淺談某填方地基的加固設計

魯國鵬謝桂恒

1云南省未成年犯管教所（650304）2中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司（650000）

淺談某填方地基的加固設計

魯國鵬1謝桂恒2

1云南省未成年犯管教所（650304）2中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司（650000）

對某填方地基上的開裂建筑物的變形原因進行分析，得到樁基負摩阻力是引起建筑物變形開裂的主要原因。通過比較選擇了合理的地基加固方案，采用高壓旋噴樁和樹根樁加固地基，采用擋土墻維持坡體穩定，并介紹了詳細的方案設計。

填方；地基加固；旋噴樁

隨著經濟的發展,建設用地的需求越來越大，挖填方場地的建設越來越多。此類地基由于未在自重應力下充分固結，故而地基強度低，沉降量大。要使得場地滿足工程建設的要求，必須進行地基加固處理。如果未經過加固處理或者處理不到位，往往會由于地基沉降過大或者承載力不足，使建筑物產生變形、開裂，進而影響建筑物的質量和安全。

1 工程概況

本工程為云南省未成年犯管教所整體遷建項目。建筑場地地形以大面積挖方、填方形成。填方完成后未經自然沉降處理。主體工程及配套工程于2012年8月基本完工。監區圍墻采用人工挖孔灌注樁，樁徑0.9 m，有效樁長≥6 m，樁距6 m，地梁截面0.5 m×0.7 m。監區圍墻為50 cm厚，磚砌體墻高5.65 m，圍墻上部有壓頂梁。2013年4月發現監區南側2#監獄圍墻出現變形、裂縫，2014年3月變形、裂縫態勢加重,最大沉降變形達到15.2 mm，水平變形達到了18.3 mm，墻體及地梁多處出現變形縫。位于監區內外的部分道路也開始出現變形，尤其是監區外道路最大裂縫達到5 cm。監區的圍墻和道路開裂如圖1所示。

圖1 監區圍墻和道路裂隙

2 監測結果及不均勻沉降原因分析

2.1 土層分布情況

勘察報告提供的地基土體的分層情況如下:①人工填土，主要由黃、褐紅色黏性土及磷礦、碎石等組成，結構松散，土質不均，層厚0.0～18.5 m。②褐紅色黏土，硬塑（局部可塑）狀態，層厚0.5～6.6 m，孔隙比e平均值為0.89，壓縮系數a1-2平均值0.39 MPa-1，具中壓縮性。③黏土及粉質黏土，單層厚1.0 ～21.3 m，孔隙比e平均值為0.87，壓縮系數a1-2平均值0.25 MPa-1，屬中等壓縮性土。④泥巖，節理裂隙發育，強風化，巖芯呈土狀，揭露厚度1.1～16.3 m，低壓縮性，層位連續，場地內均有分布。

2.2 監測結果

委托有資質的單位從2013年11月21日開始到2014年3月，對監區西南側圍墻、圍墻道路、監區內建筑物進行變形監測。

在監測期間，監區南側圍墻墻體存在一定傾斜變形，變形未達到穩定狀態，最大傾斜率2.6‰。

監區圍墻西南側外道路最大累計沉降量為61.10 mm，指標超出國家規范允許值。

監區西南側圍墻基礎沉降指標非常接近國家規范警戒值（1 mm/d）。水平位移量最大點日均位移量為1.663 5 mm/d,累計沉降量最大達到15.20 mm，且有變大趨勢。

2.3 原因分析

圍墻地基屬于填土地基，地基土層尚未完成自重固結，樁基設計時應考慮負摩阻力的影響，設計時選用的樁基負摩阻力值過小，導致樁基礎不能滿足圍墻承載力的要求。

場地南側道路變形開裂嚴重，主要原因是由于場地內填土的不均勻性，導致沉降不均勻，且該路段位于填方邊坡坡頂,路的南側為邊坡臨空面，故該路段沉降變形和側向變形均非常明顯。

3 加固方案選擇

3.1 道路沉降處理方案

工程區南圍墻路段變形開裂最嚴重，有向坡外的側向位移明顯，且該路段南側的填方邊坡坡腳處無支擋結構，根據變形監測成果，該路基的變形尚未穩定。根據本工程特點及以往工程經驗，在道路變形部位設置高噴樁提高地基承載力值控制沉降，并采用深層排水孔排除地下水，提高路堤巖土體強度，提高整體穩定性。

道路南側的填方邊坡穩定性較差，通常采用擋土墻、抗滑樁、預應力錨索及排水等措施對邊坡進行加固處理。采用抗滑樁作為支擋措施由于造價過高、施工難度大、存在安全隱患、住建局發文限制施工等因素固不予考慮。預應力錨索對邊坡加固效果較差,施加預應力后填土蠕變會導致預應力失效，且造價過，也不宜采用。綜合考慮，決定在坡腳處采用漿砌石擋墻進行支擋。漿砌石擋墻施工簡單，造價較低。

