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【摘要】针对大面积软弱地基及炉窑产生的热膨胀效应，设置1.5m深高炉矿渣缓冲层，解决下部钢渣热膨胀的难题;设置1m宽的U型凹槽，解决换填材料侧向压力的难题;采用动力触探法对矿渣进行检测，解决传统的密实度等试验不能检测矿渣回填质量的难题。解决了传统施工工艺无法克服难题，降低了基础施工难度。可在类似基础工程施工中进行推广使用，该工艺有很高的参考价值。
【关键词】矿渣地基换填研究应用
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.
21.
1、立项背景及目的
1.1 立项背景
原有氮化钒车间地基采用强夯法施工，厂房投入使用后，炉子温度很高，容易向地坪下渣体进行热传导，渣体中的水分易于汽化将热量向较大空间传递，提升渣体温度，致使渣体产生热膨胀，致使现有氮化钒车间地坪凹凸不平，影响设备使用安全。
而现工程必须解决好将来窑子产生的热膨胀效应，就必须解决好地基施工。并且整个工程工期相对较紧，因此整个地基基础施工是否合理是影响整个工程质量及工期的重要因素。
1.2 立项目的
寻求一种经济、适用、合理、有效的基础施工技术，解决热膨胀效应，确保钒氮合金扩能工程的施工质量、施工安全、缩短基础的施工期，降低工程总投资，为将来的同类工程施工创立成熟的技术条件。
2、技术创新点及工艺实施
2.1结合本工程实际，根据建筑物对地基强度和变形的要求，既要求垫层有足够的厚度以置换可能剪切破坏的软弱土层，又要求垫层足够的宽度以防止垫层向两侧挤出;而对于以后窑子所产生热量对地基的影响，还考虑换填料所需的材质。
2.2 换填材料选择
经过地质调查，拟建场地内及周边未发现溪流、泉水及湿地，在前期工业建设中场地周边及附近已修筑了排（截）洪沟，渣体边坡前缘及坡角也修筑了截（排）洪沟，主要用于拦截西北侧山体雨季洪水、厂区和渣场内生产及生活用水。厂房建成后，雨水不能渗入地下。
结合本工程实际，本工程选用干渣和砂石结合换填。
2.3 垫层厚度选择
垫层厚度z根据垫层底面下卧软弱土层的承载力来确定，但考虑经验因素，换填法的处理深度通常宜控制在3m以内较为经济合理，但也不应小于0.5m。综合考虑，暂定本工程换填4.5m深，厂房基础坐落于-1.5m处，垫层厚度为3m。下卧软弱土层的地基承载力应小于在垫层地面处土的自重力与附加应力之和。
2.4 垫层宽度确定
结合本工程实际，根据建筑物对地基强度和变形的要求，要求垫层有足够的宽度以防止垫层向两侧挤出。在垫层四周设置一条通长U型高炉矿渣凹槽，宽度1m，深度4.5m，以解决垫层的侧向压力。
3、施工要点
3.1 处理膨胀土（钢渣）的垫层
基础四周与基坑壁间也应采用人工级配砂石等柔性材料换填处理，并在每个基础之间采用加筋地梁的形式相互连接，以防建（构）筑物在水平胀缩应力作用下发生破坏。同时加强基础及上部结构刚度。
3.2 施工机具选择
本工程采用PC220挖掘机和压路机相结合的方式进行回填，并且为保证最优含水率，配备1辆洒水车全天候作业。
3.3 分层厚度选择
垫层的分层铺设厚度以及每压实遍数宜根据垫层材料、施工机械设备等通过现场试验确定。通过换填试验，本工程垫层的分层铺设厚度取200mm-300mm。
3.4 回填试验
对于高炉矿渣的换填质量，采用传统的密实度等指标难以衡量。经过研究和现状调查，采用动力触探法对高炉矿渣进行检查，可以检测出地基承载力等力学性能指标。依托单位为攀枝花天誉工程检测有限公司。
为保证以后工程施工质量，避免基础换填完后，垫层达不到设计所需的各项技术指标导致返工问题，在基础换填前，进行回填试验。
3.5 基础高炉矿渣深埋换填施工
为保证高炉矿渣深埋换填施工的质量和工期，特编写了“攀钢钒公司钒氮合金扩能工程—基础回填专项施工方案”。
3.5.1 测量放线控制
a.测量放线，首先由专业技术人员，利用全站仪通过已知坐标点，确定回填面的精确位置、标高。每隔300mm测量一次，在回填基坑四周标记，保证每次回填厚度及平整度。
