某巨厚填土地基的处理方法

摘 要：本文以工程实例，浅论巨厚填土地基的处理方法，既满足承载力的要求，还要满足变形的要求。

关键词：巨厚层填土 地基处理 桩筏基础 后压浆 质量检测

1工程概况

1.1项目简介

某工程为生态旅游区一景观塔项目，位于石家庄市北部的滹沱河南岸。建设场地为一近期人工堆积而成的土山之上，土山高约40m，山顶面积约4500平方米。景观塔地上7层，底面为圆形，直径约20m，基础埋深约1.5m，高32.8m。基底压力设计要求为180KPa。

1.2地层概况

根据提供的工程地质勘探报告，本场地地层简单，主要地质情况如下：

（1）杂填土：杂色，稍湿，松散状态。主要为建筑垃圾，以粉土为主，混有大量混凝土块及混凝土桩头等，最大直径达到1m以上，含量不均匀，无序堆填，回填时间五年左右。厚度约40m。为拟建建筑物基底持力层。

（2）细砂：灰黄色，稍湿，稍密～中密，以长石石英为主，分选性一般。厚度18m左右。局部顶部为（2-1）淤泥。

（2-1）淤泥：灰黑色，软塑～流塑状态，局部揭露。厚度约0.5～1 .0m。

（3）中砂：灰黄色，稍湿～湿，中密，以长石石英为主，分选性一般。厚度大于10.0m。

地下水：本区未见稳定地下水。由于北部紧靠滹沱河，现在改造为常年有水的景观区，对岸坡和河底均进行防渗处理。设计时按66.0m考虑。

1.3地基土强度及参数表

1.4结构设计要求

拟采用筏板基础，基底位于（1）层杂填土上，天然地基强度不满足要求，应进行处理，处理后地基承载力特征值不小于180KPa，要求最大沉降量不大于120mm，沉降均匀，整体倾斜满足规范要求。

2基础方案的选择

根据结构对承载力及变形的要求，本着技术合理、经济可行、安全可靠等原则确定基础方案。根据建设单位的要求，考虑了多种处理方案，以便供建设单位选择。在经过讨论后，提出以下几种方案，并对其可行性和经验性进行对比。

2.1人工地基方案

由于建筑物基底荷载较小，采用筏板基础，有技术人员提出对浅部地基进行加固处理，采用挤密桩处理，处理深度控制在20米以内。

该方案优点是费用最少。但经过分析，该方案问题较多。一由于回填土成分复杂，大块的混凝土块多，施工难度大，二是杂填土厚度巨大且未完全固结，处理深度以下及周边土体后期沉降会很大，且由于土质不均匀，极可能引起地基的沉降不均匀，且不亦控制。因此，该方案合理性差。

2.2混凝土灌注桩方案

采用桩筏基础，桩采用泥浆护壁冲击成孔灌注桩方案，该方案拟采用桩径800～1000mm，考虑到回填土负摩阻力的影响，根据计算，桩长约65米，桩端持力层（3）层中砂。该方案理论上可行，但是由于桩长较大，施工难度较大，经济上也不尽合理。

2.3后压浆混凝土灌注桩方案

采用桩筏基础，桩采用泥浆护壁冲击成孔灌注桩，在桩端进行后压浆处理，该方案拟采用桩径800mm，考虑到回填土负摩阻力的影响，根据计算，桩长约50米，桩端持力层（2）层细砂。该方案可行，但是由于桩长较大，施工难度较大，但相对只采用灌注桩可减少部分工作量，造价相对较小。后压浆包括桩端后压浆和桩侧后压浆，考虑到桩周边土体为有限土体，堆积形成的土山局部及整体沉降不可避免，因此，着重考虑桩端后压浆及桩侧部分段的后压浆处理。

经对经济、技术、安全等多方面对比，最终确定采用第三套方案，即桩端后压浆混凝土桩灌注桩方案。在设计时应考虑到桩的长径比大，桩的压屈作用等影响。

最终方案参数大致如下：

采用桩筏基础，筏板厚度1000mm。共布置了混凝土灌注桩46根。灌注直桩径800mm，长度50米，钢筋笼主筋配筋为14E25，桩体混凝土强度为C40。采用桩端后压浆处理，压水泥浆量不小于2000Kg，终止压力为4MPa，现场以试验及實际情况确定。

3后压浆混凝土灌注桩施工概况

3.1 施工重点及难点

由于回填土成分复杂，且松散、均匀性差，在成桩过程中容易出现漏浆、塌孔等现象，同时，由于结构松散，在进行后压浆时，浆液扩散范围及注浆量不易控制，因此单桩注浆量、注浆压力不易控制等。

3.2 制订有针对性的施工方案

在施工前根据本工程的特殊情况，施工单位制订了详细的施工方案。除通用的施工方法后，本工程重点做到了几点：

（1）合理安排桩的施工顺序

为了便于控制后压浆量及注浆效果，成桩原则上从一侧呈弧形后退式施工的顺序，成孔一根桩，灌注一根桩，在规定时间内完成后压浆的施工。钢筋笼在现场制作，分成五节，在孔口焊接安装。混凝土通过串筒水下灌注，保证初灌混凝土量，其后每灌注2m进行一次振捣，保证混凝土密实，桩头超灌不小于500mm。

（2）合理确定后压浆的施工参数

后压浆采用预先安装在钢筋笼的直径6cm钢管。下双管，保证至少有一个能使用不失效。在完成灌注混凝土一定时间内进行后压浆施工。压浆采用双指标控制，一是灌注量控制，一是终止压力控制。根据设计要求，每根桩灌注水泥量不小于2000Kg，终止压力不小于4KPa，对于施工或出现的异常情况，需要及时与设计沟通，以做到保证质量。

