大面積深厚回填地基處理方法的討論

孔 維 偉

(中國中元國際工程有限公司,北京 100089)

0 引言

隨著城市建設的發(fā)展，各類建筑工程日益增多，土地的用量也越來越多，我國土地面積很大，不同的地域有著不同的地質(zhì)土層，不同的土質(zhì)情況又對建筑物的基礎(chǔ)形式產(chǎn)生不同的影響，尤其是大面積深厚填土，因此應對建筑工程的地基處理引起重視，本文將對大面積深厚填土的地基處理給出合理的處理方法和技術(shù)措施。

1 工程概況

昌平區(qū)南邵鎮(zhèn)(昌平區(qū)新城東區(qū)六期(東))0302-57和70地塊F1住宅混合公建用地(配建“公共租賃住房”)(公租房部分)位于北京市昌平區(qū)南邵鎮(zhèn)，57號地塊與70號地塊南北相臨，其中57號地塊北側(cè)為南環(huán)路，南側(cè)為昌懷北路；70號地塊北側(cè)為昌懷北路，南側(cè)為昌懷路；東至南豐東路，西至南豐路。

昌平南邵項目57地塊主要包括9層辦公樓，5層商業(yè)樓，8層～15層公租房，5層～11層的商品房。有1層～2層地下室，主要功能為車庫，埋深約7 m～12.0 m。車庫頂板覆土厚度均為2.750 m。昌平南邵項目70地塊主要包括9層辦公樓，7層～15層的公租房，5層～11層的商品房。有1層～2層地下室，主要功能為車庫，埋深約7 m～12.0 m。車庫頂板覆土厚度均為2.750 m。

2 現(xiàn)場地質(zhì)概況

擬建場地原為砂石開采場，停采后作為建筑垃圾回填場地使用，場地內(nèi)廣泛分布人工填土，人工填土主要以粘性土、粉土、建筑垃圾、生活垃圾為主，人工填土層分布極為不均。

本工程周邊環(huán)境復雜，基坑深度深。土層變化大，場地內(nèi)填土、粘性土、卵石、基巖分布不均，填土厚度不均(2 m～16 m)，開挖標高以下仍有較厚的土層條件較差的粘性土。地下水處理困難，含水層厚、滲透系數(shù)大，降深大(10 m)，且地下水與周邊水系是否有聯(lián)系未知，止水或者降水都不是很理想。

根據(jù)地勘資料：57地塊局部有雜填土，最大厚度為17 m。70地塊有大面積雜填土且地表起伏很大，高差達18 m左右，南側(cè)有三個水塘。場地內(nèi)填土以人工雜填土為主(厚度0.3 m～17 m)，局部存在粉質(zhì)粘土—粘質(zhì)粉土素填土、卵石素填土、粉細砂素填土。其中人工雜填土主要由磚塊、混凝土塊、灰渣等建筑垃圾組成，最大塊徑大于1.50 m，局部夾生活垃圾。

場地現(xiàn)狀情況見圖1，水塘周圍場地見圖2。

3 地基處理的方法討論

根據(jù)設計特點和勘察情況，兩地塊大部分建筑需進行地基處理才能滿足設計承載力要求，57號地塊的換填厚度大致為2.38 m～7.27 m，70號地塊的換填厚度大致為2.70 m～16 m。

3.1 前期方案：強夯法

強夯法又稱動力固結(jié)法或動力壓實法，這種方法是利用起吊設備，將10 t～40 t的重錘提升至10 m～40 m高處使其自由下落，依靠強大的夯擊能和沖擊波作用夯實土層，從而提高地基承載力并降低其壓縮性，改善地基性能，滿足設計要求。強夯法主要用于處理碎石土、砂性土、低飽和度的粉土和粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土地基，一般均能取得較好的效果。

通過前期調(diào)研相鄰附近的泰康之家項目采用強夯法，但是本工程目前周邊已經(jīng)有建成的建筑物，強夯法施工過程中震動比較大，不適合用于離建筑物和構(gòu)筑物比較近的區(qū)域，容易產(chǎn)生擾動和擾民。此方法不適合本工程。

3.2 初步方案：換填+CFG樁

根據(jù)當時的設計條件和初步設計時提出的建議，對地基處理方案進行了細化，要求其在保證結(jié)構(gòu)安全，施工質(zhì)量的前提下，在節(jié)約成本的基礎(chǔ)上進行地基處理設計，方案采用換填加CFG樁形式。

