大面积深厚回填地基处理方法的讨论

孔 维 伟

(中国中元国际工程有限公司,北京 100089)

0 引言

随着城市建设的发展，各类建筑工程日益增多，土地的用量也越来越多，我国土地面积很大，不同的地域有着不同的地质土层，不同的土质情况又对建筑物的基础形式产生不同的影响，尤其是大面积深厚填土，因此应对建筑工程的地基处理引起重视，本文将对大面积深厚填土的地基处理给出合理的处理方法和技术措施。

1 工程概况

昌平区南邵镇(昌平区新城东区六期(东))0302-57和70地块F1住宅混合公建用地(配建“公共租赁住房”)(公租房部分)位于北京市昌平区南邵镇，57号地块与70号地块南北相临，其中57号地块北侧为南环路，南侧为昌怀北路；70号地块北侧为昌怀北路，南侧为昌怀路；东至南丰东路，西至南丰路。

昌平南邵项目57地块主要包括9层办公楼，5层商业楼，8层～15层公租房，5层～11层的商品房。有1层～2层地下室，主要功能为车库，埋深约7 m～12.0 m。车库顶板覆土厚度均为2.750 m。昌平南邵项目70地块主要包括9层办公楼，7层～15层的公租房，5层～11层的商品房。有1层～2层地下室，主要功能为车库，埋深约7 m～12.0 m。车库顶板覆土厚度均为2.750 m。

2 现场地质概况

拟建场地原为砂石开采场，停采后作为建筑垃圾回填场地使用，场地内广泛分布人工填土，人工填土主要以粘性土、粉土、建筑垃圾、生活垃圾为主，人工填土层分布极为不均。

本工程周边环境复杂，基坑深度深。土层变化大，场地内填土、粘性土、卵石、基岩分布不均，填土厚度不均(2 m～16 m)，开挖标高以下仍有较厚的土层条件较差的粘性土。地下水处理困难，含水层厚、渗透系数大，降深大(10 m)，且地下水与周边水系是否有联系未知，止水或者降水都不是很理想。

根据地勘资料：57地块局部有杂填土，最大厚度为17 m。70地块有大面积杂填土且地表起伏很大，高差达18 m左右，南侧有三个水塘。场地内填土以人工杂填土为主(厚度0.3 m～17 m)，局部存在粉质粘土—粘质粉土素填土、卵石素填土、粉细砂素填土。其中人工杂填土主要由砖块、混凝土块、灰渣等建筑垃圾组成，最大块径大于1.50 m，局部夹生活垃圾。

场地现状情况见图1，水塘周围场地见图2。

3 地基处理的方法讨论

根据设计特点和勘察情况，两地块大部分建筑需进行地基处理才能满足设计承载力要求，57号地块的换填厚度大致为2.38 m～7.27 m，70号地块的换填厚度大致为2.70 m～16 m。

3.1 前期方案：强夯法

强夯法又称动力固结法或动力压实法，这种方法是利用起吊设备，将10 t～40 t的重锤提升至10 m～40 m高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层，从而提高地基承载力并降低其压缩性，改善地基性能，满足设计要求。强夯法主要用于处理碎石土、砂性土、低饱和度的粉土和粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土地基，一般均能取得较好的效果。

通过前期调研相邻附近的泰康之家项目采用强夯法，但是本工程目前周边已经有建成的建筑物，强夯法施工过程中震动比较大，不适合用于离建筑物和构筑物比较近的区域，容易产生扰动和扰民。此方法不适合本工程。

3.2 初步方案：换填+CFG桩

根据当时的设计条件和初步设计时提出的建议，对地基处理方案进行了细化，要求其在保证结构安全，施工质量的前提下，在节约成本的基础上进行地基处理设计，方案采用换填加CFG桩形式。

3.3 进一步方案：桩基方案

由于设计方案调整，重新给出楼座荷载，沉降变形量为40 mm,经计算大部分楼座沉降量都大于40 mm。由此造成采用换填+CFG桩无法满足变形要求，提出需采用桩基础。项目组织设计、勘察和地基设计单位再次对采用桩基础进行了分析。对于采用桩基础经讨论存在以下几点问题：

1)本项目土质为杂填土，成孔是否能够实现；

2)全部采用桩基础造价增加；

3)桩间土不换填下沉会造成垫层和底板下部防水破坏，漏水隐患很大。

依据以上意见和讨论意见根据现场条件进行试桩的相关工作：

为了能准确反映采用桩基方案时桩基施工的实际状况，试桩区域选在70地块的西北角，水塘北侧区域，该区域场地标高接近47 m，与桩基设计施工作业面接近，并且试桩位置尽量避开楼座位置。共开孔9个，按照施工顺序编号分别为S1～S9。

各桩孔试桩现场情况见图3，图4。

各桩孔试桩情况见表1。

试桩结论：通过现场试桩成孔率仅为33.3%，在现状土层打桩无法满足大面积施工，如果不进行换填打桩，一旦施工时在无法成孔的条件下再换填，那么会造成返工增加、已完成部分可能受到影响，工期延误等，所以地基处理如采用桩基，那么就是换填+桩基。

表1 各桩孔试桩情况

3.4 最终的方案：换填+桩基或CFG桩

本工程将人工填土全部挖出，换填级配砂石(局部素混凝土)，而后根据建筑物荷载的不同采用桩基、CFG桩、换填地基以及天然地基。

57号地块：办公区:天然地基、局部换填素混凝土、换填级配砂石+CFG桩；公租房：换填级配砂石+桩基/局部换填素混凝土；商品房：天然地基+局部换填级配砂石。

70号地块：办公区和公租房区:主楼换填级配砂石+桩基；商品房区域：17号～20号、22号、30号共6栋楼换填级配砂石+桩基；24号、28号、29号共3栋楼换填级配砂石+CFG桩；其余区域：换填级配砂石。

4 换填施工措施

1)施工控制网测量：土方换填施工应建立施工控制网，包括平面控制测量和场地高程控制测量。

2)场地清表：将人工填土全部清除后，对基底土静力碾压2遍，保证槽底表面平整。

3)设置试验区：在正式施工前，应选择具有代表性的场地进行现场试验，确定场地换填的施工方法、施工工序、每层压实遍数等相关参数。

4)分层碾压。a.除局部换填素混凝土外，均采用级配砂石作为换填材料；b.每层虚铺厚度300 mm；c.振动碾碾压8 t～15 t，碾压遍数不少于6遍～8遍，最终验收标准以压实系数为准。

5)质量检测与监测。a.压实地基的施工质量检验应分层进行。每完成一道工序，应按设计要求进行第三方检测，未经验收或验收不合格时，不得进行下一道工序；b.采用灌砂法检验换填地基的压实系数。压实系数不小于0.97；碎石土干密度不得低于2.0 t/m3；c.为检验回填地基土的均匀性，采用贯入仪或动力触探试验方法对回填碾压土进行质量控制和评价；d.平板载荷试验；e.在施工期间及施工完成后对地基变形进行监测。

5 结语

通过上面的地基处理分析过程的探讨，大面积深厚回填地基不论采用何种处理方法，都要有合适的应用范围，从对周边建筑的影响程度、成本方面、施工操作性、施工的质量控制和工期控制等各方面都要考虑，选择合适的地基处理方法。