深回填區強夯地基設計與思考

于 恒 兵

(中煤科工集團重慶設計研究院有限公司，重慶 400016)

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深回填區強夯地基設計與思考

于 恒 兵

(中煤科工集團重慶設計研究院有限公司，重慶 400016)

通過工程案例，介紹了深回填區強夯地基的設計思路及關鍵控制點，并對強夯完成區域進行了檢測評價，指出受填土性質、方式、深度等因素影響，某些實測參數與規范值存在差異，在進行同類工程設計時應結合當地經驗合理選用。

回填土，強夯施工，地基設計，承載力

1 工程概況

1.1 工程地貌

本工程位于湖北省恩施市，場地地貌單元屬構造、剝蝕低山，原有微地貌屬山坡、溝谷、溝槽，現整個場區已高挖低填整平，地形地貌有較大改變，現有場地地勢平坦，擬建場地填土深度3.32 m～30.7 m左右。

方案設計前對現場進行了走訪和資料收集，現場情況如圖1所示。

1.2 工程地質

根據勘察公司2014年7月編制的本項目巖土工程初步勘察報告，巖土層性質見表1。

表1 工程地質分層表 m

2 強夯地基設計

本項目建筑功能為廠房及庫房，結構形式為門式剛架輕型鋼結構。初設階段主體結構基礎采用大直徑機械成孔灌注樁基礎，為節約成本及節省工期，施工圖設計時擬采用夯實后填土地基為基礎持力層，為滿足承載力及變形需要，對填土地基進行強夯處理。

2.1 夯擊能及有效加固深度

強夯的有效加固深度既是反映處理效果的重要參數，又是選擇地基處理方案的重要依據，可借鑒強夯法創始人梅那(Men-ard)公式H≈乘以0.34～0.8的修正系數預估，也可根據《建筑地基處理技術規范》6.3.3條進行查表，具體以原位檢測為準。

填土不大于6 m：單擊夯擊能E=1 000 kN·m，有效加固深度4.0 m。

填土大于6 m：單擊夯擊能E=3 000 kN·m，有效加固深度6.0 m。

2.2 承載力特征值

根據填土性質借鑒相關文獻資料并結合當地經驗，要求強夯后地基承載力特征值fak≥200 kPa。壓實填土承載力統計如表2所示。

表2 壓實填土承載力統計 kPa

2.3 壓縮模量

根據柱底軸力，按假定地基承載力特征值初算基礎尺寸，在滿足《建筑地基基礎設計規范》第5.3.4條基礎沉降量與沉降差的前提下，反算Es。

要求強夯后0 m～6 m范圍內壓縮模量Es≥10 MPa，6 m以下綜合壓縮模量Es≥4.5 MPa。

2.4 壓實系數

根據《建筑地基基礎設計規范》6.3.7條，要求強夯影響范圍內土層壓實系數不小于0.96。

2.5 加強夯設計

為保證強夯地基承載力，在柱網軸線8 m寬度范圍內設計加強夯，單擊夯擊能E=5 000 kN·m，加固深度8.0 m。

2.6 試夯點的選擇

試夯點的選擇應具有代表性，針對填土深度、填土性質應選擇具有代表性的試夯點，場地內共選取三個試夯點，淺回填區一個，深回填區兩個，每個試夯點面積為20 m×20 m。設計應根據試夯檢測結果調整或修改強夯技術方案。

2.7 臨空面處理

從圖1可知，地塊回填并未全部完成，場地東側存在臨空面。為保證強夯質量，確保施工及后期使用安全，對于臨空側區域按照圖2進行構造處理。

對于填土邊坡，應該進行防護處理，臨時邊坡建議采用坡率法放坡后掛網噴漿，永久邊坡可以采用坡率法放坡后進行格構支護。

強夯地基承載力、壓實系數等參數檢測，應在強夯施工結束2周后進行。

3 檢測與評價

強夯完成后委托第三方檢測單位對強夯區域進行了承載力、密實度等指標檢測。

3.1 淺層平板靜載荷試驗

場地內均勻布置23個淺層平板靜載荷試驗點，根據規范加荷分級不應少于8級，最大加載量不應小于設計要求的2倍，設計承載力特征值為200 kPa，因此，要求最大加載不小于400 kPa[1]。

