某別墅區(qū)大厚度回填土層基礎(chǔ)設(shè)計方案

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0.工程概況

本工程位于惠州大亞灣經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)澳頭鎮(zhèn)進港路。項目總建設(shè)用地面積82604㎡，建筑面積252480㎡，別墅區(qū)面積約20000㎡，面積占比約8%。別墅采用異形柱框架結(jié)構(gòu)。其建筑層數(shù)為3～4層，結(jié)構(gòu)層數(shù)4～5層。根據(jù)設(shè)計別墅區(qū)中除少部分樓棟擬建于山腰及山頂中外，其余大部樓棟地處相對地勢低位，結(jié)合總平設(shè)計要求及周圍市政標高要求，須將低洼之處回填至別墅要求標高。其他如高層、中高層住宅、商業(yè)等分項工程因其基礎(chǔ)形式不同于別墅區(qū)。故僅對別墅區(qū)基礎(chǔ)設(shè)計方案進行選型對比。

1.地形與地貌

擬建場地位于白堊系砂礫巖分布區(qū)，場地內(nèi)為斷裂構(gòu)造通過，區(qū)域地質(zhì)較穩(wěn)定，場地地貌為低山丘陵及山前沖溝地貌，地形起伏較大。場地的部分區(qū)域裸露中風(fēng)化巖層，而另一部分又被較厚的人工填土石層所覆蓋。

按照設(shè)計標高，大部分別墅區(qū)主體、道路處于需要大量填土的填方區(qū)，填土深度最深為18m左右，填土深度最淺為6m左右。填土下的地層結(jié)構(gòu)依次為全風(fēng)化巖，強風(fēng)化巖（淺表土層褪去即為巖石層）。

2.基礎(chǔ)選型

由于別墅層數(shù)少、荷載小，要求基礎(chǔ)的承載力不高，一般情況可采用天然基礎(chǔ)。故初估確定可采用以下基礎(chǔ)形式：

①柱下獨立基礎(chǔ)：

優(yōu)點——結(jié)構(gòu)安全可靠?？刹挥嬐馏w自重

減少基礎(chǔ)底面積荷載，降低造價。

缺點——填土?xí)绊懯┕みM度，此種做法不適于填土過深的情況。

②高強預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)：

優(yōu)點——結(jié)構(gòu)傳力明確，安全可靠；造價低；施工速度快；填土夯實同時能滿足小區(qū)道路行車承載力要求。

缺點——由于此工程填土層以下淺表層即為巖石層，管樁入巖困難，難以滿足要求，且填土層較厚未經(jīng)有效壓實，僅依靠自重難以湊效，對樁基的側(cè)向約束極其有限。后期使用過程中發(fā)生不均勻沉降對管線、道路影響較大，且影響美觀。

③筏板基礎(chǔ)：

優(yōu)點——施工方便，結(jié)構(gòu)整體性好，能較好地抵抗建筑物不均勻沉降。

缺點——對于建筑處于剛?cè)幔ú糠謳r石與部分回填土結(jié)合）兼有的基礎(chǔ)地基上時，受力不利。

3.擬采用方案

對于以上所列三種方案中高強預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)方案（方案②）存在明顯的難以克服的缺點，故不采用此種方案。結(jié)合現(xiàn)場實際離市區(qū)較遠，施工時屬于野外作業(yè)，幾乎不受環(huán)評約束。地下水位較遠，土較干等有利因素，可以考慮采用強夯法處理回填土作為建筑基礎(chǔ)持力層的方案。另外兩種方案（方案①、③）中均對基礎(chǔ)持力層的承載力及變形有一定的要求，雖有一定的施工難度，但通過嚴格控制施工工藝要求，做好靜載試驗及變形觀測，有可能達到設(shè)計要求的效果。

由于該區(qū)域地形起伏較大，以至于約8棟聯(lián)排別墅以及幼兒園處于山谷低洼處，該范圍回填處理土層厚度由3～18m不等?？紤]到強夯處理有效深度一般約8～10m，實際需要處理的厚度超過規(guī)范規(guī)定的適宜深度。為滿足此區(qū)域的回填土層能夠作為相應(yīng)建筑獨立基礎(chǔ)的基礎(chǔ)持力層，需分層多次強夯。但考慮到實際處理效果以及長期沉降影響，對于建筑的安全使用存在一定的風(fēng)險。故重點對此處的強夯處理能否作為別墅以基礎(chǔ)持力層進行可行性論證。如采用強夯處理，擬定一個有效的保證效果的應(yīng)對方案。

