淺談深基坑建筑周圍土方回填的技術(shù)措施

王 鑑

（甘肅正立建設(shè)投資（集團(tuán)）有限公司，甘肅 定西 744300）

近年來(lái)在政府的大力支持下，城市建設(shè)快速發(fā)展，而土方回填后出現(xiàn)塌陷沉陷等問(wèn)題，層出不窮，便成了項(xiàng)目建成竣工后出現(xiàn)的頭疼問(wèn)題之一，而土方回填分項(xiàng)工程，是一項(xiàng)最簡(jiǎn)單最基本的施工，且沒(méi)有任何施工技術(shù)難度，卻給后續(xù)物業(yè)管理運(yùn)營(yíng)埋下了各種隱患，有的項(xiàng)目甚至是高端別墅項(xiàng)目，維修工作長(zhǎng)達(dá)幾年間亦屬正常，尤其是位于削山造地的大厚度黃土地區(qū)的建設(shè)項(xiàng)目，室外花園塌陷尤為嚴(yán)重，維修好這家的，那家的又出現(xiàn)問(wèn)題，這類問(wèn)題維修好了，那類問(wèn)題又出現(xiàn)了，如何在保證工程質(zhì)量的前提下，既合理又經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行土方回填處理，成為建設(shè)工程中簡(jiǎn)單而值得深思的問(wèn)題。

1 土方回填后的塌陷沉陷原因分析

通過(guò)對(duì)塌陷項(xiàng)目的維修及跟蹤觀察其他項(xiàng)目的塌陷沉陷問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)塌陷部位都有滲漏水現(xiàn)象，甚至被水沖刷浸泡，綜合分析原因，在土方回填時(shí)都存在幾個(gè)共性問(wèn)題；（1）為了保證工程項(xiàng)目整體形象進(jìn)度，趕工期而快施速工，采用挖機(jī)或裝載機(jī)等設(shè)備進(jìn)行土方回填；（2）沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)范要求控制攤鋪厚度，回填土方虛鋪厚度過(guò)厚；（3）操作面局限性強(qiáng)，不能用機(jī)械夯實(shí)，施工難度大；（4）回填土方含水率隨意性強(qiáng)，沒(méi)有按最佳含水率進(jìn)行控制；（5）甲方監(jiān)理過(guò)程把控不嚴(yán)格，沒(méi)有嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度檢測(cè)試驗(yàn)；（6）壓實(shí)度試驗(yàn)資料不真實(shí)。

2 深基坑建筑周圍土方回填的工程實(shí)例

2.1 巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告

擬建項(xiàng)目場(chǎng)地原為河道漫灘及Ⅰ級(jí)階地，其場(chǎng)地地層自上而下主要為第四系松散沉積物及第三系基巖，地層巖性種類較多，主要為五個(gè)大層，現(xiàn)從上到下分述如下：

1）第1層 雜填土：場(chǎng)地大部分鉆孔地段均有分布，雜色，土質(zhì)不均，成分以黃土狀粉土為主，具大孔隙，干～稍濕，松散，含大量碎磚塊、混凝土碎塊及建筑生活垃圾，為該區(qū)上覆地層，場(chǎng)地內(nèi)原河改道所填雜填土厚度大，厚0.50～11.50m。

2）第1-1層 素填土：個(gè)別鉆孔中有分布，褐黃色，土質(zhì)不均，成分以黃土狀粉土為主，具大孔隙，松散，偶含小礫石。為該區(qū)上覆地層，厚0.80～1.50m。

3）第2層 粉土：場(chǎng)地大部分鉆孔地段均有分布，淺褐黃色，土質(zhì)較均勻，具蟲孔及針狀孔隙，偶含小礫石及植物根莖，部分鉆孔底部夾有薄層粉質(zhì)粘土。含水率w=7.0%～22.4%，稍濕～濕，孔隙比e=0.57～1.04，整體呈中密狀態(tài)，壓縮系數(shù)a1-2=0.10～0.39MPa-1，屬中等壓縮性土，厚 0.70～8.50m。

4）第2-1層 細(xì)砂：場(chǎng)地部分鉆孔地段有分布，黃褐色，礦物成分以石英為主，次為風(fēng)化長(zhǎng)石和暗色礦物，含少量小礫石，該層多分布于圓礫層上部及粉土層下部，稍濕-飽和。標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)一般為5～23J/30cm，平均值為10.1J/30cm；標(biāo)貫修正后錘擊數(shù)一般為4.76～20.9J/30cm，平均值為9.51J/30cm，標(biāo)貫擊數(shù)較低，整體呈松散狀態(tài)，厚0.50～4.30m，。

5）第2-2層 粗砂：場(chǎng)地部分鉆孔有分布，淺褐黃色，礦物成分以石英為主，次為風(fēng)化長(zhǎng)石，砂質(zhì)不均，局部夾有礫砂，含較多礫石顆粒，濕-飽和。標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)一般為6～23J/30cm，平均值為11.8J/30cm；標(biāo)貫修正后錘擊數(shù)一般為5.6～21.4J/30cm，平均值為 10.9J/30cm，標(biāo)貫擊數(shù)較低，呈稍密狀態(tài)，厚0.80～7.00m。

