临海大面积水系场地的建筑地基处理施工技术

潘志灏

1. 同济大学 上海 200092；2. 上海同济建设有限公司 上海 200092

1 工程概况

本工程位于上海浦东新区老港镇东，施工现场内部及场地周边为养殖虾塘，四周较空旷。场地东侧为东海海岸线，围墙红线距东海海堤约340 m，北侧为规划中的拱极路，现为5 m宽的混凝土机耕路。

本工程基地面积133 820 m2，总建筑面积7 359.63 m2，分为办公区和库房区：

（a）办公区总占地面积16 827 m2，建筑面积1 401.5 m2；

（b）库房区总占地面积116 993 m2，建筑面积5 958.13 m2，主要建筑是16 栋独立的仓库以及与之相对应的防爆混凝土墙；

（c）本工程所有建筑物均设计为采用PHC预应力管桩桩端承载的基础体系，桩端持力层为第⑦层。

整个施工场地内密布养殖虾塘以及河道，大面积水系占整个基地面积的95%，且水系的平均深度在2.5 m左右，自然地面标高为3.9～4.1 m，即塘底标高平均在1.4～1.6 m之间，按照设计室外地面5.5 m的标高计算，回填的高度达3.9～4.1 m，整个场地的平整土方量达60 万m3。

拟建场地以虾塘为主，红线范围内虾塘面积占总面积约95%。塘埂地势有一定起伏，勘察期间测得地面标高一般为3.36～4.76 m，虾塘水面标高一般为2.31～3.31 m。

因拟建场地长时间作为养殖类虾塘使用，因此在塘底部淤积有一定厚度的淤泥，塘埂为杂填土堆积形成。在塘底淤泥下厚2.0～4.0 m为新近吹填土，同时拟建场地缺失第⑥层硬土层分布，属古河道沉积区。

2 工程技术难点

（a）由于施工工期紧，仓库区必须在6 个月内交付使用，且本工程场地平整土方回填量近60 万m3，而进出场地的道路仅为一条乡村机耕路，场地平整工作量巨大，如何在最短时间内完成施工场地的平整工作是本工程的难点。

（b）传统的回填土方或者吹砂回填方法要求回填完成后需要较长的后期地基处理时间，在地基处理期间，工程将陷入待工的境地，无论从时间上还是经济上均不经济，如采用传统的后期处理方法将严重耽误本工程按时完工、按时交付使用。因此如何在最短的时间内完成对大面积水系场地的回填后地基处理，以及如何在回填完毕后在最短的时间内能够进行建筑物的基础阶段的施工工作是本工程的主要难点。

3 施工方案选定[1-6]

经比较，本工程场地回填方案确定为干砂回填+土方回填+吹砂回填的综合性施工方法，如图1所示。

3.1 各回填方式范围的确定

因办公区靠近施工场地的出入口，因此首先回填办公区部分，并且向南依次推进至南侧用地红线，该区域为干砂回填区域，利于办公区首先进行桩基础施工。

图1 不同回填区域划分

北侧20#、22#虾塘用于绿化土的储备，并按施工情况将8#虾塘回填完毕。绿化土用于5.0～5.5 m标高的回填。

其他部位采用吹砂回填方式进行场地回填，21#、23#虾塘作为备用砂储备区进行吹砂回填。备用砂用于3.9～5.0 m标高的回填。

3.2 干沙回填区域回填后处理方案

干沙回填区每回填厚600 mm即采用40 t 震动碾压压路机往返振动碾压14 遍，碾压完毕后再进行回填施工，如此反复操作直至回填至满足桩基施工所要求的标高。

3.3 吹砂回填区域回填后处理方案

（a）集水井+井点降水。采用预先布置集水井的方式排水，集水井采用钢筋笼外包透水土工布的形式，在吹填之前，预先固定于原虾塘底部，每700 m2布置1 口集水井。采取必要措施保证吹填过程中集水井不被冲走，集水井不会被吹填砂掩埋。吹填完毕后，及时用水泵排出集水井积水。排水流向：集水井→强排水到场地外。利用轻型井点系统，对新吹填土进行井点降水。井点降水应从吹填完成开始直至整个施工完成。降水设备及其部件在组装前，必须检查和清洗，滤管在运输、装卸和堆放时应防止损坏。井管安装完毕后，应进行试抽，并全面检查管路接头质量、出水状况和机械运转情况，及时维修或更换故障设备。

（b）铺设40 cm 建筑垃圾垫层。吹填完成，并经过一定时间降水，场地土性有一定提高，能满足建筑垃圾铺设施工条件后，在打桩区域的场地表层铺设40 cm 建筑垃圾。建筑垃圾应严格控制其块粒大小，以免影响后期施工。

