大厚度回填土強夯法地基處理實例分析

李道華

中機第一設計研究院有限公司 安徽 合肥 230000

隨著城市的發展，主城區的土地資源越來越少，城市往郊區或村鎮發展是必然趨勢。村鎮新建產業園區，土地整理作為招商引資項目土地取得的必要條件，村鎮土地山丘、農耕地、池塘、舊宅基地等原始地形地貌在土地整理過程中往往僅進行簡單的挖填平衡，工程建設中，此類規模不等的大厚度回填土的工程問題越來越突出。本文以浙江省東陽市楊梅園新能源產業園區東陽利維能新能源項目為實例，分析強夯法地基處理在大厚度回填土中的運用。

1 場地原貌擬建建筑概況及交地地塊狀況

工程場地位于浙江省金華市東陽市畫水鎮楊梅園村新能源產業園區，屬壟崗丘陵地貌。項目北側為產業園區新規劃的工業二路、南側為工業三路、西側為楊梅園中路，市政道路由產業園區總體規劃，正在建設中。市政配套道路的標高變化較大，其中地塊南北側道路高差大于7m，原始地貌亦為南低北高、起伏較大。

圖1 楊梅園區土石方工程挖填方地塊高程

地塊內項目建筑占地面積約56478.87㎡，建筑面積84680.66㎡，建筑物主要為1-1主廠房、1-2研發車間、1-3原材料立體庫、1-4成品立體庫等，根據項目報規總平面布置圖，主廠房長度為330m、寬度為96m，南北向布設在整個項目地塊，且根據項目工藝生產線功能的要求，主廠房整體地面須為同一標高，且地面放置的生產設備對承載力要求較高。

項目地塊由東陽利維能新能源科技有限公司于2022年12月份通過出讓方式取得，根據交地標準，由產業園區指揮部組織對地塊場地進行了土方挖填平衡，并于2023年4月份完成了場地的移交，交地時地塊的南側有大量新回填土，且厚度1m～7m不等，挖填平衡過程中未經碾壓或夯實處理。

2 地基土工程性質及建筑物地坪使用承載力指標要求

根據擬建工程巖土工程勘察報告，場地上部土層為第四層素填土，粉質黏土，下伏基巖為下白堊統朝川組粉砂巖，勘探點地面高程87.15～95.27m之間，相對高差約8.12m，場地地勢起伏較大，其中素填土為人工堆積，欠固結土、均勻性差，未作分層壓實處理，局部孔缺失，重型動力觸探試驗修正擊數為0.9～8.9擊/10cm，厚度0.40m～7.60m，層頂高程87.15m～95.06m。

為了更好更直觀了解場地雜填土平面分布情況，由項目的地質勘察實施單位根據勘察情況繪制場地回填土平面分布圖，設計要求地坪承載力特征值不小于110kPa。

3 強夯法地基處理方案分析與運用

3.1 大厚度回填土地基處理技術方案的比選與確定

針對本項目主廠房建筑地坪承載力要求及回填土分布的實際情況，項目建設前，提出了擠密樁地基處理、換填分層碾壓夯實處理、增設整體結構樓板、強夯等多種處理方案，后考慮工期、投資效益、實施效果、天氣環境、可實施性等多種因素綜合分析，最后確定了強夯法處理本項目的回填土地基。

3.2 強夯法處理場地回填土的技術要求

強夯法處理場地回填土，按照強夯地基處理技術規程[1]，由設計單位結合本項目地勘及現場實際情況明確場地回填土的主要技術要求：

（1）強夯處理深度應不小于7.5m，處理后的地基承載力特征值不小于110kPa。

（2）強夯施工前，應在施工現場有代表性的場地選取幾個試驗區，進行試夯或實驗性施工，每個試驗區面積不宜小于20m×20m。

（3）夯點的夯擊次數應根據現場試夯的夯擊次數和夯沉量關系曲線確定，并同時最后兩擊的平均夯沉量滿足下表1要求。

表1 強夯法最后兩擊平均夯沉量表

（4）夯擊遍數應根據地基土的性質確定，可采用點夯（不少于3遍，現場根據具體情況可適當增加遍數），對于滲透性較差的細顆粒土，應適當增加夯擊遍數；最后以低能量（1000～2000KN·m）滿夯2遍，滿夯可采用輕錘或低落錘多次夯擊，錘印搭接。

（5）兩遍夯擊之間，應有一定的時間間隔，間隔時間取決于土中超靜孔隙水的消散時間，當缺少實測資料時，可根據地基土的滲透性確定，對于滲透性差的黏性土地基，間隔時間不應少于（2～3）周，對于滲透性好的地基可連續夯擊。

（6）夯擊點位置可根據基礎底面形狀，采用等邊三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯擊點間距可取夯錘直徑的（2.5～3.5）倍，第二遍夯擊點應位于第一遍夯擊點之間。以后各遍夯擊點間距可適當減小。

（7）當場地表層土軟弱或地下水位較高，宜采用人工降低地下水位或鋪填一定厚度的砂石材料的施工措施。施工前，宜將地下水位降至坑底面以下2m，施工時坑內或場地積水應及時排除。

（8）施工前，應查明施工影響范圍內地下構筑物和地下管線位置，并采取必要的保護措施，夯實地基施工結束后，應根據地基土的性質及所采用的施工工藝，待土層休止期結束后，方可進行基礎的施工。

