合肥市龍泉山項目回填土地基處理方法比較

趙 宇

上海市水務局行政服務中心（上海市海洋局行政服務中心），上海 200000

在項目建設過程中，回填土地基作為一種松散地基，一般是由素填土和雜填土組成的，往往比較稀疏、松散而具有高壓縮性，同時具有土體不均勻、承載力小等特點。在工程施工中，樁基、復合地基和強夯法是處理回填土地基的常用方式。其中，強夯法有投資少、施工快等優點，適用于輕型建筑物和地埋式管道的地基處理。

1 工程概況

合肥市龍泉山生活垃圾焚燒發電項目場地位于合肥市肥東縣橋頭集鎮，龍泉山生活垃圾衛生填埋場南側，距橋頭集鎮中心約4km，距肥東縣城約18km。S105省道從場地西南側3.2km左右穿過，廠址靠近X026縣道，周邊有縣鄉道路通往廠區。

項目占地約94000m2，主要包括主廠房區（由垃圾廠房、電控樓和鍋爐房等組成）、綜合水泵房（機力通風冷卻塔和循環水泵房疊加布置）、循環水管、循環水處理區和滲濾液處理區（調節池、硝化池和滲濾液處理車間）。

2 工程地質概況

合肥市龍泉山生活垃圾焚燒發電項目在未進行場平之前，場地處于自然地貌狀態，局部基巖直接出露，為堅硬土場地。場地其他地段覆蓋層厚度在0～5m，覆蓋層以內地層主要為雜填土、可塑-硬塑狀態黏性土。土方回填后，回填土的厚度在3～16m，基本沒有基巖直接出露地段。場地天然地基承載力特征值如表1所示。

表1 場地天然地基承載力特征值

擬建電廠場地地形有一定起伏，整體呈現北高南低的狀態，地面高程一般為95～118m。±0.00m標高為118m。場地平整所需的土料由場外運進。

場地平整工作應首先清除站址區內地表層（厚度一般在0～0.3m），外運土料經分層碾壓填至118m高程。土方回填后，回填土的厚度在0～15m，基本沒有基巖直接出露地段。

回填料主要為黏土，自然狀態下為可塑～硬塑狀態，此次勘察取6件黏土擾動土樣進行了擊實試驗，測定其最大干密度及最優含水量，并將回填料按最大干密度的94%進行了配比、擊實制樣，測得壓縮模量、內聚力、內摩擦角、滲透系數等物理力學參數如表2所示。

表2 擊實試驗指標

3 地基條件以及處理方法對比

3.1 地基條件

該項目地基的地質條件情況比較復雜。由于施工工期影響，有大量回填土未經壓實，深度約為0～18m。擬建項目各建筑物基礎情況如下：（1）主廠房區基底壓力為150～300kPa，基底標高為-2.0～-1.5m，覆蓋層厚度為13～18m，適合采用樁基礎；（2）綜合水泵房（機力通風冷卻塔和循環水泵房疊加布置）基底壓力為180kPa，基底標高為-3.5m，覆蓋層厚度為8～9m，適合采用樁基礎；（3）循環水管、循環水處理區和滲濾液處理區為70～110kPa，基底標高為-3.5～-1.0m，覆蓋層厚度為5～6m。

按土層物理指標、強度指標，結合工程經驗綜合確定，壓實后回填土地基承載力特征值應為164kPa。由于工期限制回填土未經壓實，根據平板荷載試驗結果，回填土實測變形模量約為2.6MPa，承載力約為95kPa，不滿足擬建項目對地基承載力及沉降的要求[1]。

3.2 地基處理方法及對比

（1）地基處理方法。①強夯法。強夯法又被稱為動力固結法，通常是將夯錘提到一定高度使其自由落下，對土體造成一定的振動和沖擊，并重復該過程，從而使地基土更加密實，提高地基土的承載力，減少地基沉降。由于強夯法具有施工機械簡單、施工費用少、施工周期短、使用土體類型廣和加固效果顯著等特征，廣泛應用于處理回填土地基。②強夯置換法。強夯置換法的加固機理主要是利用重錘高落差產生高沖擊能將碎石、回填石塊擠入地基中，在地基中形成強夯置換墩，墩與墩間土共同形成復合地基，以提高地基承載力，減小沉降。由于置換材料大多采用透水性較強的碎石和片石，置換墩能加快超孔隙水壓力消散并加速土體固結。相較于強夯法，強夯置法可以適用于地下水較為豐富的地區[2]。但是，強夯法加固后容易出現墩體和墩間土下沉量不同的情況，因此必須充分考慮其適用性，嚴格把控施工質量。③水泥土攪拌樁復合地基法。水泥土攪拌樁復合地基是通過特制的攪拌機械將水泥和原土攪拌。水泥土攪拌樁的施工方法有干法和濕法兩種，前者是采用水泥漿和原土攪拌，而后者是采用水泥粉和原土攪拌，使土體變為有一定強度的加固樁，從而達到加固地基、提高地基承載力的效果。影響水泥土攪拌樁的強度因素較多，主要有以下幾點：施工機械的功率和攪拌頭數量；地基土含水率和礦物組成；水泥用量和添加劑；施工質量和養護時間[3]。

（2）對比分析。結合技術原理和施工方法綜合分析結果，如表3所示。

表3 地基處理方法綜合分析表

強夯法的工期最短，經濟性最好。以循環水管地基處理為例，循環水管地基處理面積為540m2，預計強夯施工費用為70萬元，工期為3～5d；強夯置換法施工費用為80萬元，工期約為5d；水泥土攪拌樁126萬元，工期約為15d。強夯法試夯結果如下：強夯夯點采用梅花形布置，夯錘重量為22.5t，落距為18.2m，強夯夯擊能量為4000kN·m，滿夯能量為2000kN·m。處理后地基承載力約為130kPa，滿足要求。強夯法施工會造成振動和擠壓，可能對周圍已建建筑物造成有害影響。因此，要做好防振和隔振措施，注意施工順序。

強夯置換法工期較短，經濟性較好，處理后回填土地基承載力略大于強夯法，但是強夯置換法的粒料墩對施工開挖有一定影響。該工程地下結構較多，碎石、片石開挖困難，造成施工不便。

水泥土攪拌樁工期最長，經濟性最差。地基承載力采用《建筑地基處理技術規范》的計算方法，約為116kPa，因此不考慮采用水泥土攪拌樁復合地基。

4 結論

回填土地基有承載力較低、沉降大的特點，難以滿足大部分建（構）筑物對地基的要求，而強夯法、強夯置換法和水泥土攪拌樁法三種方法均可以有效提高回填土地基的承載力。相比強夯置換法和水泥土攪拌樁法，強夯法有加固效果好、工期最短、投入少、施工難度小等優勢，但強夯法的振動和擠壓可能對周圍已建成建筑物造成有害影響，因此需采用隔振溝等隔振措施，注意施工順序。