十堰市城區深厚填土區地基處理方案探討

鄧超+嚴軍

摘 要：受山區場地條件限制，十堰城區建設用地稀缺。近年來，政府大力推進開山回填整地工程，開山形成的片巖巖塊、巖渣就近回填至溝谷中，平整出大面積半挖半填地基，部分填土區厚度甚至高達上百米。由于填土區與開山區平面上呈不規則形狀接觸，地基承載力、壓縮性和均勻性差異極大，因此，需要根據不同使用情況和使用目的對填土區進行地基處理。常用地基處理方案有分層碾壓法、強夯及強夯置換法、碎石樁法等。本文根據當地積累的大量工程實踐經驗分別對上述地基處理方案進行了分析整理，以期對今后類似工程起到借鑒作用。

關鍵詞：十堰市城區 深厚填土區 地基處理 分層碾壓法

1.十堰市城區深厚填土區工程地質特征及地基處理的必要性分析

1.1工程地質特征

十堰市城區屬地山丘陵地貌，地勢起伏較大，溝谷地貌發育，工程施工時需要將開山碎石土回填，厚度在0米到80米不等，回填后的土質松散，密實性分布極不均勻，其自身壓密固結作用很難完成，存在較大的后期沉降隱患。

十堰市碎石填土屬于假斑狀構造狀態，碎石以開山片巖為主，粗碎屑相互接觸，組成骨架結構，細粒物質充填在空隙之間。粗大的碎石顆粒，表面積較大，顆粒間無靜電引力連接，在發生沉降時，主要靠自身重力相互粘結，很難保持穩定。細粒碎石本身比較密實，當土體受較大沖擊力時，細粒碎石會從緊密土體中擠出，顆粒間的孔隙度進一步變大，土體會變得松散，穩定性降低。

綜合來說，十堰市城區深厚填土區地基具有孔隙率大、透水性強、顆粒聯接力弱、壓縮性高及承載能力低等工程地質特點，在其之上進行工程施工時，需要采取一定的預處理措施。

1.2地基處理的必要性分析

十堰市地處山區，建筑用地常常采用開山填土的方式進行開發。開山填土區的地質條件復雜，本節筆者從深厚填土區地質方面存在的問題出發，對地基處理的必要性作出詳細解答。

（1）土層性質不均勻、厚度變化大

由于開山填土堆積時間、堆積條件及顆粒大小的差異，造成深厚填土區的填土性質很不均勻，孔隙大小不等，粘結性弱，變形抗壓能力低，土體往往呈剛性狀態。此外，因受原始地貌條件的限制，填土的厚度分布往往存在很大差異，橫向分布極不均勻，人為隨意性較大，在很小的范圍內常常出現很大的變化，工程性質難以控制。因此，對填土區地基進行壓實加固等一系列工程預處理很有必要。

（2）具較強的濕陷性，變形程度大

十堰市山區填土是一種欠壓密土，土質較為松軟，孔隙度高，在受到外力作用下時，其形變程度往往較大，常常出現非正常下沉現象。其次，雨水對填土區的沉積作用影響尤為明顯，常常表現出較高的濕陷性，這對工程施工是極其不利的，需要對其進行一定的地基預處理，才能投入使用。

（3）壓縮性大、強度較低

深厚填土區的土質成分較為復雜，十堰市區以片巖為主，混雜其他雜巖，不同物質成分對工程性質的影響不一，但多種成分的混合往往會造成土層強度的降低，進而影響地基的穩定性。

（4）自重壓密性

在自身重力和大氣降水的影響下，填土常常出現自重壓密的現象。自重壓密所需的時間長短不一，十堰市區填土多為開山片巖，自然壓密時間長達1～3年，如果不對其進行人工處理，將嚴重影響施工周期，造成不必要的損失。

2.深厚填土區地基處理方案比較分析

深厚填土區地基處理方法有很多，本文結合十堰市填土性質及該地區工程施工條件等實地情況，分別介紹分層碾壓法、強夯及強夯置換法及碎石樁法三種地基處理方法的具體應用。

2.1分層碾壓法

在施工過程中，采用分層碾壓法對深填土區進行壓實處理，最大松鋪厚度要限制在30cm以內，如果填筑地基要求不高，最大厚度可控制在50cm內。在填筑地基時，需進行分層填筑而不能采取傾填的方式。回填時，將其分成水平層次，而后再逐層向上填筑，填一層碾壓一層。

分層碾壓法與其他地基處理方法相比，處理費用較高，工作量較大，每層都需要進行詳細碾壓，且在填方高度較大時，地基很容易失穩。與強夯法相比，分層碾壓法施工速度較慢，適用性較低，只有在滿足分層碾壓法施工條件的情況下才能選擇該方法進行地基處理。具體特點如下：