（3）环保要求对施工质量的影响

由于本场地偏远，车辆运输时间长，且受环保的影响，施工时连续性差，单桩灌注时间长，在施工时应考虑到其的不利影响，做好应急措施。主要为：

①做好混凝土运输量和时间的协调：由于场地偏远，交通不便，在施工时，提交落实可能供应的混凝土量及时间间隔，提前做好停工、待工的时间安排，防止和减小断供等的不利影响。

②混凝土试块制取：由于供料存在极大的不确定性，在灌注混凝土过程中，及时取混凝土试样，避免定时取样时，混凝土停供造成取样时无混凝土可取，致使混凝土试块不足。

③做好预防混凝土中断的预案：在施工过程中，或混凝土中断最大的影响就是，当桩未完成一个桩时而由于采用泥浆护壁，接桩处不宜处理，易形成断桩，因此，提前做好预案，预估混凝土使用量和时间，也做好接桩处理的方案。

④钢筋笼的安装：由于钢筋笼长度大，重量大，在现场分节加工，在孔口焊接。在焊接过程中，做好安全防护，及焊接质量、搭接长度的控制。

3.3 施工中遇到的问题

混凝土灌注桩采用泥浆护壁冲击成孔水下灌注混凝土成桩工艺，虽然事先制订了针对性方案和措施，但由于多种因素影响，整个桩基工程总施工时间达到了4个月之久。在进行桩质量验收时，也出现了一些问题：

①塌孔：由于回填土的不均匀及含有较大的混凝土块、石块以及钢筋等，个别桩在施工时，由于局部特别松散，塌孔严重，致使个别桩无法成桩，最终采用设计变更，桩移位后增加一个桩。

②混凝土供應不及时：由于受随时无规律的通知停工影响，混凝土供应中断率高，部分桩在未完成灌注时，混凝土无法供应，造成部分桩无法一次性灌注完成，桩完整性检测时显示有缺陷，主要为混凝土离析，桩身局部夹泥。

③后压浆指标变化大：在进行后压浆施工时水泥量消耗差别巨大，耗费水泥浆量大者8000～10000Kg，少者不足1000Kg。

4施工中出现的问题的处理

对于在施工中遇到的问题，除按预案进行了处理，也针对出现的问题做了针对性变更等措施。

（1）塌孔：对于一般的塌孔，均按预案进行了处理，局部较严重地段，采用了回填重新成桩方法。但是，有一根桩，由于桩正下方存在钢筋混凝土块大，钢筋含量大，无法成桩。经研究，将该桩回填后，在二侧采用设置扁担桩进行处理，后按设计要求成桩。

（2）混凝土离析、桩身局部夹泥缺陷：经对混凝土桩度分析及成桩记录检查，以及结构设计的完全性系数进行分析，由于出现问题的桩数量较小，且不集中分布，经请专家组论证认为，不需要单独处理，可以直接使用。

（3）后压浆水泥浆量差别大：主要是由于填土不均匀，局部孔隙大。通常情况下，在先进行的注浆孔中的水泥浆液扩散范围大，因此用量大，而到了后期，在一定范围内的土体的孔隙已经被浆液充填，因此后期的注浆量减少是正常现象。实际施工情况也与引相符合，根据试验结果，桩的承载力值能够达到设计要求。

5结论与建议

根据设计要求，对所有桩进行了完整性检测，对四根桩进行了单桩承载力检测，根据检测的结果，桩的质量均达到了设计要求。

虽然这个项目是特例，但也具有共性，该工程的处理经验，对类似地基也具有一定的借鉴意义。目前，由于大量的工程实施，遇到的岩土情况也是多种多样，尤其是山区回填区、平原一些取土区、矿山治理区等，采用的地基处理方法也不尽相同。本工程的顺利实施也具有一定的代表性。通过本工程实践，在进行该类地基处理时，应做到：

（1）在满足地基土承载力要求的前提下，不但要满足地基稳定性的要求，而且要满足对沉降量要求，以及满足对倾斜变形的要求。

（2）在进行结构设计时，还应考虑到巨厚层填土在自重压力下的整体压缩造成的整体下沉对建筑物的影响（即有可能形成地基土与基础脱离的情况），以及整个回填土体整体下沉时对外管网等的影响。

（3）当采用桩基础时，考虑到填土的负摩阻力的不利影响，同时考虑到桩的压屈作用等。

（4）在进行后压浆处理时，根据地层性质、平面分布、施工顺序等合理安排施工顺序和压浆参数，以达到最佳效果。可以采用桩端后压浆，也可以同时采用桩端、桩侧后压浆处理。同时，可以考虑对建筑物周边土体采取注浆加固的方法，减小土体的固结变形。

（5）对桩的质量检测，应采用多种方法，比如小应变、声波管、载荷试验等。

岩土工程具有一定的共性，也具有独特性，在实际工作中，应根据工程的实际情况，有针对性的，适合当地条件，且有一定施工经验的处理方法，以达到质量、安全、投资等相适应的最佳效果。

参考文献：

[1] 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）；中国建筑工业出版社 2011 北京

[2] 《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；中国建筑工业出版社 2012 北京

[3] 《建筑桩基技术规程》（JGJ79-2008）；中国建筑工业出版社，2008 北京

作者简介：陈娟娟，女，河北省石家庄市人，工程师， 从事岩土工程方面工作。