6）第3層 圓礫：全區(qū)均有分布，雜色，成分以石英巖、砂巖為主，次為碳酸鹽巖類及少量變質(zhì)巖，一般粒徑為2～30mm，最大粒徑為50mm，其中圓礫含量約占50%，卵粒約占20%，砂泥質(zhì)充填，約占30%。顆粒級(jí)配較好，分選型較差，膠結(jié)程度較好，顆粒磨圓度較好，濕-飽和。動(dòng)探修正后錘擊數(shù)一般為1.87～30.8J/30cm，平均值為15.4J/30cm，圓礫層呈中密-密實(shí)狀態(tài)，厚 4.10～12.60m。

7）第3-1層 淤泥質(zhì)粉土：僅在部分鉆孔中有分布，多位于圓礫層中部及頂部，部分位于鉆孔頂層，黃褐色或青灰色，可塑-軟塑，具腥臭味，厚0.50～3.80m。

8）第4層 強(qiáng)風(fēng)化泥巖（N2g）：全區(qū)均有分布，淺棕紅色，泥質(zhì)膠結(jié)，厚層狀構(gòu)造，成份以粘土礦物為主，巖質(zhì)軟，成巖作用較差，錘擊易碎，遇水易軟化，巖芯多呈短柱狀，斷面光澤不明顯，巖體完整性一般，RQD指標(biāo)為20%～50%，厚3.30～4.20m。

9）第5層 中風(fēng)化泥巖（N2g）：全區(qū)均有分布，淺棕紅色，泥質(zhì)膠結(jié)，厚層狀構(gòu)造，成份以粘土礦物為主，巖質(zhì)較軟，錘擊較易碎，遇水易軟化，巖芯多呈長(zhǎng)柱狀，巖體完整性較好，RQD指標(biāo)約為60%～80%。層頂埋深15.30～26.60m，高層孔進(jìn)入中風(fēng)化泥巖層大于6m，本次鉆探未揭穿，最大揭露厚度7.8m。

2.2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

為突出設(shè)計(jì)“美觀、經(jīng)濟(jì)、安全、使用”，本工程地下工程為地下兩層，地下二層為機(jī)動(dòng)車車庫(kù)、換熱站等，層高為3.8m，地下一層為機(jī)動(dòng)車車庫(kù)、變配電室、柴油發(fā)電機(jī)房及自行車車庫(kù)等，層高4.2m，主體投影以外覆土層厚度為1.95m，室內(nèi)外高差0.45～0.55m。

單體工程為地下兩層，地下一為設(shè)備用房，自行車庫(kù)及地下車庫(kù)，地下二層（核心筒部位）為合用前室，地上為商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)和住宅，覆土層厚度1.8m。

從性價(jià)比角度考慮，為節(jié)省建筑成本，單體工程只有核心筒部位設(shè)計(jì)為地下二層，導(dǎo)致大底盤和主樓之間局部形成“天井”，需二次土方回填，且該部位四周均為剪力墻并有高差，土方回填時(shí)，施工難度大（如圖1所示）。

圖1 土方回填設(shè)計(jì)圖

3 方案比選

施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)回填土方要求:(1)緊貼地下室周圍800范圍內(nèi)用2：8灰土回填，其它范圍用素土或粉質(zhì)粘土回填;回填土內(nèi)不得含有塊狀粘土或砂質(zhì)粉土，也不得含有石塊、碎磚、灰渣、有機(jī)物。(2)回填土應(yīng)在基坑兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行，分層鋪填夯實(shí)。人工夯實(shí)時(shí)，每層厚度不得大于250mm，機(jī)械夯實(shí)時(shí)，每層厚度不得大于300mm，壓實(shí)系教均不得小于0.94。

在《甘12J4地下建筑防水構(gòu)造》P58頁(yè)①中，要求回填土從防水保護(hù)層500mm范圍內(nèi)自下而上采用2∶8灰土回填。

該項(xiàng)目筏板及車庫(kù)底板頂標(biāo)高比正常地下水位標(biāo)高低0.4～2.4m，為保證該項(xiàng)目建筑周圍和大底盤與主樓之間局部形成“天井”等部位回填土方合格，避免出現(xiàn)后續(xù)塌陷問(wèn)題，在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010第12.2.6條“高層建筑地下室外周回填土用級(jí)配砂石、砂土或灰土，并應(yīng)分層夯實(shí)。”要求，將采用性價(jià)比高，就地取材且保證質(zhì)量的砂礫土進(jìn)行分層回填。

4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

分別對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不同部位進(jìn)行灌砂法試驗(yàn)測(cè)定壓實(shí)度，具體部位如下：

1)工程樁間開(kāi)挖后未被擾動(dòng)的原砂礫土層，其干密度為1.76g/cm3，含水率5.5%；

2)車輛隨意碾壓后的砂礫土層，其干密度1.98g/cm3，含水率 7.3%；

3)工程樁頭破除后，采用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)三遍后的砂礫土層，其干密度為1.93g/cm3，含水率9.8%；經(jīng)實(shí)驗(yàn)室土工擊實(shí)檢測(cè)，測(cè)得擊實(shí)后最大干密度為2.06g/cm3，最優(yōu)含水率10.1%。