3.3 試夯確定強夯的工藝參數

根據上強夯施工技術要求，正式強夯前，由現場參建各方代表共同選取了有代表性的實驗區域，試驗區域面積20m×20m，根據試夯的情況，結合試夯檢測結果，確定了本項目場地回填土強夯法施工的工藝參數如下表2。

表2 強夯法施工工藝技術參數

3.4 強夯法處理大厚度回填土應注意事項

強夯施工在本項目已完成，施工中質量和技術控制有以下須注意要點：

（1）施工前應檢查夯錘重量和尺寸、落距控制方法、排水設施及被夯地基的土質；

（2）施工中應檢查夯錘落距、夯點位置、夯擊范圍、夯擊擊數、夯擊遍數、每擊夯沉量、最后兩擊的夯沉量、總夯沉量和夯點施工起止時間等；

（3）建構筑物的基礎施工在強夯地基處理完成后，對較深回填土強夯處理后，地基基礎開挖、樁基礎施工等對已強夯地基土會造成破壞，在基礎施工完畢回填過程中須嚴格分層回填和碾壓，以保證整體穩定性和壓實度。

4 地基處理的效果

強夯法處理回填土地基效果由三部分構成，分別為：回填土強夯后密實度效果、回填土強夯后承載力效果、回填土強夯處理經濟效果。

4.1 回填土強夯后密實度效果

處理前，地勘報告顯示為欠固結松散土，均勻性差、局部孔隙缺失，強夯施工完成并休止期后，經委托第三方檢測單位進行環刀取樣分析土的壓實度，報告顯示壓實度系數指標等達到≥0.95，固結沉降指標也能滿足建筑地坪基礎驗收要求[2]。

圖3 處理前后重型動力觸探修正值變化曲線

4.2 回填土強夯后承載力效果

強夯完成后，由第三方資質檢測單位對現場強夯區域抽點進行了靜載荷試驗，報告結果顯示地基承載力指標滿足設計要求。

4.3 回填土強夯處理技術經濟效果分析

采用強夯地基處理工藝，能快速經濟的滿足設計要求的承載力，但是由于施工工藝的影響，必須在樁基礎施工前進行強夯，且強夯對土的含水率有技術性要求，含水率太大不利于強夯施工，所以對氣候的要求較高。結合當地的氣象信息，基礎施工階段處于多雨氣候，如果下雨將導致強夯工作中斷至少5天以上。采用其它施工工藝處理回填土有以下幾種形式供對比參考：

（1）擠密樁，不影響前期施工，可以在基礎施工完成后再施工。較多運用有杉木樁、鋼筋水泥方樁、毛竹樁等幾種形式，具體情況如下。

1）杉木樁，采用Φ100*6000杉木含有豐富的杉脂，能很好地防止地下水和微生物對其腐蝕，所以具有較好的耐腐蝕和長久的特性，無需額外對杉木樁進行防腐處理，極大降低了成本。且施工方法在施工時的操作難度小。施工成本Φ100*6000市場價格120元左右，每平方使用5根，處理材料費用在600元/㎡，成本較高。

2）鋼筋水泥方樁，按照型號200*200*6000/根，市場價150元/根，理論計算需要2根/㎡， 處理材料費在300元/㎡。

3）毛竹樁，市場價30元/根，理論計算5根/㎡，處理材料費用在150元/㎡，相對經濟，但毛竹樁耐久性不如前兩種。

（2）粉噴樁加強地基,費用較大，工期較長,不建議采用。

（3）結構加強板，在正負零米部位做整層架空有梁樓板，滿足承載力要求且防潮、架空空間可以兼做工藝管道布設空間，由于柱間跨度大，費用較高，經充分論證放棄采用。

（4）換填，將原土方挖出晾曬或拌灰改良后分層回填壓實。該方案工期長、費用大且氣候影響較大，不建議采用。

經綜合對比分析和充分論證，最終確定最經濟的處理方式為強夯法處理本項目大厚度回填土的方案。

5 建筑物主體及地面沉降變形情況

目前該項目主體結構工程已完成驗收超三個月，根據建筑物的沉降觀測資料，主廠房基礎出正負零米變形測量最大值為6mm，主體結構封頂后沉降變形最大值為8mm，建筑地面完成后沉降變形最大值為3mm，經不同階段的變形觀測，沉降變形量滿足檢測標準[3]要求，為了更好地了解建筑物沉降隨時間變化的規律，現將建筑物沉降觀測數據繪制沉降觀測時間-沉降量變化曲線下圖4。

圖4 沉降觀測時間-沉降量變化曲線

該項目廠房地面的基層、結構層及面層均已完成施工，并部分地面安裝工藝設備已陸續就位，地面未出現裂紋或沉降變形現象，整體穩定性較好。

6 結論

東陽利維能新能源科技有限公司年產5GWH電芯項目，現主體結構分部工程已建設完成且主廠房建筑地面完成施工，強夯法處理大厚度回填土的地基處理方法得以成功運用，加速了土體的固結，使回填土在較短時間內達到承載力及壓實度等指標要求，加快了項目建設推進速度，實現了預期目標且質量和經濟效果顯著，可為后期同類型工程回填土地基處理借鑒。