大面積回填地基處理關鍵技術及工程應用

陳洪帥　繆建楊　楊宏輝　李曉東　謝　強

(上海建工七建集團有限公司，上海　200050)

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大面積回填地基處理關鍵技術及工程應用

陳洪帥繆建楊楊宏輝李曉東謝強

(上海建工七建集團有限公司，上海200050)

摘要：根據中國博覽會會展綜合體D1展廳的工程概況，確定了回填地基處理方案，探討了大面積灰土和級配砂石回填地基的關鍵技術，通過堆載試驗表明，回填地基的承載力和沉降量均滿足規范要求。

關鍵詞：地基處理，灰土，砂石，堆載試驗

0引言

城市大型公共建筑、展覽中心、廠房等建筑物，占地面積可達幾萬平方米至幾十萬平方米，對地基土承載力、地基土工后沉降變形有著較高的要求，因此在工程施工中通常需要進行大面積地基處理。相對于地坪樁法、架空樓板法、強夯法和預壓法，回填處理具有環境影響小、施工速度塊、工程造價低、施工效率高等優點，可優先選擇。

回填處理根據回填材料的不同主要分為原狀土回填和換土回填兩種。而原狀土多為性能較差的素填土、雜填土、淤泥土等，其含水率難以控制，故分層碾壓或夯實很難達到既定的壓實度，且壓實過程中產生的超孔隙水壓力消散需要很長的時間，工后沉降不易保證，因此原狀土回填很難滿足建筑對地基的要求。在原狀土的回填很難滿足要求的情況下，可選擇換土回填，即換填法。換填法施工在公路、鐵路路基、建筑基礎底部、局部處理等方面有著廣泛的應用，而在大面積的公共建筑中應用較少。因此有必要對大面積換填技術進行專門的研究，形成一套系統的施工工藝和技術。

本文以中國博覽會會展綜合體項目(北塊)D1展廳回填地基處理工程為背景，從地基處理方案選擇、回填材料性能與施工要點、質量檢驗等方面，研究大面積回填地基處理施工的關鍵技術，以為類似工程的實施提供借鑒。

1工程概況

中國博覽會會展綜合體項目(北塊)D1展廳工程位于上海市西部，總用地面積約54.3萬m2。D1展廳建筑占地面積8萬m2，總建筑面積20.58萬m2，無地下結構；建筑層數共7層，包括展廳2層，設備層5層，建筑總高度43 m(見圖1，圖2)。

上部結構施工時，需搭設16 m高支模排架，且混凝土構架超大，澆筑混凝土時對地坪產生的施工荷載經計算達到6 t/m2，這就對地坪施工質量提出更高要求，如何保證已施工完的地坪達到設計要求成為本工程一大難點。

根據設計要求，本工程回填土層填土壓實系數不得小于0.93，填土需進行地基承載力載荷板試驗，極限承載力不應小于140 kPa。砂石墊層壓實系數不得小于0.95，載荷板試驗極限承載力不應小于140 kPa。

2地基處理方案

中國博覽會會展綜合體項目A1，B1展廳地坪原設計方案采用獨立單樁承臺基礎，每個承臺下設置一根樁徑為300 mm的預應力高強混凝土管樁，承臺平面尺寸1 750×1 750，承臺普遍厚450 mm，樁位附近范圍加厚至750 mm，承臺中心間距4 400 mm，承臺面絕對標高+4.000。承臺面上再采用級配砂石回填+混凝土基層,厚度1 000 mm。此方案經實施后發現具有工期長、施工難度大、工程造價高等特點，但在一定程度上可以保證地坪施工質量，防止地坪沉降。由于本工程工期極為緊張，后經與設計、業主、監理一同協商決定，D1展廳舍棄地坪樁施工方案，改用三七灰土和級配砂石對換填地基方案進行處理，較之A1，B1展廳采用地坪樁方案，可節約投資約156萬元。

中國博覽會會展綜合體項目D1區基礎采用基礎承臺+連梁形式，基礎承臺尺寸較大，最大承臺平面尺寸達10 m×10 m，承臺厚度4 m，基礎開挖采用大開挖形式，承臺處按1∶1.5放坡，基礎連梁處按1∶1放坡。這就直接導致承臺邊回填厚度將超過4 m，且回填面積大，難以控制地坪施工質量。為保證此處地坪的承載力及地基變形控制，后經與業主、設計、監理溝通協商，改用中粗砂回填，壓實系數不小于0.94，從而保證了承臺周邊與展廳大面積地坪施工效果的一致性。

3回填施工要點

3.1灰土

灰土回填是將一定體積配合比的灰土在原地面進行鋪設分層碾壓，或將地面下一定范圍內的軟弱土層挖去，用一定體積比配合的灰土在最優含水量情況下分層回填夯實或壓實。特別適用于處理地面下存在1 m～4 m厚的軟弱土層的地基。

石灰質量應符合Ⅲ級以上的磨細生石灰技術指標，要盡量縮短石灰存放時間，并注意防雨淋，如果存放時間較長，經試驗有效鈣及氧化鎂含量低于Ⅲ級標準時不得使用。石灰含量采用內摻6%的石灰。石灰顆粒粒徑不大于5 mm，石灰與填土應攪拌均勻。

由于本工程無空曠拌合場地，且工期極為緊張，結合工程特點，選擇路拌法施工，即在施工現場以不同的方式(人工的或機械的)將灰土拌和、攤鋪和壓實的方法。路拌法拌和比較均勻，可以縮短成型期，便于就地取材。

