河岸場地某工程地基處理方案分析

肖吉松 耿榮華 李春輝

(青島緯測地理信息有限公司，山東 青島 266431)

靠近河流的河岸場地，通常因其地質條件復雜，巖土層性狀差，地下水豐富，多存在填土層、軟土層、液化土層等工程建設不利因素，造成工程施工難度大、成本高、工期長，在地基處理和基礎工程方面這些不利條件造成的影響尤為明顯，甚至使建設成本與施工工期成倍增加，本文依托青島市黃島區張家樓鎮某河岸場地工程的地質條件和特點，分析了幾種該地區常用的地基處理方法，并根據工程實際情況提出了相對合理的處理方案。

1 河岸場地地質條件分析

通過地質調查及地區工程經驗發現，近河岸場地的巖土層分布和地質情況存在一定的共同點和特殊性，簡述如下。①其地貌類型多為沖積平原，且地勢較平坦，起伏不大；②第四系土層分布較厚，下部基巖埋藏較深，且第四系土層中多存在液化土、淤泥或淤泥質土、有機質土等；③受人類活動影響較大，多經回填、倒運、耕種等人工改造；④地下水埋藏較淺，水量豐富，與河流的水力聯系密切，受季節性降水影響較大；⑤地基均勻性與場地穩定性差，巖土層壓縮性大，未經嚴格處理極易產生基礎沉降。河岸場地的這些特點，給工程建設活動造成了很多困難和挑戰，為避免河岸場地的這些問題，設計人員通常選擇樁基礎，但樁基礎的施工工期長、成本高，對于結構簡單、承載力要求較低的建筑物往往產生較大的資源浪費。

2 工程案例

2.1 工程概況

青島市黃島區張家樓鎮某廠區建設工程，該工程包含兩棟2層大跨度廠房，高度15.5m，一棟5層辦公樓，高度20.85m，廠房及辦公樓均為框架結構，獨立基礎，設計承載力特征值要求不小于200kPa，擬建廠房內包含大型冷庫，要求對地基變形量進行嚴格控制。該場地西側、北側為城市道路，南側為鄰區廠區，東側為生態景觀河流，嚴禁廢水排放和施工污染，河流寬度約50.0m，深度8.0m，常年蓄水，年平均水深2.0m。場地東側邊界線與河岸垂直距離約4.0～6.0m。

該河岸場地為沖積平原地貌，后經人工回填改造，場區地面較平坦，地面標高最大值16.52m，最小值13.93m，地表相對高差最大2.59m。

2.2 工程地質條件

依據勘察單位提供的勘察報告，場地環境類型為Ⅱ類，場地地下水類型主要是孔隙潛水，賦存于第四系土層孔隙中，富水性強、連續、水量大，穩定水位埋深0.5～2.3m，穩定水位標高12.63～14.52m，水位年變化幅度約1.5m，近3～5年最高水位約為15.0m。

該場地地質條件復雜，揭露的主要地層包含9層，上部為第四系土層，包含填土、粉質黏土、淤泥質粉質黏土、砂土，下部為風化花崗巖，埋藏較深。所包含的各巖土層及其力學性質的評價見表1。

3 地基處理方案分析

根據該地區的工程經驗及本河岸場地的地質條件，綜合考慮了4種該地區常用的地基處理方式進行論證和分析，比對其施工特點和適用性。

3.1 換填墊層法

換填墊層適用于淺層軟弱土層或不均勻土層的地基處理，從技術可行性因素考慮及結合擬建場區周邊環境，換填墊層法施工可行[1]。相比其他地基處理方法具有施工簡便、費用低廉的特點，適用于埋深較淺、便于開挖施工的場地[2]，另外換填墊層法對周邊環境的影響較小，污染小。

該工程可選用級配砂石對①層素填土進行換填，換填壓實后保證壓實系數λ﹥0.97，承載力特征值fak可達200kPa以上，滿足設計承載力要求。但該場地存在③-1淤泥質粉質黏土層，為軟弱下臥層，該層后期易產生固結沉降，應進行處理。若采用換填墊層法對該層進行處理，則換填深度達到3.00～7.50m，十分不經濟，應作為備選方案。

