大面積深厚回填地基處理方法的討論

孔 維 偉

(中國中元國際工程有限公司,北京 100089)

0 引言

隨著城市建設的發展，各類建筑工程日益增多，土地的用量也越來越多，我國土地面積很大，不同的地域有著不同的地質土層，不同的土質情況又對建筑物的基礎形式產生不同的影響，尤其是大面積深厚填土，因此應對建筑工程的地基處理引起重視，本文將對大面積深厚填土的地基處理給出合理的處理方法和技術措施。

1 工程概況

昌平區南邵鎮(昌平區新城東區六期(東))0302-57和70地塊F1住宅混合公建用地(配建“公共租賃住房”)(公租房部分)位于北京市昌平區南邵鎮，57號地塊與70號地塊南北相臨，其中57號地塊北側為南環路，南側為昌懷北路；70號地塊北側為昌懷北路，南側為昌懷路；東至南豐東路，西至南豐路。

昌平南邵項目57地塊主要包括9層辦公樓，5層商業樓，8層～15層公租房，5層～11層的商品房。有1層～2層地下室，主要功能為車庫，埋深約7 m～12.0 m。車庫頂板覆土厚度均為2.750 m。昌平南邵項目70地塊主要包括9層辦公樓，7層～15層的公租房，5層～11層的商品房。有1層～2層地下室，主要功能為車庫，埋深約7 m～12.0 m。車庫頂板覆土厚度均為2.750 m。

2 現場地質概況

擬建場地原為砂石開采場，停采后作為建筑垃圾回填場地使用，場地內廣泛分布人工填土，人工填土主要以粘性土、粉土、建筑垃圾、生活垃圾為主，人工填土層分布極為不均。

本工程周邊環境復雜，基坑深度深。土層變化大，場地內填土、粘性土、卵石、基巖分布不均，填土厚度不均(2 m～16 m)，開挖標高以下仍有較厚的土層條件較差的粘性土。地下水處理困難，含水層厚、滲透系數大，降深大(10 m)，且地下水與周邊水系是否有聯系未知，止水或者降水都不是很理想。

根據地勘資料：57地塊局部有雜填土，最大厚度為17 m。70地塊有大面積雜填土且地表起伏很大，高差達18 m左右，南側有三個水塘。場地內填土以人工雜填土為主(厚度0.3 m～17 m)，局部存在粉質粘土—粘質粉土素填土、卵石素填土、粉細砂素填土。其中人工雜填土主要由磚塊、混凝土塊、灰渣等建筑垃圾組成，最大塊徑大于1.50 m，局部夾生活垃圾。

場地現狀情況見圖1，水塘周圍場地見圖2。

3 地基處理的方法討論

根據設計特點和勘察情況，兩地塊大部分建筑需進行地基處理才能滿足設計承載力要求，57號地塊的換填厚度大致為2.38 m～7.27 m，70號地塊的換填厚度大致為2.70 m～16 m。

3.1 前期方案：強夯法

強夯法又稱動力固結法或動力壓實法，這種方法是利用起吊設備，將10 t～40 t的重錘提升至10 m～40 m高處使其自由下落，依靠強大的夯擊能和沖擊波作用夯實土層，從而提高地基承載力并降低其壓縮性，改善地基性能，滿足設計要求。強夯法主要用于處理碎石土、砂性土、低飽和度的粉土和粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土地基，一般均能取得較好的效果。

通過前期調研相鄰附近的泰康之家項目采用強夯法，但是本工程目前周邊已經有建成的建筑物，強夯法施工過程中震動比較大，不適合用于離建筑物和構筑物比較近的區域，容易產生擾動和擾民。此方法不適合本工程。

3.2 初步方案：換填+CFG樁

根據當時的設計條件和初步設計時提出的建議，對地基處理方案進行了細化，要求其在保證結構安全，施工質量的前提下，在節約成本的基礎上進行地基處理設計，方案采用換填加CFG樁形式。

3.3 進一步方案：樁基方案

由于設計方案調整，重新給出樓座荷載，沉降變形量為40 mm,經計算大部分樓座沉降量都大于40 mm。由此造成采用換填+CFG樁無法滿足變形要求，提出需采用樁基礎。項目組織設計、勘察和地基設計單位再次對采用樁基礎進行了分析。對于采用樁基礎經討論存在以下幾點問題：

1)本項目土質為雜填土，成孔是否能夠實現；

2)全部采用樁基礎造價增加；

3)樁間土不換填下沉會造成墊層和底板下部防水破壞，漏水隱患很大。

依據以上意見和討論意見根據現場條件進行試樁的相關工作：

為了能準確反映采用樁基方案時樁基施工的實際狀況，試樁區域選在70地塊的西北角，水塘北側區域，該區域場地標高接近47 m，與樁基設計施工作業面接近，并且試樁位置盡量避開樓座位置。共開孔9個，按照施工順序編號分別為S1～S9。

各樁孔試樁現場情況見圖3，圖4。

各樁孔試樁情況見表1。

試樁結論：通過現場試樁成孔率僅為33.3%，在現狀土層打樁無法滿足大面積施工，如果不進行換填打樁，一旦施工時在無法成孔的條件下再換填，那么會造成返工增加、已完成部分可能受到影響，工期延誤等，所以地基處理如采用樁基，那么就是換填+樁基。

表1 各樁孔試樁情況

3.4 最終的方案：換填+樁基或CFG樁

本工程將人工填土全部挖出，換填級配砂石(局部素混凝土)，而后根據建筑物荷載的不同采用樁基、CFG樁、換填地基以及天然地基。

57號地塊：辦公區:天然地基、局部換填素混凝土、換填級配砂石+CFG樁；公租房：換填級配砂石+樁基/局部換填素混凝土；商品房：天然地基+局部換填級配砂石。

70號地塊：辦公區和公租房區:主樓換填級配砂石+樁基；商品房區域：17號～20號、22號、30號共6棟樓換填級配砂石+樁基；24號、28號、29號共3棟樓換填級配砂石+CFG樁；其余區域：換填級配砂石。

4 換填施工措施

1)施工控制網測量：土方換填施工應建立施工控制網，包括平面控制測量和場地高程控制測量。

2)場地清表：將人工填土全部清除后，對基底土靜力碾壓2遍，保證槽底表面平整。

3)設置試驗區：在正式施工前，應選擇具有代表性的場地進行現場試驗，確定場地換填的施工方法、施工工序、每層壓實遍數等相關參數。

4)分層碾壓。a.除局部換填素混凝土外，均采用級配砂石作為換填材料；b.每層虛鋪厚度300 mm；c.振動碾碾壓8 t～15 t，碾壓遍數不少于6遍～8遍，最終驗收標準以壓實系數為準。

5)質量檢測與監測。a.壓實地基的施工質量檢驗應分層進行。每完成一道工序，應按設計要求進行第三方檢測，未經驗收或驗收不合格時，不得進行下一道工序；b.采用灌砂法檢驗換填地基的壓實系數。壓實系數不小于0.97；碎石土干密度不得低于2.0 t/m3；c.為檢驗回填地基土的均勻性，采用貫入儀或動力觸探試驗方法對回填碾壓土進行質量控制和評價；d.平板載荷試驗；e.在施工期間及施工完成后對地基變形進行監測。

5 結語

通過上面的地基處理分析過程的探討，大面積深厚回填地基不論采用何種處理方法，都要有合適的應用范圍，從對周邊建筑的影響程度、成本方面、施工操作性、施工的質量控制和工期控制等各方面都要考慮，選擇合適的地基處理方法。