強夯與擠密碎石樁結合在新近填土地基處理中的應用

王森

(中色科技股份有限公司,河南洛陽 471039)

強夯與擠密碎石樁結合在新近填土地基處理中的應用

王森

(中色科技股份有限公司,河南洛陽 471039)

本文介紹了強夯法與振動沉管擠密碎石樁法結合在某工程地基加固中的應用，闡述了其地質情況、方案設計過程、實施情況和加固效果，并對工程施工中應注意的問題提出了解決辦法，對新近填土地區地基處理工程具有一定意義。

地基處理 強夯 碎石樁 新近填土 復合地基

1 工程概況

昆明某銅業有限公司高精電工銅材項目，擬建場地在昆明某工業開發區。主廠房設計為兩跨輕型門式鋼架結構，廠房跨度24+24米，柱距9。最大吊車噸位5t，軌頂標高8.000米。車間內設備密集，地坪堆料區荷載50KN/m2。

根據勘察結果，擬建場地分布的主要地層自上而下簡述如下：

（1）壓實填土：為近期回填形成。稍濕，結構稍密～中密，主要由紅粘土組成，一般層厚4.0～13.6m，平均層厚7.7m。填土層雖然經過清基和碾壓，但由于是新近回填，填土體尚未完成自重固結，不宜直接作為基礎持力層。

（2）紅粘土：褐紅色～褐黃色，稍濕，硬塑～可塑狀態，韌性中等，局部夾有礫石，一般層厚1.9～11.5m，平均層厚7.1m，fak=150Kpa。

（3）紅粘土：紅褐色、褐黃色，稍濕～濕，硬塑～可塑狀態，局部夾有礫石，厚度變化較大，一般為2.0～17.8m，平均層厚8.5m，埋深10.0～18.3m，fak=160Kpa。

（4）紅粘土：紅褐色、褐黃色，濕～飽和，軟塑狀態，主要見于基巖面低洼處及巖溶較發育地段，厚度一般為0.6～4.1m，平均層厚為2.9m。埋深17.0～26.5m，fak=100Kpa。

（5）強風化～中風化灰巖：灰白～深灰色，薄～中厚層狀，巖芯呈碎塊及土夾碎塊狀。巖面高低起伏較大，埋深18.5～30.4m，層厚0.5～4.5m，平均層厚1.8m，fak=500Kpa。

（6）中等風化灰巖：灰白～深灰色，隱晶質結構，中厚層狀，巖質堅硬。巖石表面溶蝕現象發育，基巖面高低起伏較大。該層埋深介于16.0～32.0m之間，平均23.9m，fak=3000Kpa。

圖1

圖2

2 地基處理方案比較與分析

根據場地地層結構特點，表層為厚度較大的新近回填土。結合廠房及車間內部設施工藝、荷載特點，基礎處理型式可以有以下兩種選擇：

（1）復合地基方案。由于壓實填土為新近回填，厚度較大，尚未完成自重固結，局部地段結構松散，不宜直接作為基礎持力層，需進行地基處理后以復合地基作為基礎持力層。對本工程車間廠房基礎及設備基礎，在場地厚度較小采用強夯對地基進行處理。填土厚度大于強夯對地基處理深度范圍地段則先進行碎石樁或CFG樁，再進行強夯處理，形成復合地基可作為廠房和設備基礎持力層。

（2）樁基礎方案。擬建車間可選用樁基礎，樁基持力層選擇基巖層，樁型可選擇人工挖孔樁。設計應根據樁承載力和場地各地段地層出露情況來選擇樁長、樁徑，由于場地基巖為可溶巖，表層巖體溶蝕裂隙發育，一般較破碎，樁端須進入完整巖石一定深度，且應保證樁底3倍樁徑下或不小于5米深度內無溶洞（隙）、破碎帶分布。

