大面积回填土地基处理的措施分析

文/杨成明 安徽省建筑设计研究总院股份有限公司 安徽合肥 230000

1、工程背景

某学校因现有场地标高较低，依据建筑规划要求，需对整个场地除了室外操场部分外全部进行回填土至建筑设计要求标高，回填厚度达到6-11米，填方量非常大。为了确保学校今后室外道路、公用管线、景观小品等实施不因回填土沉降而引起质量问题，需要进行对回填土进行地基处理。

2、大面积回填土地基处理方法

2.1 夯实地基法

夯实地基法是工程中最常见的一种地基加固的处理方法，方便便捷操作简单，工程中对于面积较小的地基通常采用夯实地基法处理，夯实地基分为两种方法，重锤夯实地基和强夯地基，重锤夯实地基是利用起重机械将重锤抬举到一定高度，将重锤自由落下完成地基的夯实处理，一般地基需要夯实的强度跟选择的重锤的重量、夯实的高度、夯实的遍数有关，重锤的质量通常在2～3吨中选择，重锤夯实加固的深度一般为2米以内，适用于地下水位0.8米以上黏性土，砂土，湿陷黄土，杂填土以及分层回填的地基加固处理。强夯地基是利用大型的起重机械将大吨位的重锤抬起高度6米以上的夯实地基处理方法，此方法夯实的强度大，对土体有很大的冲击力，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，在夯实点土体出现微裂缝形成良好的排水通道，土体的中的孔隙水被强压挤出，使土体结构重新排列达到密实的程度，从而提高地基的局部承载力，强夯地基法是工程中普遍采用的一种深层地基处理方法。

2.2 换土地基法

当回填土的密实程度不够，地基不能满足上部荷载作用时，采用换填地基法来处理软弱地基，换土地基法首先是将基础以下部分软土挖走，挖土的深度应根据上部荷载的大小跟基础的类型确定，回填强度比较高，压缩性较低，并无腐蚀性的材料，如中粗砂、碎石或卵石、灰土、素土矿渣等，再根据回填土的土质类型确定每层的回填厚度，按厚度分层碾压密实，作为地基的持力层，换土地基按回填的材料分为灰土地基、砂石地基、粉煤灰地基。

2.3 干冲碎石桩法

干冲碎石桩法首先使用取土机械取土成孔，填入不同级配的砂卵石，利用夯锤自由落下的巨大冲击能和所产生的冲击波反复夯击砂卵石，并使部分砂卵石挤入土层中，由于重锤冲打挤密，不但在桩位处形成大直径高密度的砂卵石桩体，而且部分砂卵石挤入置换土层，提高了桩间土的承载力；同时砂卵石桩体作为复合地基中孔隙水的消散通道，消除砂土液化；在巨大夯击能作用下，土体中产生冲击波和动应力，致使土体出现裂隙，形成排水通道，加速土体的排水固结；而且由桩体及桩间土形成的复合地基还起垫层作用，将荷载扩散，使应力分布趋于均匀，显著提高地基均匀性和稳定性，减少沉降量，提高承载力。

2.4 粉喷桩法

粉喷桩是深层搅拌桩的一种，其最大的特点是要求地基的含水量高，它是借助于压缩空气通过固化材料供给机的特殊装置，携带着粉体固化材料(水泥或石灰等)，经过高压软管和搅拌抽(单轴或比轴)输送到搅拌叶片的喷嘴喷出。

3、本案实际应用

（1）明确场地施工顺序为：先施工主楼基础，后素土分层回填，分层压实（全场地）至室外地面标高后，施工上部结构。

（2）明确场地回填土要求：

1）场地回填前，需对现有场地进行清表，清除场地内淤泥等软土、生活垃圾、植被层等至场地外，对沟、坎等进行整平。

2）回填土采用素土回填，优先就近采用素粘土。严禁回填淤泥等软土和生活垃圾。应根据不同土质通过实验确定填土最优含水率，从而选用适宜含水率的土源。对于粘土，一般选用含水率为20%左右的土源。

3）回填土回填过程中，采用分层回填分层夯实，每层虚铺约500厚（具体以压路机型号确定），用重型振动碾压路机分层碾压，压实系数0.97。

4）要求回填后地基土承载力达到120KPa。

5）后期施工道路、广场范围及铺设管道处时，将上部一定厚度填土挖除，再采用2：8（体积比）灰土分层回填，分层夯实至道路基层及室外管道下。

但在实际施工过程，对于大面积高填方场地来说，施工单位很难达到上述要求，后来不得不更改回填土处理方案，经设计人员多次论证后，采用了碎石桩法进行地基处理，并采取如下措施进行质量控制：

（1）在主楼施工结束，场地回填土经过不少于三个月的自然沉陷后，开始碎石桩施工，碎石桩按照梅花型布置在道路、小品、广场、停车及设备给水管网下。

（2）碎石桩长度以进入老土层下1.0米为准。

（3）碎石桩采用振动沉管碎石桩，具体要求如下：

1)本工程碎石桩桩径400，采用含泥量不大于5%的碎石等硬质材料，碎石粒径不大于50mm.；

2)施工前应进行成桩工艺和成桩挤密试验，当沉桩质量不能满足设计要求时，应调整施工参数，重新进行试验；

3)桩体充盈系数1.3.；

4)要求成桩后复合地基的承载力：道路、停车、广场等为150KPa;管线下为130KPa；

5)地基承载力检验应采用复合地基静载荷试验，试验数量不少于总桩数的1%，

（4）桩体施工完毕后，沿道路、广场、停车等位置处反挖至此类基础底板，在桩顶与基础之间铺设厚度为300mm的碎石垫层，每边须超出基础外不小于300mm。褥垫层采用材料为硬质岩破碎碎石，(碎石粒径不大于30mm)，垫层夯实度不大于0.9。

结语：

对大面积回填土地基进行处理时，应根据实际情况选择最容易达到设计要求的地基处理方法，保证所选用处理方案，符合处理对象的特点和要求，实践表明，这样做可以将地基处理方案所需要达到的效果进行最大化呈现，从而避免后期质量事故的发生。