工藝流程：下承層準備→施工測量→備料→攤鋪→拌和→整形→碾壓→養護。

現場經清表后場地標高約為3.6 m～4.2 m不等，灰土回填原則上按250 mm一層進行碾壓。碾壓時，灰土表面要潮濕，碾壓遵循：先兩側后中間，先靜壓后振動再靜壓的操作程序壓實，壓路機行駛速度控制在2 km/h以內，碾壓分初壓、復壓和終壓。初壓采用16 t壓路機，關閉振動裝置，先靜壓兩遍，起整平和穩定混合料的作用。復壓時打開振動裝置，弱振動兩遍，強振動兩遍，當壓實密度達到設計和規范要求時復壓停止。碾壓時，區段交接處應重復壓實。分段施工時，接槎處做成梯形，水平距離錯位1 000 mm斜坡，并充分壓實。

3.2砂石

砂、砂石墊層的材料，宜選用級配良好，質地堅硬的粒料，其顆粒的不均勻系數最好不能小于10，以中、粗砂為好，可摻入一定數量的碎石、卵石，但要分布均勻。細砂也可作為墊層材料，但不易壓實，而且強度也不高，使用時也宜摻入一定數量的碎卵石，但最大粒徑不宜大于50 mm。

本工程的砂石選用碎石、卵石和粗砂，級配為0 mm～2 mm≤20%,2 mm～5 mm≤15%,5 mm～25 mm≤45%,25 mm～40 mm≤20%。根據設計要求和現場實際情況，在灰土基層施工完成后，對基坑進行300 mm厚的級配碎石墊層施工。本工程室內砂石墊層采用300 mm級配砂石結合250 mm混凝土配筋面層的形式。級配砂石墊層選用碎石、卵石、粗砂和中砂，應級配良好，褥墊層應采用機械壓實。

工藝流程：檢查級配砂石質量→鋪筑砂石→灑水→壓路機碾壓→找平驗收。

設置間距小于5 m的水平標準木樁，控制鋪筑厚度。在碾壓前，根據現場干濕程度和氣候條件，適當灑水保持砂石的最佳含水量，一般為8%～12%。碾壓時，壓路機碾壓不少于4遍，輪距搭接不少于50 cm，行駛速度控制在25 m/min～30 m/min，其輪距搭接不少于500，邊緣和轉角處應用人工采用蛙式打夯機補夯密實。

質量檢測方面，按10 m×10 m方格網檢查高程，誤差不得大于±50 mm。壓實干密度不小于1.8 t/m3，壓實系數不得小于0.95，每100 m2設置一個檢測點。砂石墊層進行地基承載力荷載板試驗，極限承載力不應小于140 kPa。每5 000 m2應設置1組荷載板試驗。

4堆載試驗

由于結構施工時，施工荷載通過排架體系傳遞至已施工完地坪，為確保施工質量，需在地坪大面積施工前有針對性地進行堆載試驗，其目的在于：

1)驗證制定的換填方案及施工工藝是否可行，即處理后地基

承載力和沉降是否滿足要求。

2)測試梁下地基在重力荷載作用下的沉降，預估梁在支模、澆搗、養護時對地基土產生的沉降值。

3)檢驗地基土經過處理后，提高的地基承載力是否能夠滿足施工要求。

選擇一塊試驗場地，確定堆載數值標準，模擬實體結構施工排架系統搭設短排架(減小排架搭設高度)，模擬混凝土澆筑流程分步對地坪加載，最終通過沉降觀測來確定地坪的沉降量。模擬排架體系的堆載試驗對各個測點進行沉降觀測。堆載前初測見圖3，模擬排架體系堆載見圖4。

根據沉降觀測數據給出的結果，地基并未出現明顯的不均勻沉降，整體沉降值最大為20 mm，且在堆載后的15 d之后即趨向穩定。因此，決定大面積地坪施工時，對地坪基層做20 mm整體拋高處理，從而保證在結構施工完成后，地坪標高達到設計要求。同時，對于結構大梁，決定跨中按2.5‰，支座處按1‰起拱，以保證結構施工質量。

5結語

實踐表明，回填三七灰土和級配砂石方案明顯縮短了工期，降低了造價的同時，也保證了回填地基的承載力和沉降控制要求。中粗砂回填承臺兩側的方法，保證了承臺周邊與展廳大面積地坪施工效果的一致性。通過現場堆載試驗的沉降觀測，記錄并分析了不同測點的沉降數據，驗證了換填方案及施工工藝在大面積回填地基的處理中是可行的。

參考文獻:

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Key technology of large area backfillground treatment and application in engineering

Chen HongshuaiMiao JianyangYang HonghuiLi XiaodongXie Qiang

(ShanghaiConstructionIndustry7thConstructionGroupCo.,Ltd,Shanghai200050,China)

Key words:foundation treatment, dust, dinas, loading test

Abstract:According to Chinese Expo complex D1 exhibition hall engineering conditions, the paper determines backfilling foundation processing scheme, and explores critical large-area dust and grading dinas backfilling foundation technologies. Through loading test, it shows that: both the backfilling foundation bearing capacity and subsidence meet requirements.

文章編號：1009-6825(2016)14-0064-02

收稿日期：2016-03-02

作者簡介：陳洪帥(1991- )，男，工程師

中圖分類號：TU472

文獻標識碼：A