5 回填方法與材料選擇

5.1 基坑現(xiàn)狀

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，該項(xiàng)目屬于深基坑土方開(kāi)挖工程，地下水較豐富，水位較高，施工現(xiàn)場(chǎng)大開(kāi)挖后，有大量的砂礫土，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度，地下車庫(kù)主體結(jié)構(gòu)封閉后，建筑主樓與大底盤之間的“天井”及大底盤周圍較深，土方回填量大，土方回填后，回填土將處于地下水內(nèi)且長(zhǎng)期浸泡。

5.2 回填選材

經(jīng)綜合分析評(píng)價(jià)，決定將散水下1m以下回填土，采用就地取材，充分利用開(kāi)挖出的透水性強(qiáng)，顆粒級(jí)配良好，膠結(jié)程度好，且承載力特征值相對(duì)高的砂礫土進(jìn)行分層回填，而散水以下1m范圍內(nèi)采用2:8灰土回填。

5.3 回填方法

根據(jù) 《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》相關(guān)規(guī)定要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，采用人工和機(jī)械相結(jié)合的方法，人工夯實(shí)時(shí)，每層虛鋪厚度不得大于250mm，機(jī)械夯實(shí)時(shí)，每層虛鋪厚度不得大于300mm，分層夯實(shí)，嚴(yán)格控制含水率，加強(qiáng)甲方監(jiān)理過(guò)程監(jiān)管和見(jiàn)證取樣，層層試驗(yàn)，確保壓實(shí)系教均不得小于0.94。

5.4 效果預(yù)判

經(jīng)過(guò)施工質(zhì)量嚴(yán)格控制后，散水以下1米范圍內(nèi)采用灰土回填，可有效阻止種植綠化苗木長(zhǎng)期澆灌用水下滲而引起的塌陷，而底部采用的回填土，是充分利用與原土性質(zhì)接近且透水性強(qiáng)、承載力高的砂礫土，可規(guī)避長(zhǎng)期經(jīng)受地下水浸泡引起的沉陷。

6 加強(qiáng)場(chǎng)地的排水管控

6.1 管控措施要求

1）保證場(chǎng)地、道路等地表排水暢通，避免地面積水。

2）確保在建筑物周圍10m內(nèi)坡度不小于0.02，在建筑物周圍10m外坡度不小于0.015。

3）雨水明溝或路面排水時(shí)，確保暢通，其縱向坡度不小于0.015。

4)建筑物周圍的散水，其坡度不得小于0.05，散水外緣應(yīng)略高于平整后的場(chǎng)地，屋面為有組織排水。

5)散水應(yīng)用現(xiàn)澆砼澆筑，其下應(yīng)設(shè)置300mm厚的灰土墊層，并應(yīng)超出散水和建筑物外墻基礎(chǔ)底外緣500mm。散水宜每隔6～10m設(shè)置一條伸縮縫。散水與外墻交界處和散水的伸縮縫，應(yīng)用柔性防水材料填封，沿散水外緣設(shè)置雨水明溝。

6)在部分區(qū)域的土方回填范圍以外，設(shè)置5m寬的水平防護(hù)帶，深度2m，采用素土墊層。處理范圍遇坎邊時(shí)，以坎邊為界。

6.2 使用及維護(hù)要求

1）在建筑物正常使用期間應(yīng)對(duì)建筑物及場(chǎng)地和管道經(jīng)常進(jìn)行檢修和維護(hù)，并應(yīng)確保所有防水措施發(fā)揮有效作用，防止使用期間建筑物和管道的地基進(jìn)水引起濕陷。

2）采用嚴(yán)格防水措施，提高管道、檢漏管溝及檢漏井的材料標(biāo)準(zhǔn)，保證管道敷設(shè)及管道接口的施工質(zhì)量，并應(yīng)保持暢通，避免管道漏水影響地基。

7 綜合設(shè)防措施

1）室內(nèi)和防護(hù)范圍內(nèi)的室外管溝采用鋼筋砼的防水地溝。

2）有效控制好綠化種植用水。

3）對(duì)地表水要做好收集排放措施，對(duì)于山體附近的場(chǎng)地還應(yīng)考慮山體所排的雨水對(duì)場(chǎng)地的影響，必要時(shí)要設(shè)置排洪溝，使洪水能順利排出，保障建筑物的安全。

8 結(jié)論

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)砂礫層進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，數(shù)據(jù)結(jié)論可行。根據(jù)試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)，施工工控制好砂礫層鋪設(shè)厚度及壓實(shí)邊數(shù)，結(jié)合灌砂試驗(yàn)檢測(cè)最優(yōu)含水率，可以保證深基坑建筑周圍土方回填質(zhì)量，達(dá)到既保證承載力同時(shí)又滿足地下水的滲透，上部及地基處理范圍以外防護(hù)范圍采用灰土回填，有效防止地表水下滲濕陷變形，引起的建筑物周圍的沉陷。