3.2 圍墻變形處理方案

圍墻變形開裂較大的地段填土一般較厚，若采用樁基處理，需將樁端持力層設置在強風化基巖內。據鉆探，5#～7#崗亭之間的地段強風化泥巖埋深較大，為25～35 m。若采用人工挖孔樁處理，則施工安全風險大，投資大；若采用機械成樁，樁基設備自重較大，可能由于地面荷載大，施工時震動等，導致產生新的變形，影響圍墻安全。

根據勘探結果，地基土為黏性土，采用高壓旋噴樁成樁較容易，能夠在圍墻下部及現有樁基周圍形成水泥土墻，有效減少樁周負摩阻力并形成復合地基，提高承載力，減少變形。此外，該工藝施工設備較小，對原有構筑物不會造成較大影響。故采用高壓旋噴樁進行2#圍墻地基加固處理。

3.3 房屋建筑開裂處理方案

對于建筑物不均勻沉降通常采用的處理方法是灌漿法、樹根樁法、加大承臺法、高噴法、深攪法。灌漿法主要用于處理沙土等孔隙率較大的地基，未管所地基土為黏性土,采用灌漿法可灌性較差，有可能因灌漿壓力控制不當產生地面抬動，對建筑物產生新的破壞。樹根樁由于在室內施工，層高有限，鋼筋籠放入孔內難度大，樁太細等，也不宜采用。加大承臺法，只會增大附加荷載，不能從根本上解決負摩阻力問題，也不宜采用。

高噴法、深攪法能起到加固地基，減少負摩阻力的作用，但深攪設備較大，不能進入屋內。與本工程其他部位的施工工法統一考慮，采用高噴法即方便施工又能夠很好地消除負摩阻力，故采用高噴法對建筑物地基進行加固處理。

4 加固方案設計

4.1 道路沉降地基處理

針對道路變形區，采用高壓旋噴樁進行地基加固處理，以提高路基的承載力，減少變形。旋噴樁樁徑Φ0.5 m，樁間距1.5 m，梅花形布置，旋噴樁應進入黏土層不小于2 m，樁長10～18 m。

道路下部回填邊坡坡腳設置一道折線式M7.5漿砌石擋土墻，以提高路基邊坡的穩定性。擋土墻墻高3.0 m，基礎應設置在非回填的地基土上，地基承載力不低于150 kPa,基礎埋置深度不低于0.8 m。擋土墻每間隔15 m設置一道沉降縫，縫寬20～30 mm，填塞瀝青麻筋或瀝青木板，塞入深度不小于200 mm。擋土墻后回填碎石土必須夯實，密實度不低于85%。

擋土墻墻頂以上4 m邊坡坡面設置一道塑料排水盲溝管，外包土工布，排水管間距4 m，長度15 m，向外傾角10°。

4.2 圍墻地基處理

圍墻基礎內外各設置2排高壓旋噴樁，距離圍墻基礎0.5 m,高壓旋噴樁樁徑0.5 m,樁間距1.1 m，梅花形布置，旋噴樁應進入③層黏土層不小于2 m，樁長根據填土厚度確定為7～20 m。

圍墻下間隔3 m設置樹根樁,樁徑0.15 m,樁長20 m，與豎向夾角7°,樁內插入3根Φ25二級鋼筋。樹根樁注漿體強度不小于M20。

樁頂鋪設厚度150 mm，級配碎石褥墊層，褥墊層的鋪設寬度應大于基礎外邊線200 mm。由于現有圍墻地梁大部分出現了變形裂縫，局部出現了貫通裂縫，結構受力狀態受損。在高壓旋噴樁和樹根樁樁頂設置C30鋼筋混凝土板,厚度0.5 m,寬度3.9 m，混凝土板設置在圍墻地梁下部。

4.3 房屋建筑處理措施

現場變形相對較為嚴重的建筑物為(R棟)監區教學樓、(L棟)未成年男犯習藝樓。在變形部位樁基周圍設置一圈高壓旋噴樁，旋噴樁樁徑0.5 m，樁間距1.65 m，(R棟)樁長為27 m，(L棟)樁長為10 m。

5 結論

1）修建在欠固結填土地基上的建筑物需充分考慮樁基負摩阻力的影響,仔細論證設計參數，復核樁基承載力，以保證建筑物的安全性和可靠性。

2）對于已發生變形損壞的建筑物，需要合理選擇地基加固方案，使得加固措施既滿足加固要求，又經濟可行。

[1]朱彥鵬,曾春飛,黃麗華.濕陷性黃土地區某框架房屋地基加固設計研究[J].甘肅科學學報,2014,(4).

[2]JGJ 94-2008,建筑樁基技術規范[S].

[3]李春亮,程維紅.某廠房不均勻地基沉降原因分析及加固方案探討[J].科技資訊,2013,(23).