（1）工藝較為簡單，壓實效果良好，在壓實施工過程中振動頻率小，噪音較低，不會產生對環境污染的污染物。

（2）對回填土的要求較高，含水量必須接近工程最優值，雨季時施工困難，無法使用分層碾壓法。

（3）碾壓分層較多，工程造價較高。

2.2強夯法

強夯法開始施工前，需要提前5～7天時間的預降水，將地下水位降低至含礫層，并建立地下排水網絡，將場地內的積水統一排至指定地點。根據實地情況，在填土區四周挖開深淺不一的減震溝，減少沖擊波沿水平傳遞而對周圍環境造成的破壞。采用三遍夯施工的方法進行施工，兩遍點夯，一遍滿夯，點夯敲擊次數不少于13次，滿夯需相互搭夯。需要注意的是，點夯施工必須采用隔行隔點跳打法，這樣才能更好地將夯擊能傳遞到地層深處。

（1）分層強夯

十堰市填土填料以開山片巖為主，填土深度不一，最深可達50m以上。因此，在對其進行強夯處理時，分層強夯法能很好地避免局部漏夯的問題。分層強夯工藝操作簡單，可以有效地提高工程施工的速度，適當地減少整個地基處理工程的施工費用，且適用于任何填土區地形，適用性較高。此外，采用分層強夯的處理方法進行地基處理，可以顯著提高地基的穩定性，且抗滑性較高。

（2）表層強夯

土方填筑地基時，可一次性填土到位，采用拋填法。土石混合料填筑采用分層堆填的方法，通過爆破、裝車、堆卸、整平的順序，使得土料混合均勻、級配合理。

表層強夯的夯擊能較大，遠遠超過分層碾壓的壓實能，夯點常常處于超壓密狀態，對滑動面起到切割作用。表層強夯要求上層土的夯點壓實墩切入下層，呈交錯狀態，進而加強層面簡單鎖緊作用。與分層強夯法相比，其優點包括：endprint

①適用于較多類型的土層，對回填土要求較低；

②因表層強夯法不需要對填土進行分層，可一次性對填土區進行處理，工作效率高，造價相對較低；

③對周圍建筑物影響較小。

表層強夯法的局限性：填土厚度較大時，底部填土難以密實；填土厚度不均勻場地易造成后期地基的不均勻沉降。

2.3碎石樁法

碎石樁法加固砂土地基的主要機理是通過提高地基土的承載力，減少填土變形和增強地基濕陷性性，改變填土區的性質。

碎石樁法對填土區地基的加固作用體現在兩個方面——置換作用及排水作用。

（1）置換作用

碎石樁法主要機理是置換作用，就是利用性能良好的碎石替代原本不良地基填土，進而達到增強地基強度的目的。由于碎石樁的剛性強度較填土的剛性強度大，而地基中應力分布常常按材料形變模量進行分配，因此，大部分載荷壓力需要碎石樁來承擔。

（2）排水作用

深厚填土區土體滲透性較差，抗剪能力低，設置濾透性和反濾性能好的碎石樁，能很好地加強土體性能。十堰市地處南方，雨水豐富，碎石樁法能有效改善填土固結排水路徑，加快固結速度。

與其他地基處理方法相比，碎石樁法適用于堆積松散的砂土、粉土、粘土及雜填土等地基，可提高地基的承載能力，降低其壓縮性。另外，碎石樁法還能處理液化地基，這是其他地基處理方法所不及的。

碎石樁的局限性主要是處理深度有限，一般在4至6米范圍，最深一般不超過10米。

3.結語

本文結合十堰市具體工程地質情況，充分分析了地基處理的必要性后，針對不同要求，給出了符合十堰市工程特性的三種地基處理方案。以下為具體總結：

（1）分層碾壓法。操作工藝簡單，壓實效果良好，環保，但工程造價較高，且在含水量較大的工程環境中不宜使用。

（2）強夯法。可進一步分為表層強夯法和分層強夯法兩種，其工程造價較低，且適用于多種填土類型，適用性高。表層強夯法可一次性對填土區進行處理，施工效率高，且效果明顯，是山區地基處理較為實用的方法。

（3）碎石樁法。其工程造價是這三種方法中最為便宜的，且由于其對地基處理的特殊作用，能被應用于液化地基處理中。作為對承載力要求不高，變形適應能力強的輕型建筑地基使用時，經濟優勢明顯，碎石樁法是地基處理的首選之法。

參考文獻：

[1]夏長華.深厚雜填土地基處理應用研究[D].中國地質大學（北京），2008.

[2]安明，韓云山.強夯法與分層碾壓法處理高填方地基穩定性分析[J].施工技術， 2011，40（10）：71-73.

[3]江立群.強夯置換碎石法在深厚雜填土地基處理中的試驗研究[J].水電能源科學， 2012， （9）.

[4]劉永紅.碎石樁加固地基的機理研究[D].西南交通大學，2004.endprint