内剩余砂的质量（g）。
（4）重复上述测量三次，取其平均值。
（5）按式（4－2）计算量砂的单位质量γS：
rS=ma/V（4－2）
式中：
rS———量砂的单位质量（g/cm3）；
V———标定罐的体积（cm3）。
5、试验步骤
（1）在试验地点，选一块平坦表面，并将其清扫干净，其面积不得小于基板面积。
（2）将基板放在平坦表面上，当表面的粗糙度较大时，则将盛有量砂
（m5）的灌砂筒放在基板中间的圆孔上，将灌砂筒的开关打开，让砂流入基板的中孔内，直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关。
取下灌砂筒，并称量筒内砂的质量（m6），准确至1g。
注：
当需要检测厚度时，应先测量厚度后再进行这一步骤。
（3）取走基板，并将留在试验地点的量砂收回，重新将表面清扫干净。
（4）将基板放回清扫干净的表面上（尽量放在原处），沿基板中孔凿洞（洞的直径与灌砂筒一致）。
在凿洞过程中，应注意不使凿出的材料丢失，并随时将凿松的的材料取出装入塑料袋中，不使水分蒸发。
也可放在大试样盒内，试洞的深度应等于测定层厚度，但不得有下层材料混入，最后将洞内的全部凿松材料取出。
对土基或基层，为防止试样盘内材料的水分蒸发，可分几次称取材料的质量。
全部取出材料的总质量为mw，准确至1g。
（5）从挖出的全部材料中取有代表性的样品，放在铝盒或洁净的搪瓷盘中，测定其含水量（w，以%计）。
样品的数量如下：
用小灌砂筒测定时，对于细粒土，不少于100g；对于各种中粒土，不少于500g。
用大灌砂筒测定时，对于细粒土，不少于200g；对于各种中粒土，不少于是1000g；对于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定材料，
宜将取出的全部材料烘干，且不少于2000g，称其质量（md），准确至1g。
注：
当为沥青表面处治或沥青贯入式结构类材料时，则省去测定含水量步骤。
（6）将基板安放在试坑上，将灌砂筒安放在基板中间（储砂筒内放满砂到要求质量m1），使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞，打开灌砂筒的开关，让砂流入试坑内，在此期间，应注意勿碰动灌砂筒。
直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关，仔细取走灌砂筒，并称量筒内剩余砂的质量（m4），准确至1g。
（7）如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大，可省去
（2）和（3）的操作。
在试洞挖好后，将灌砂筒直接对准放在试坑上，中间不需要放基板，打开筒开关，让砂流入试坑内，在此期间，应注意应注意勿碰动灌砂筒。
直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。
仔细取走灌砂筒，并称量筒内剩余砂的质量（m′4），准确至1g。
（8）仔细取出试筒内的量砂，以备下次试验时再用。
若量砂的湿度已发生变化或量砂中混有杂质，则应该重新烘干、过筛，并放置一段时间，使其与空气的湿度达到平衡后再用。
四、计算
1、按式（4—3）或（4—4）计算填满试坑所用的砂的质量mb
g）：
灌砂时，试坑上放在基板时：
mb=m1–m4－（m5–m6）（4－3）
灌砂时，试坑上不放基板时：
–mˊ4–m2（4
式中：
mb———填满试坑的砂的质量（g）；m1———灌砂前灌砂筒内砂的质量（g）；m2———灌砂筒下部圆锥体内砂的质量（g）；
m4、mˊ4-———灌砂后，灌砂筒内剩余砂的质量（g）；
m5–m6———灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙表面间砂的合计质量（g）。
2、按式（4－5）计算试坑材料的湿密度ρw（g/cm3）（４－５）式中:
mw-——试坑中取出的全部材料的质量（g）；
γs——量砂的单位质量（g/cm3）。
3、按式（4－6）计算试坑材料的干密度ρd（g/cm3）。
（４－６）
式中:
w——试坑材料的含水量（%）
4.、当为水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土的场合，可按式（4－
7）计算干密度ρd（g/cm3）；
（４－７）
式中md——-试坑中取出的稳定土的烘干质量（g）。
５、按式（4－8）计算施工压实度：
（４－８）
式中：
K——测试地点的施工压实度（%）。
ρd——试样的干密度（g/cm3）；
ρdm——由击实试验得到的试样的最大干密度（g/cm3）。
注：
当试坑材料组成与击实试验的材料有较大差异时，可以试坑材料作标准击实，求取实际的最大干密度。
五、报告
各种材料的干密度均应准确至0.01g/cm3。
路基压实度K=ρ干密度/ρ最大干密度×100最大干密度为最佳含水率对应的密度;
ρ干密度=ρ湿密度/（1+0.01ω）;
ω为路基现场土的含水率
ρ湿密度=m土/v土,其中m土由天平现场称得,v土通过量砂获得,具体公式为ρ湿密度=m土×ρ砂/m砂;
ρ砂为之前就通过量砂标定确定好的量砂密度
m砂为试坑中量砂的质量
m土为试坑中土的质量2：
环刀法
1目的和适用范围及标准
1本方法规定在公路工程现场用环刀法测定土基及路面材料的密度及压实度。
2本方法适用于测定细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度。
但对无机结合料稳定细粒土，其龄期不宜超过2d，宜用于施工过程中的压实度检验。
2仪具与材料
本试验需要下列仪具与材料；
1人工取土器，包括环刀、环盖、定向筒和击实锤系统（导杆、落锤、手柄）。
环刀内径6～8cm，高2～3cm，壁厚1.5～2mm。
2电动取土器
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