表1 巖土層力學性質表

3.2 強夯法

強夯法處理地基適用于碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。強夯法具有加固效果顯著、適用土類廣、設備簡單、施工方便、節省勞力、施工工期短、節約材料、施工文明和施工費用低等優點。從技術可行性因素考慮及結合擬建場區周邊環境，強夯法施工可行。

但該場地水位較高，穩定水位埋深0.5～2.3m，強夯法施工前必須先進行降水。場地內②-1層中粗砂，④粗砂層均為強透水層，且地下水豐富、連續、水量大，為保證較好的降水效果，需增加止水帷幕或采用降水井降水，因降水施工工期長，費用高，難度大，固強夯法在該場地條件下應作為備選方案。

3.3 水泥土攪拌樁復合地基

水泥土攪拌樁適用于處理正常固結的淤泥、淤泥質土、素填土、黏性土、粉土、粉細砂、中粗砂、飽和黃土等土層[1]。從技術可行性因素及場地巖土工程條件考慮，水泥土攪拌樁施工可行。

水泥土攪拌樁受施工工藝限制，施工過程中可能會產生大量的廢棄泥漿，須作好泥漿外運和處理工作，水泥土拌合過程中也會產生粉塵污染，場地東側距離河岸最小距離只有4.0m，一旦出現施工不當或跑漿、漏漿問題，不可避免對河流造成污染。水泥土攪拌樁地基處理方案應慎重選用。

3.4 CFG復合地基

CFG復合地基適用于處理黏性土、粉土、砂土和自重固結已完成的素填土地基。選擇處理擬建建筑物基礎部分，可選擇第⑤層強風化花崗巖為持力層，與樁間土體形成復合地基。選用CFG樁進行地基處理，可以有效地對軟土層進行加固、消除砂土層的液化可能性，同時對地基進行加固。結合擬建場區周邊環境及地層情況CFG復合地基處理方法可行。

4 CFG復合地基處理方案設計

根據本次勘察資料，樁長范圍內有填土、粉質黏土、中粗砂、淤泥質粉質黏土、粗砂、全風化花崗巖，成樁過程中容易出現漏漿、縮徑等事故，但可通過提前對各土層進行適當有效加固處理及增加鋼護筒長度等有效措施進行解決，人工填土層可采用強夯或換填壓實處理。

(1)CFG樁設計參數的選用

巖土工程勘察報告提供的各巖土層有關地基技術參數見表1。

結合地區經驗，初步確定CFG樁樁徑500mm，樁間距1.2m，正三角形布樁，樁端進入持力層不小于1m，處理后樁間土承載力特征值可?、趯臃圪|黏土天然地基承載力特征值，按140kPa取值。

(2)單樁承載力

以辦公樓地層情況為例，樁端至⑥層強風化花崗巖，處理深度約11.0m；單樁水泥摻入量15%～17%，估算單樁承載力特征Ra值約為440kN。

(3)樁身強度驗算

(4)復合地基承載力

初步估算時按下式進行計算。

經計算，復合地基承載力特征值為435kPa。

(5)復合地基變形計算[3]

復合地基沉降計算依據下述公式。

依據初步設計參數，計算地基處理深度范圍內的變形量，最不利情況下變形量最大值為s=79.48mm，滿足規范要求。

通過CFG復合地基處理方案的初步設計，該方案處理后的地基承載力與變形量均能滿足擬建物的設計要求。

5 結語

河岸場地一般地質條件復雜，巖土層力學性質差，地下水豐富，存在多種工程建設不利因素，為基礎方案設計和施工帶來很多難題，因此河岸場地通常選擇樁基礎進行設計和施工，但樁基造價高、工期長，容易產生資源浪費。通過對本案例的場地條件和常用的地基處理方法進行深度分析，提出選用CFG樁地基處理方案，該方案造價低、施工快，經初步設計可以在河岸場地應用，并取得較好的地基處理效果。