b.质量员对整个测量放线过程进行全程跟踪，记录。监督测量放线、放样的准确性。
3.5.2 地基换填质量控制
a.-4.5m至-3.0m段为高炉渣换填，每层回填高度按每300mm长分段设置，四周打点控制每层回填厚度及平整度。严格控制每层回填厚度不超过350mm，回填完后用铲运机进行机械平整。
b.对于-3.0m至-1.5m层，此层为人工级配沙石回填。在回填至-3.0m处，沿基坑长向方向，安装3m一段进行分段，沙子和石头间隔回填，最后用挖掘机进行机械搅拌，要求均匀，不留死角。每层回填厚度同样不大于350mm，完后用铲运机配合挖掘机进行平整。
c.整个作业面未压实前若需临时行驶，其车速不得大于5km/h，不准急刹车，以免影响回填的平整度。压实顺序先从基坑角上开始，最后基坑另一角结束，碾压时压路机运行方向应垂直于基坑边线，避免无规则碾压造成死角，且下一次碾压的轮迹与上一次碾压轮迹重叠的宽度应不小于轮迹的1/3。碾压的遍数以达到规定的压实度为准。压實厚度应在现场设置标志，并用洒水车及现场接入水管等方式进行洒水作业，以保证碾压质量。检测点设置6个，检测地点随机选取。
3.6 技术指标对比
高炉矿渣深埋换填在地基处理中的研究解决了传统施工工艺无法克服难题，降低了基础施工难度。
4、社会经济效益
4.1“高炉矿渣深埋换填法”在大面积软弱地基中，降低了施工难度，加快了施工工期。
4.2 节约工程直接成本：
①通过合理有效的措施，有效提高了地基换填的整体质量，一次合格率达95.2%，基本杜绝了返工，比计划工期平均提前工期20天，节约人工费合计：
20人/日×140元/人工.日×20日=56000元。
②节约现场管理费：人工×系数=56000×25.8%=21701元
获得经济效益=①+②=77701元。
4.3“高炉矿渣深埋换填法”在大面积软弱地基中研究的成功，使项目管理人员在施工技术水平，管理理念得到了极大的提高，积累了丰富的施工经验，特别是在60天内完成了这种大面积、高难度的软弱地基处理作业，增强了公司的市场竞争能力，进一步树立了企业形象。
参考文献：
[1]GB50202-2018建筑地基基础工程施工质量验收标准[S].北京：中国计划出版社2018
[2]GB5007-2011建筑地基基础工程设计规范[S].北京：中国计划出版社2011
【关键词】矿渣地基换填研究应用
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.
21.
1、立项背景及目的
1.1 立项背景
原有氮化钒车间地基采用强夯法施工，厂房投入使用后，炉子温度很高，容易向地坪下渣体进行热传导，渣体中的水分易于汽化将热量向较大空间传递，提升渣体温度，致使渣体产生热膨胀，致使现有氮化钒车间地坪凹凸不平，影响设备使用安全。
而现工程必须解决好将来窑子产生的热膨胀效应，就必须解决好地基施工。并且整个工程工期相对较紧，因此整个地基基础施工是否合理是影响整个工程质量及工期的重要因素。
1.2 立项目的
寻求一种经济、适用、合理、有效的基础施工技术，解决热膨胀效应，确保钒氮合金扩能工程的施工质量、施工安全、缩短基础的施工期，降低工程总投资，为将来的同类工程施工创立成熟的技术条件。
2、技术创新点及工艺实施
2.1结合本工程实际，根据建筑物对地基强度和变形的要求，既要求垫层有足够的厚度以置换可能剪切破坏的软弱土层，又要求垫层足够的宽度以防止垫层向两侧挤出;而对于以后窑子所产生热量对地基的影响，还考虑换填料所需的材质。
2.2 换填材料选择
经过地质调查，拟建场地内及周边未发现溪流、泉水及湿地，在前期工业建设中场地周边及附近已修筑了排（截）洪沟，渣体边坡前缘及坡角也修筑了截（排）洪沟，主要用于拦截西北侧山体雨季洪水、厂区和渣场内生产及生活用水。厂房建成后，雨水不能渗入地下。
结合本工程实际，本工程选用干渣和砂石结合换填。
2.3 垫层厚度选择
垫层厚度z根据垫层底面下卧软弱土层的承载力来确定，但考虑经验因素，换填法的处理深度通常宜控制在3m以内较为经济合理，但也不应小于0.5m。综合考虑，暂定本工程换填4.5m深，厂房基础坐落于-1.5m处，垫层厚度为3m。下卧软弱土层的地基承载力应小于在垫层地面处土的自重力与附加应力之和。