4.案例參考

1.金地某項目回填17m厚，強夯處理后經(jīng)過雨季的作用，強夯后承載力特征值要求為200kpa。經(jīng)檢驗達到設(shè)計要求。

2.深圳外國語學(xué)校（7層教學(xué)樓），強夯處理深度12～13m，采用筏板基礎(chǔ)，強夯后承載力特征值要求為200kpa。經(jīng)檢驗達到設(shè)計要求。

3.惠州山水江南，為別墅帶架空層，強夯后承載力特征值要求為200kpa。也出現(xiàn)建筑物基礎(chǔ)下壓縮層差異大的情況，經(jīng)檢驗達到設(shè)計要求。

失敗的案例也有，但須同審圖公司溝通并達成一致意見后，最終以檢測實際結(jié)果為準。

5.應(yīng)對措施

以此為目標，組織會同相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜疫M行該方案《大厚度回填土層強夯處理作為基礎(chǔ)持力層》可行性論證。針對施工過程中可能存在的問題提出應(yīng)對措施，具體如下：

a.對于建筑物全基礎(chǔ)均直接作用在處理土層上面。建議做筏板基礎(chǔ)，其整體性好，能較好地抵抗建筑物不均勻沉降。

b.對于有建筑平面跨不同力學(xué)性能地基區(qū)域，即一部分“落在”承載力較高的天然巖層上，而另一部分的的持力層為回填處理后的土層，則須對承載力較好、變形小的區(qū)域采用條基超挖（1m深填土），后填土與鄰近的回填層相同處理，以鈍化同一建筑下面持力層的變形差異。

c.垂直沿土層分界面處設(shè)置土工格柵（給填土加勁），以調(diào)整不均勻沉降。

d.有針對性的選取夯擊點，把建筑物的角點直接設(shè)為夯擊點，有效減少差異沉降。

e.鑒于當時處于雨季前期，可趕在雨季來臨之前，處理好土層。利用雨水的浸泡，使得處理后的土層的沉降完成百分之七八十。減少將來的沉降量。

f.回填開山土石，有選擇性的進行回填，土石交替回填（墩體材料中塊石、碎石等粒徑大于300mm的顆粒含量不宜超過30%）。

g.為避免項目局部邊界因處理完成面標高同市政標高有較大的高差而無法通過放坡處理時。應(yīng)設(shè)置可靠的擋土墻以排除強夯土體整體滑移的危險。

h.設(shè)計給基礎(chǔ)處理單位提高指標，但基礎(chǔ)設(shè)計時取用相對低指標，提高安全冗余度。

i.強夯處理施工前，應(yīng)選擇代表性的場地三個進行試夯（分別為全回填土區(qū)，處理深度大于10m，處理深度不大于10m，以及回填土交接剛性基巖區(qū)等三種情況），每個實驗區(qū)面積不宜小于20mx20m，

j.單擊夯擊能取4000～6000kN.m，單遍夯擊處理深度不超過5m，總夯擊遍數(shù)不宜超過4遍，最后以低能量滿夯2遍。單遍夯擊完成后須預(yù)留不小于14天的時間間隔，方可進行下一遍的夯擊施工。同時第1遍的夯擊點間距應(yīng)較后夯間距偏大。

k.除將建筑4個角點設(shè)為夯擊點外，單棟建筑內(nèi)另須設(shè)置不少于3處夯擊點。

l.強夯均勻性檢測時，每300㎡不少于1個檢測點，且總檢測點不少于3點。

m.其余注意事項須滿足《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》第6章節(jié)要求。

n.處理后地基承載力特征值不小于200Kpa。實際基礎(chǔ)設(shè)計時地基承載力特征值按照180Kpa取用設(shè)計。

o.設(shè)立沉降觀測點以檢測完工后的沉降發(fā)展。

6.結(jié)束語

考慮到強夯處理法技術(shù)已經(jīng)較為成熟，以及結(jié)合當?shù)刂苓厡嶋H工程案例。從概念設(shè)計出發(fā)作為控制原則，以留有合理的安全冗余度。通過對施工的具體嚴格要求，為此工程基礎(chǔ)合理選用提供的充分的依據(jù)。工程已于2012年完工，事后的監(jiān)測情況來看，其效果達到預(yù)期的目標。

參考文獻：

[1].GB 50007-2011 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 [M].北京：中國建筑工業(yè)出版社.2011

[2] JGJ 79-2012 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范 [M].北京：中國建筑工業(yè)出版社.2012

作者簡介：

錢軍，學(xué)士，工程師。