檢測結果見表3。

表3 淺層平板靜載荷試驗結果匯總表

最大載荷沉降平均值22.91 mm，承載力特征值載荷沉降平均值8.72 mm。檢測結果表明，除個別點外，填土夯實后均勻性較好。

以1號實驗點為例，累計加載以及累計沉降統計如表4所示。

表4 1號試驗點淺層平板靜載荷試驗表

1號試驗點加載過程p—s，s—lgp，s—lgt曲線如圖3～圖5所示。

從圖3可知，在加載到400 kPa時，總沉降量為22.57 mm，未超出壓板邊長的6%，p—s曲線平緩，未出現陡降。從圖5可看出，各級荷載所對應的時程曲線平坦，以上情況表明該試驗點地基受壓尚未進入極限狀態，承載力有一定余量。

3.2 動力觸探

強夯區內均勻布置139個動探孔，檢測結果顯示18個動探孔在1.5 m～5.2 m內存在軟弱夾層，8個動探孔顯示強夯材料級配差，中間夾有大的塊石，其他動探孔均勻性較好，動探擊數滿足要求。

對不合格區域進行強夯材料鉆孔取樣，如是強夯材料的原因，可采用換土后重新強夯，如是施工原因，要求施工單位對該區域重新進行強夯施工。

3.3 壓實系數

試夯后檢測壓實系數最低值λc=0.90，最高值λc=0.92，均低于設計要求0.96，借鑒當地強夯經驗數據，粉砂土壓實系數無法達到規范值0.96，經專家論證，在保證承載力和壓縮模量的基礎上，要求壓實系數λc≥0.92即可。

4 總結及建議

為避免回填土沿基底接觸面失穩，可采用基底改造技術對填土與原狀地貌接觸面進行改造，方法有基底處挖臺階、抗滑短樁、麻面爆破等。筆者認為臺階法是一種簡單有效的方法，回填前去除邊坡表面雜物、腐土質。平整出寬度不小于2 m的臺階，隨臺階寬度增大，邊坡穩定性越好，要求臺階成2%～4%的反坡[2]，能有效避免后期回填土的整體滑移。

填土時建議采用分層回填，分層夯實。強夯法對土體的加固深度總是有限的，對于深回填地基，土體在自重作用下的固結沉降是無法避免的。

強夯施工前，應保證回填土四周的有效約束，當回填土存在臨空面時，設計應對臨空面回填土水平尺寸、放坡坡率提出相關要求。

應有效解決場地四周雨、污水及地下水對場地填土的不利影響，場地四周設置圍堰切斷雨、污水或設置排水管網將雨、污水疏導至市政排水設施，防止由于地下水侵蝕，造成場地地基掏空，進而引起的建筑地基或場區地面下沉、下陷。

5 結語

對于深回填土地基，受到填土性質、填土方式、填土深度等的影響，地基土的力學性能有較大的差異，當采用夯實填土地基作為基礎持力層時，應本著嚴謹的態度，在借鑒當地經驗數據的同時，嚴格進行現場原位檢測，并以檢測數據為設計及施工依據，合理的選擇基礎形式，不但能有效節約工期，還有較大的經濟效益。

[1] JGJ 79—2012,建筑地基處理技術規范[S].

[2] 楊靜梅.填方邊坡基底造型技術研究[D].重慶：重慶大學碩士學位論文，2007.

On design and consideration for dynamic compaction foundation in deep backfill areas

Yu Hengbing

(CCTEGChongqingEngineeringCo.,Ltd,Chongqing400016,China)

According to the engineering cases, the paper introduces the design ideas and key controlling points for the dynamic consolidation foundation in deep backfill areas, undertakes the test and evaluation of the dynamic completed areas, indicates some differences between the tested parameter and regular value affected by the backfilled soil property, approaches and depth, and illustrates the reasonable selection for local experience in the design for similar projects.

backfilled soil, dynamic consolidation construction, foundation design, loading capacity

1009-6825(2016)24-0062-03

2016-06-18

于恒兵(1983- )，男，高級工程師

TU472.31

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