2.4 垫层宽度确定
结合本工程实际，根据建筑物对地基强度和变形的要求，要求垫层有足够的宽度以防止垫层向两侧挤出。在垫层四周设置一条通长U型高炉矿渣凹槽，宽度1m，深度4.5m，以解决垫层的侧向压力。
3、施工要点
3.1 处理膨胀土（钢渣）的垫层
基础四周与基坑壁间也应采用人工级配砂石等柔性材料换填处理，并在每个基础之间采用加筋地梁的形式相互连接，以防建（构）筑物在水平胀缩应力作用下发生破坏。同时加强基础及上部结构刚度。
3.2 施工机具选择
本工程采用PC220挖掘机和压路机相结合的方式进行回填，并且为保证最优含水率，配备1辆洒水车全天候作业。
3.3 分层厚度选择
垫层的分层铺设厚度以及每压实遍数宜根据垫层材料、施工机械设备等通过现场试验确定。通过换填试验，本工程垫层的分层铺设厚度取200mm-300mm。
3.4 回填试验
对于高炉矿渣的换填质量，采用传统的密实度等指标难以衡量。经过研究和现状调查，采用动力触探法对高炉矿渣进行检查，可以检测出地基承载力等力学性能指标。依托单位为攀枝花天誉工程检测有限公司。
为保证以后工程施工质量，避免基础换填完后，垫层达不到设计所需的各项技术指标导致返工问题，在基础换填前，进行回填试验。
3.5 基础高炉矿渣深埋换填施工
为保证高炉矿渣深埋换填施工的质量和工期，特编写了“攀钢钒公司钒氮合金扩能工程—基础回填专项施工方案”。
3.5.1 测量放线控制
a.测量放线，首先由专业技术人员，利用全站仪通过已知坐标点，确定回填面的精确位置、标高。每隔300mm测量一次，在回填基坑四周标记，保证每次回填厚度及平整度。
b.质量员对整个测量放线过程进行全程跟踪，记录。监督测量放线、放样的准确性。
3.5.2 地基换填质量控制
a.-4.5m至-3.0m段为高炉渣换填，每层回填高度按每300mm长分段设置，四周打点控制每层回填厚度及平整度。严格控制每层回填厚度不超过350mm，回填完后用铲运机进行机械平整。
b.对于-3.0m至-1.5m层，此层为人工级配沙石回填。在回填至-3.0m处，沿基坑长向方向，安装3m一段进行分段，沙子和石头间隔回填，最后用挖掘机进行机械搅拌，要求均匀，不留死角。每层回填厚度同样不大于350mm，完后用铲运机配合挖掘机进行平整。
c.整个作业面未压实前若需临时行驶，其车速不得大于5km/h，不准急刹车，以免影响回填的平整度。压实顺序先从基坑角上开始，最后基坑另一角结束，碾压时压路机运行方向应垂直于基坑边线，避免无规则碾压造成死角，且下一次碾压的轮迹与上一次碾压轮迹重叠的宽度应不小于轮迹的1/3。碾压的遍数以达到规定的压实度为准。压實厚度应在现场设置标志，并用洒水车及现场接入水管等方式进行洒水作业，以保证碾压质量。检测点设置6个，检测地点随机选取。
3.6 技术指标对比
高炉矿渣深埋换填在地基处理中的研究解决了传统施工工艺无法克服难题，降低了基础施工难度。
4、社会经济效益
4.1“高炉矿渣深埋换填法”在大面积软弱地基中，降低了施工难度，加快了施工工期。
4.2 节约工程直接成本：
①通过合理有效的措施，有效提高了地基换填的整体质量，一次合格率达95.2%，基本杜绝了返工，比计划工期平均提前工期20天，节约人工费合计：
20人/日×140元/人工.日×20日=56000元。
②节约现场管理费：人工×系数=56000×25.8%=21701元
获得经济效益=①+②=77701元。
4.3“高炉矿渣深埋换填法”在大面积软弱地基中研究的成功，使项目管理人员在施工技术水平，管理理念得到了极大的提高，积累了丰富的施工经验，特别是在60天内完成了这种大面积、高难度的软弱地基处理作业，增强了公司的市场竞争能力，进一步树立了企业形象。
参考文献：
[1]GB50202-2018建筑地基基础工程施工质量验收标准[S].北京：中国计划出版社2018
[2]GB5007-2011建筑地基基础工程设计规范[S].北京：中国计划出版社2011