（3）對比以上兩種方案，復合地基方案施工工藝較簡單、工程進度快，成本較低，而且施工安全，處理后的地基在能夠滿足擬建建（構）筑物對地基土承載力和變形條件的要求的情況下，可作為淺基礎持力層，基礎型式可采用條形基礎或獨立基礎。樁基礎雖然安全儲備較高，但其施工較復雜，進度較慢，成本較高，工期難以控制，而且施工過程中不安全因素較多。綜上所述，擬建建（構）筑物采用復合地基方案。

3 地基處理設計與實施

本工程地基加固的目的是滿足建筑物對地基承載力和對沉降的要求。設計采用理論計算與現場試驗相結合。車間地基處理平面圖見圖1，對整個車間按照回填土厚度及工藝特點分為三個部分分別對待。

（1）當回填土厚度大于8米時，對廠房柱基礎區域，采用碎石樁與強夯法綜合處理，要求加固處理后復合地基承載力特征值fak≥200KPa，壓縮模量ES≥10MPa。碎石樁樁徑500mm，樁距1.5米，樁端進入第⑤層紅粘土不小于1米，強夯采用3000KN.m夯擊能。見平面圖1中（Ⅰ）區域。碎石樁布樁平面圖見圖2。

（2）當回填土厚。度大于8米時，對車間內部設施及區域，采用強夯法處理，要求加固處理后復合地基承載力特征值fak≥150KPa，壓縮模量ES≥6MPa。強夯采用3000KN.m夯擊能。見平面圖1中（Ⅱ）區域。

（3）當回填土厚度小于于8米時，對整個車間區域采用強夯法處理，要求加固處理后復合地基承載力特征值fak≥150KPa，壓縮模量ES≥7MPa。強夯采用3000KN.m夯擊能。見平面圖1中（Ⅲ）區域。

4 地基檢測

地基處理工程結束后，分別采用動力觸探、平板載荷試驗等方法進行了檢測，得出如下建議。

（1）在墊厚1米左右碎石塊的素填土上，采用夯擊能3000KN.m夯擊遍數13-16遍，對厚度8米以內的人工填土進行加固，取得較好效果，復合模量ES可達11MPa以上，復合地基承載力可達270KPa，已滿足設計要求。

（2）8米以下的人工填土，采用直徑500mm的碎石樁對填土進行加固，樁間距1.5-1.6米，碎石樁長度從夯面開始進入坡殘積紅粘土1.0米左右，并在碎石樁施工后在地面進行3000KN.m的強夯，加固后可達到較好的效果，復合模量ES可達12MPa以上，復合地基承載力可達250KPa，已滿足設計要求。

5 工程施工中其他注意的問題

本工程施工過程中，根據氣候及現場地質情況，為確保施工質量，現場采取的相應措施有：

（1）強夯后夯面標高基本接近基礎表面標高，基礎施工前，應將松散的表層人工清除后及時鋪設砂石墊層，避免降雨及人工活動對地基土擾動。

（2）場地處于巖溶洼地地貌區，場平時采用紅粘土及部分碎塊石填筑。為防止地表水下滲帶來的不利影響，將整個場地的地表水排放于場外。

（3）由于地下水較深，場地屬于干燥場地，為強夯加固人工填土創造了有利的條件，而試驗前及試驗期間，基本處于干旱季節，所以人工填土表面含水量低，用無墊層強夯也獲得較好的效果。但若進入雨季或土層含水量較大時，無墊層強夯效果較差，宜在其表面墊0.5～1.0米的碎塊石層進行強夯才能確保加固的質量。

6 結語

通過該工程地基加固處理的工程實踐，證明采用碎石樁結合強夯法加固技術在新近填土地質條件中的應用是可行的，處理后地基土承載力明顯提高，加固效果顯著。該方法具有施工方便，速度快，造價低等優點，可供類似地質條件下的工程借鑒。同時，現場施工必須根據具體情況采取相應措施，確保加固效果，保證工程順利進行。

[1]《復合地基技術規范》[S].GB/T 50783-2012.40-44.

[2]《建筑地基處理技術規范》》[S].JGJ79—2012,44-49.

王森(1974—),男,河南開封人,本科,學士,主要從事有色金屬加工行業土建設計。