某巨厚填土地基的處理方法

摘 要：本文以工程實(shí)例，淺論巨厚填土地基的處理方法，既滿足承載力的要求，還要滿足變形的要求。

關(guān)鍵詞：巨厚層填土 地基處理 樁筏基礎(chǔ) 后壓漿 質(zhì)量檢測

1工程概況

1.1項(xiàng)目簡介

某工程為生態(tài)旅游區(qū)一景觀塔項(xiàng)目，位于石家莊市北部的滹沱河南岸。建設(shè)場地為一近期人工堆積而成的土山之上，土山高約40m，山頂面積約4500平方米。景觀塔地上7層，底面為圓形，直徑約20m，基礎(chǔ)埋深約1.5m，高32.8m。基底壓力設(shè)計(jì)要求為180KPa。

1.2地層概況

根據(jù)提供的工程地質(zhì)勘探報(bào)告，本場地地層簡單，主要地質(zhì)情況如下：

（1）雜填土：雜色，稍濕，松散狀態(tài)。主要為建筑垃圾，以粉土為主，混有大量混凝土塊及混凝土樁頭等，最大直徑達(dá)到1m以上，含量不均勻，無序堆填，回填時(shí)間五年左右。厚度約40m。為擬建建筑物基底持力層。

（2）細(xì)砂：灰黃色，稍濕，稍密～中密，以長石石英為主，分選性一般。厚度18m左右。局部頂部為（2-1）淤泥。

（2-1）淤泥：灰黑色，軟塑～流塑狀態(tài)，局部揭露。厚度約0.5～1 .0m。

（3）中砂：灰黃色，稍濕～濕，中密，以長石石英為主，分選性一般。厚度大于10.0m。

地下水：本區(qū)未見穩(wěn)定地下水。由于北部緊靠滹沱河，現(xiàn)在改造為常年有水的景觀區(qū)，對(duì)岸坡和河底均進(jìn)行防滲處理。設(shè)計(jì)時(shí)按66.0m考慮。

1.3地基土強(qiáng)度及參數(shù)表

1.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

擬采用筏板基礎(chǔ)，基底位于（1）層雜填土上，天然地基強(qiáng)度不滿足要求，應(yīng)進(jìn)行處理，處理后地基承載力特征值不小于180KPa，要求最大沉降量不大于120mm，沉降均勻，整體傾斜滿足規(guī)范要求。

2基礎(chǔ)方案的選擇

根據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)承載力及變形的要求，本著技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行、安全可靠等原則確定基礎(chǔ)方案。根據(jù)建設(shè)單位的要求，考慮了多種處理方案，以便供建設(shè)單位選擇。在經(jīng)過討論后，提出以下幾種方案，并對(duì)其可行性和經(jīng)驗(yàn)性進(jìn)行對(duì)比。

2.1人工地基方案

由于建筑物基底荷載較小，采用筏板基礎(chǔ)，有技術(shù)人員提出對(duì)淺部地基進(jìn)行加固處理，采用擠密樁處理，處理深度控制在20米以內(nèi)。

該方案優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用最少。但經(jīng)過分析，該方案問題較多。一由于回填土成分復(fù)雜，大塊的混凝土塊多，施工難度大，二是雜填土厚度巨大且未完全固結(jié)，處理深度以下及周邊土體后期沉降會(huì)很大，且由于土質(zhì)不均勻，極可能引起地基的沉降不均勻，且不亦控制。因此，該方案合理性差。

2.2混凝土灌注樁方案

采用樁筏基礎(chǔ)，樁采用泥漿護(hù)壁沖擊成孔灌注樁方案，該方案擬采用樁徑800～1000mm，考慮到回填土負(fù)摩阻力的影響，根據(jù)計(jì)算，樁長約65米，樁端持力層（3）層中砂。該方案理論上可行，但是由于樁長較大，施工難度較大，經(jīng)濟(jì)上也不盡合理。

2.3后壓漿混凝土灌注樁方案

采用樁筏基礎(chǔ)，樁采用泥漿護(hù)壁沖擊成孔灌注樁，在樁端進(jìn)行后壓漿處理，該方案擬采用樁徑800mm，考慮到回填土負(fù)摩阻力的影響，根據(jù)計(jì)算，樁長約50米，樁端持力層（2）層細(xì)砂。該方案可行，但是由于樁長較大，施工難度較大，但相對(duì)只采用灌注樁可減少部分工作量，造價(jià)相對(duì)較小。后壓漿包括樁端后壓漿和樁側(cè)后壓漿，考慮到樁周邊土體為有限土體，堆積形成的土山局部及整體沉降不可避免，因此，著重考慮樁端后壓漿及樁側(cè)部分段的后壓漿處理。