3.3 進一步方案：樁基方案

由于設計方案調(diào)整，重新給出樓座荷載，沉降變形量為40 mm,經(jīng)計算大部分樓座沉降量都大于40 mm。由此造成采用換填+CFG樁無法滿足變形要求，提出需采用樁基礎(chǔ)。項目組織設計、勘察和地基設計單位再次對采用樁基礎(chǔ)進行了分析。對于采用樁基礎(chǔ)經(jīng)討論存在以下幾點問題：

1)本項目土質(zhì)為雜填土，成孔是否能夠?qū)崿F(xiàn)；

2)全部采用樁基礎(chǔ)造價增加；

3)樁間土不換填下沉會造成墊層和底板下部防水破壞，漏水隱患很大。

依據(jù)以上意見和討論意見根據(jù)現(xiàn)場條件進行試樁的相關(guān)工作：

為了能準確反映采用樁基方案時樁基施工的實際狀況，試樁區(qū)域選在70地塊的西北角，水塘北側(cè)區(qū)域，該區(qū)域場地標高接近47 m，與樁基設計施工作業(yè)面接近，并且試樁位置盡量避開樓座位置。共開孔9個，按照施工順序編號分別為S1～S9。

各樁孔試樁現(xiàn)場情況見圖3，圖4。

各樁孔試樁情況見表1。

試樁結(jié)論：通過現(xiàn)場試樁成孔率僅為33.3%，在現(xiàn)狀土層打樁無法滿足大面積施工，如果不進行換填打樁，一旦施工時在無法成孔的條件下再換填，那么會造成返工增加、已完成部分可能受到影響，工期延誤等，所以地基處理如采用樁基，那么就是換填+樁基。

表1 各樁孔試樁情況

3.4 最終的方案：換填+樁基或CFG樁

本工程將人工填土全部挖出，換填級配砂石(局部素混凝土)，而后根據(jù)建筑物荷載的不同采用樁基、CFG樁、換填地基以及天然地基。

57號地塊：辦公區(qū):天然地基、局部換填素混凝土、換填級配砂石+CFG樁；公租房：換填級配砂石+樁基/局部換填素混凝土；商品房：天然地基+局部換填級配砂石。

70號地塊：辦公區(qū)和公租房區(qū):主樓換填級配砂石+樁基；商品房區(qū)域：17號～20號、22號、30號共6棟樓換填級配砂石+樁基；24號、28號、29號共3棟樓換填級配砂石+CFG樁；其余區(qū)域：換填級配砂石。

4 換填施工措施

1)施工控制網(wǎng)測量：土方換填施工應建立施工控制網(wǎng)，包括平面控制測量和場地高程控制測量。

2)場地清表：將人工填土全部清除后，對基底土靜力碾壓2遍，保證槽底表面平整。

3)設置試驗區(qū)：在正式施工前，應選擇具有代表性的場地進行現(xiàn)場試驗，確定場地換填的施工方法、施工工序、每層壓實遍數(shù)等相關(guān)參數(shù)。

4)分層碾壓。a.除局部換填素混凝土外，均采用級配砂石作為換填材料；b.每層虛鋪厚度300 mm；c.振動碾碾壓8 t～15 t，碾壓遍數(shù)不少于6遍～8遍，最終驗收標準以壓實系數(shù)為準。

5)質(zhì)量檢測與監(jiān)測。a.壓實地基的施工質(zhì)量檢驗應分層進行。每完成一道工序，應按設計要求進行第三方檢測，未經(jīng)驗收或驗收不合格時，不得進行下一道工序；b.采用灌砂法檢驗換填地基的壓實系數(shù)。壓實系數(shù)不小于0.97；碎石土干密度不得低于2.0 t/m3；c.為檢驗回填地基土的均勻性，采用貫入儀或動力觸探試驗方法對回填碾壓土進行質(zhì)量控制和評價；d.平板載荷試驗；e.在施工期間及施工完成后對地基變形進行監(jiān)測。

5 結(jié)語

通過上面的地基處理分析過程的探討，大面積深厚回填地基不論采用何種處理方法，都要有合適的應用范圍，從對周邊建筑的影響程度、成本方面、施工操作性、施工的質(zhì)量控制和工期控制等各方面都要考慮，選擇合適的地基處理方法。