（c）振动碾压。水位下降至地表下2 m，采用14 t 压路机往返静压5～7 遍，每遍间隔时间不少于1 d；静压之后，采用14 t压路机往返振动碾压5～7 遍，每遍间隔时间不少于1 d；压路机行走速度不超过4 m/s，按回环重叠式碾压路线重复振动碾压。碾压施工参数根据现场施工效果，可以作适当调整。

3.4 黏土回填区域回填后处理方案

本工程黏土区域回填后经过击实试验，确定黏土填料的最大干密度和最优含水量，最优含水量为20%。当实际含水量超过20% 时，采用掺入适量的石灰并分层摊铺碾压，每层摊铺厚度不超过30 cm。碾压压实系数不小于0.94。石灰桩采用洛阳铲或用钢管打入挤压成孔，Φ200 mm，入土深度3 m，间距1.0 m，梅花形布置。

石灰桩采用新鲜生石灰，有效氧化钙（CaO）含量不低于70%，粒径不应大于70 mm， 含粉量（即消石灰）不超过15%。生石灰与掺合料的体积比为1∶2，掺和料含水量控制在30%左右。

4 主要创新点

4.1 场地回填平整创新点

因为工期紧迫，本工程场地回填平整采用了回填干砂+回填土方+吹砂回填3 种施工措施相结合的方法进行场地平整处理，将施工时间及空间资源利用至最大化。并且合理安排回填施工流程，根据回填方法的效率以及建筑基础结构的埋置深度安排第一次回填标高，既能确保建筑基础结构能够在回填后以最快的速度开始施工，做到回填与基础结构施工零间隔，又避免了基础结构施工时开挖深度过深对基础施工带来的影响，而且节省了基础开挖的工作量及时间。

4.2 吹砂回填场地地基处理创新点

4.2.1 排出吹砂场地自由水体的创新点

采用集水井+井点降水的方式排出吹砂过程中带入场地内的水体，由于施工时间原因，无法在场地内预先布置盲沟、明排水沟等形成网格状的排水体系，因此采用了成型的集水井收集砂体内的自由水，再由抽水泵排出场地外，该成型集水井采用钢筋笼外包透水土工布的形式，根据吹砂的区域划分可以重复使用，再配合轻型井点对场地进行降水。经过10 d降水后基本能满足挖土机的行走。

4.2.2 对场地进一步碾压

吹填完成后并经过10 d降水，场地土性有一定提高，能满足建筑垃圾铺设施工条件后，在打桩区域的场地表层铺设40 cm 建筑垃圾。但建筑垃圾应严格控制其块粒大小，以免影响沉桩施工。建筑垃圾铺设完毕后采用14 t 压路机往返静压5～7 遍，每遍间隔时间不少于1 d；静压之后，采用14 t 压路机往返振动碾压5～7 遍，每遍间隔时间不少于1 d；压路机行走速度不超过4 m/s，按回环重叠式碾压路线重复振动碾压。碾压施工参数根据现场施工效果，可以作适当调整。

5 主要实施成果

5.1 场地回填平整实施效果

（a）通过3 种方法结合施工的情况下在1 个月内回填干砂15 万m3、土方共6.5 万m3（其中用于场地红线内的土方3 万m3，3.5 万m3作为绿化储备用土暂时堆放在红线外空地上）吹砂回填共18 万m3，总的工作量远超单一施工方法的工作量。

（b）由于干砂回填采用砂粒径大于0.075 mm的颗粒超过总质量85%、小于0.075 mm的颗粒含量小于总质量5%的细沙，经过碾压后很快形成承载力，在1 个月内完成后期的场地地基处理，满足下部工序即桩基础施工的要求，满足300 t静压桩机的施工条件，按照建筑物位置划分区域，完成一块施工一块，避免工人出现待工现象，于此同时吹砂场地正在进行吹砂工作，从而形成流水施工，加快了施工进度。

5.2 吹砂回填场地地基处理实施效果

通过集水井+轻型井点降水对吹填场地近15 d的处理，场地土性有很大程度提高，根据现场实测，吹填砂平均Ps值达到1.0 MPa左右，能满足建筑垃圾铺设施工条件，通过约5 d的铺设作业，再经过碾压整平，可以满足一般施工设备的操作要求，达到300 t静载桩机的行走及施工要求，每个吹填砂区域的吹填作业及后期地基处理时间仅使用了1 个月左右，相比其他处理方法速度提高很多。

6 结语

临海大面积水系场地的建筑地基处理施工技术的成功应用具有十分积极的意义，对类似工程的建设具有一定的参考意义。