經(jīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、安全等多方面對(duì)比，最終確定采用第三套方案，即樁端后壓漿混凝土樁灌注樁方案。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到樁的長徑比大，樁的壓屈作用等影響。

最終方案參數(shù)大致如下：

采用樁筏基礎(chǔ)，筏板厚度1000mm。共布置了混凝土灌注樁46根。灌注直樁徑800mm，長度50米，鋼筋籠主筋配筋為14E25，樁體混凝土強(qiáng)度為C40。采用樁端后壓漿處理，壓水泥漿量不小于2000Kg，終止壓力為4MPa，現(xiàn)場以試驗(yàn)及實(shí)際情況確定。

3后壓漿混凝土灌注樁施工概況

3.1 施工重點(diǎn)及難點(diǎn)

由于回填土成分復(fù)雜，且松散、均勻性差，在成樁過程中容易出現(xiàn)漏漿、塌孔等現(xiàn)象，同時(shí)，由于結(jié)構(gòu)松散，在進(jìn)行后壓漿時(shí)，漿液擴(kuò)散范圍及注漿量不易控制，因此單樁注漿量、注漿壓力不易控制等。

3.2 制訂有針對(duì)性的施工方案

在施工前根據(jù)本工程的特殊情況，施工單位制訂了詳細(xì)的施工方案。除通用的施工方法后，本工程重點(diǎn)做到了幾點(diǎn)：

（1）合理安排樁的施工順序

為了便于控制后壓漿量及注漿效果，成樁原則上從一側(cè)呈弧形后退式施工的順序，成孔一根樁，灌注一根樁，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成后壓漿的施工。鋼筋籠在現(xiàn)場制作，分成五節(jié)，在孔口焊接安裝。混凝土通過串筒水下灌注，保證初灌混凝土量，其后每灌注2m進(jìn)行一次振搗，保證混凝土密實(shí)，樁頭超灌不小于500mm。

（2）合理確定后壓漿的施工參數(shù)

后壓漿采用預(yù)先安裝在鋼筋籠的直徑6cm鋼管。下雙管，保證至少有一個(gè)能使用不失效。在完成灌注混凝土一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行后壓漿施工。壓漿采用雙指標(biāo)控制，一是灌注量控制，一是終止壓力控制。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，每根樁灌注水泥量不小于2000Kg，終止壓力不小于4KPa，對(duì)于施工或出現(xiàn)的異常情況，需要及時(shí)與設(shè)計(jì)溝通，以做到保證質(zhì)量。

（3）環(huán)保要求對(duì)施工質(zhì)量的影響

由于本場地偏遠(yuǎn)，車輛運(yùn)輸時(shí)間長，且受環(huán)保的影響，施工時(shí)連續(xù)性差，單樁灌注時(shí)間長，在施工時(shí)應(yīng)考慮到其的不利影響，做好應(yīng)急措施。主要為：

①做好混凝土運(yùn)輸量和時(shí)間的協(xié)調(diào)：由于場地偏遠(yuǎn)，交通不便，在施工時(shí)，提交落實(shí)可能供應(yīng)的混凝土量及時(shí)間間隔，提前做好停工、待工的時(shí)間安排，防止和減小斷供等的不利影響。

②混凝土試塊制?。河捎诠┝洗嬖跇O大的不確定性，在灌注混凝土過程中，及時(shí)取混凝土試樣，避免定時(shí)取樣時(shí)，混凝土停供造成取樣時(shí)無混凝土可取，致使混凝土試塊不足。

③做好預(yù)防混凝土中斷的預(yù)案：在施工過程中，或混凝土中斷最大的影響就是，當(dāng)樁未完成一個(gè)樁時(shí)而由于采用泥漿護(hù)壁，接樁處不宜處理，易形成斷樁，因此，提前做好預(yù)案，預(yù)估混凝土使用量和時(shí)間，也做好接樁處理的方案。

④鋼筋籠的安裝：由于鋼筋籠長度大，重量大，在現(xiàn)場分節(jié)加工，在孔口焊接。在焊接過程中，做好安全防護(hù)，及焊接質(zhì)量、搭接長度的控制。

3.3 施工中遇到的問題

混凝土灌注樁采用泥漿護(hù)壁沖擊成孔水下灌注混凝土成樁工藝，雖然事先制訂了針對(duì)性方案和措施，但由于多種因素影響，整個(gè)樁基工程總施工時(shí)間達(dá)到了4個(gè)月之久。在進(jìn)行樁質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)，也出現(xiàn)了一些問題：

①塌孔：由于回填土的不均勻及含有較大的混凝土塊、石塊以及鋼筋等，個(gè)別樁在施工時(shí)，由于局部特別松散，塌孔嚴(yán)重，致使個(gè)別樁無法成樁，最終采用設(shè)計(jì)變更，樁移位后增加一個(gè)樁。

②混凝土供應(yīng)不及時(shí)：由于受隨時(shí)無規(guī)律的通知停工影響，混凝土供應(yīng)中斷率高，部分樁在未完成灌注時(shí)，混凝土無法供應(yīng)，造成部分樁無法一次性灌注完成，樁完整性檢測時(shí)顯示有缺陷，主要為混凝土離析，樁身局部夾泥。

③后壓漿指標(biāo)變化大：在進(jìn)行后壓漿施工時(shí)水泥量消耗差別巨大，耗費(fèi)水泥漿量大者8000～10000Kg，少者不足1000Kg。

4施工中出現(xiàn)的問題的處理

對(duì)于在施工中遇到的問題，除按預(yù)案進(jìn)行了處理，也針對(duì)出現(xiàn)的問題做了針對(duì)性變更等措施。

（1）塌孔：對(duì)于一般的塌孔，均按預(yù)案進(jìn)行了處理，局部較嚴(yán)重地段，采用了回填重新成樁方法。但是，有一根樁，由于樁正下方存在鋼筋混凝土塊大，鋼筋含量大，無法成樁。經(jīng)研究，將該樁回填后，在二側(cè)采用設(shè)置扁擔(dān)樁進(jìn)行處理，后按設(shè)計(jì)要求成樁。

（2）混凝土離析、樁身局部夾泥缺陷：經(jīng)對(duì)混凝土樁度分析及成樁記錄檢查，以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完全性系數(shù)進(jìn)行分析，由于出現(xiàn)問題的樁數(shù)量較小，且不集中分布，經(jīng)請(qǐng)專家組論證認(rèn)為，不需要單獨(dú)處理，可以直接使用。

（3）后壓漿水泥漿量差別大：主要是由于填土不均勻，局部孔隙大。通常情況下，在先進(jìn)行的注漿孔中的水泥漿液擴(kuò)散范圍大，因此用量大，而到了后期，在一定范圍內(nèi)的土體的孔隙已經(jīng)被漿液充填，因此后期的注漿量減少是正?，F(xiàn)象。實(shí)際施工情況也與引相符合，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，樁的承載力值能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5結(jié)論與建議

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)所有樁進(jìn)行了完整性檢測，對(duì)四根樁進(jìn)行了單樁承載力檢測，根據(jù)檢測的結(jié)果，樁的質(zhì)量均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

雖然這個(gè)項(xiàng)目是特例，但也具有共性，該工程的處理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)類似地基也具有一定的借鑒意義。目前，由于大量的工程實(shí)施，遇到的巖土情況也是多種多樣，尤其是山區(qū)回填區(qū)、平原一些取土區(qū)、礦山治理區(qū)等，采用的地基處理方法也不盡相同。本工程的順利實(shí)施也具有一定的代表性。通過本工程實(shí)踐，在進(jìn)行該類地基處理時(shí)，應(yīng)做到：

（1）在滿足地基土承載力要求的前提下，不但要滿足地基穩(wěn)定性的要求，而且要滿足對(duì)沉降量要求，以及滿足對(duì)傾斜變形的要求。

（2）在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮到巨厚層填土在自重壓力下的整體壓縮造成的整體下沉對(duì)建筑物的影響（即有可能形成地基土與基礎(chǔ)脫離的情況），以及整個(gè)回填土體整體下沉?xí)r對(duì)外管網(wǎng)等的影響。

（3）當(dāng)采用樁基礎(chǔ)時(shí)，考慮到填土的負(fù)摩阻力的不利影響，同時(shí)考慮到樁的壓屈作用等。

（4）在進(jìn)行后壓漿處理時(shí)，根據(jù)地層性質(zhì)、平面分布、施工順序等合理安排施工順序和壓漿參數(shù)，以達(dá)到最佳效果?？梢圆捎脴抖撕髩簼{，也可以同時(shí)采用樁端、樁側(cè)后壓漿處理。同時(shí)，可以考慮對(duì)建筑物周邊土體采取注漿加固的方法，減小土體的固結(jié)變形。

（5）對(duì)樁的質(zhì)量檢測，應(yīng)采用多種方法，比如小應(yīng)變、聲波管、載荷試驗(yàn)等。

巖土工程具有一定的共性，也具有獨(dú)特性，在實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況，有針對(duì)性的，適合當(dāng)?shù)貤l件，且有一定施工經(jīng)驗(yàn)的處理方法，以達(dá)到質(zhì)量、安全、投資等相適應(yīng)的最佳效果。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）；中國建筑工業(yè)出版社 2012 北京

[3] 《建筑樁基技術(shù)規(guī)程》（JGJ79-2008）；中國建筑工業(yè)出版社，2008 北京

作者簡介：陳娟娟，女，河北省石家莊市人，工程師， 從事巖土工程方面工作。