大厚度回填土强夯法地基处理实例分析

李道华

中机第一设计研究院有限公司 安徽 合肥 230000

随着城市的发展，主城区的土地资源越来越少，城市往郊区或村镇发展是必然趋势。村镇新建产业园区，土地整理作为招商引资项目土地取得的必要条件，村镇土地山丘、农耕地、池塘、旧宅基地等原始地形地貌在土地整理过程中往往仅进行简单的挖填平衡，工程建设中，此类规模不等的大厚度回填土的工程问题越来越突出。本文以浙江省东阳市杨梅园新能源产业园区东阳利维能新能源项目为实例，分析强夯法地基处理在大厚度回填土中的运用。

1 场地原貌拟建建筑概况及交地地块状况

工程场地位于浙江省金华市东阳市画水镇杨梅园村新能源产业园区，属垄岗丘陵地貌。项目北侧为产业园区新规划的工业二路、南侧为工业三路、西侧为杨梅园中路，市政道路由产业园区总体规划，正在建设中。市政配套道路的标高变化较大，其中地块南北侧道路高差大于7m，原始地貌亦为南低北高、起伏较大。

图1 杨梅园区土石方工程挖填方地块高程

地块内项目建筑占地面积约56478.87㎡，建筑面积84680.66㎡，建筑物主要为1-1主厂房、1-2研发车间、1-3原材料立体库、1-4成品立体库等，根据项目报规总平面布置图，主厂房长度为330m、宽度为96m，南北向布设在整个项目地块，且根据项目工艺生产线功能的要求，主厂房整体地面须为同一标高，且地面放置的生产设备对承载力要求较高。

项目地块由东阳利维能新能源科技有限公司于2022年12月份通过出让方式取得，根据交地标准，由产业园区指挥部组织对地块场地进行了土方挖填平衡，并于2023年4月份完成了场地的移交，交地时地块的南侧有大量新回填土，且厚度1m～7m不等，挖填平衡过程中未经碾压或夯实处理。

2 地基土工程性质及建筑物地坪使用承载力指标要求

根据拟建工程岩土工程勘察报告，场地上部土层为第四层素填土，粉质黏土，下伏基岩为下白垩统朝川组粉砂岩，勘探点地面高程87.15～95.27m之间，相对高差约8.12m，场地地势起伏较大，其中素填土为人工堆积，欠固结土、均匀性差，未作分层压实处理，局部孔缺失，重型动力触探试验修正击数为0.9～8.9击/10cm，厚度0.40m～7.60m，层顶高程87.15m～95.06m。

为了更好更直观了解场地杂填土平面分布情况，由项目的地质勘察实施单位根据勘察情况绘制场地回填土平面分布图，设计要求地坪承载力特征值不小于110kPa。

3 强夯法地基处理方案分析与运用

3.1 大厚度回填土地基处理技术方案的比选与确定

针对本项目主厂房建筑地坪承载力要求及回填土分布的实际情况，项目建设前，提出了挤密桩地基处理、换填分层碾压夯实处理、增设整体结构楼板、强夯等多种处理方案，后考虑工期、投资效益、实施效果、天气环境、可实施性等多种因素综合分析，最后确定了强夯法处理本项目的回填土地基。

3.2 强夯法处理场地回填土的技术要求

强夯法处理场地回填土，按照强夯地基处理技术规程[1]，由设计单位结合本项目地勘及现场实际情况明确场地回填土的主要技术要求：

（1）强夯处理深度应不小于7.5m，处理后的地基承载力特征值不小于110kPa。

（2）强夯施工前，应在施工现场有代表性的场地选取几个试验区，进行试夯或实验性施工，每个试验区面积不宜小于20m×20m。

（3）夯点的夯击次数应根据现场试夯的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，并同时最后两击的平均夯沉量满足下表1要求。

表1 强夯法最后两击平均夯沉量表

（4）夯击遍数应根据地基土的性质确定，可采用点夯（不少于3遍，现场根据具体情况可适当增加遍数），对于渗透性较差的细颗粒土，应适当增加夯击遍数；最后以低能量（1000～2000KN·m）满夯2遍，满夯可采用轻锤或低落锤多次夯击，锤印搭接。

（5）两遍夯击之间，应有一定的时间间隔，间隔时间取决于土中超静孔隙水的消散时间，当缺少实测资料时，可根据地基土的渗透性确定，对于渗透性差的黏性土地基，间隔时间不应少于（2～3）周，对于渗透性好的地基可连续夯击。

（6）夯击点位置可根据基础底面形状，采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯击点间距可取夯锤直径的（2.5～3.5）倍，第二遍夯击点应位于第一遍夯击点之间。以后各遍夯击点间距可适当减小。

（7）当场地表层土软弱或地下水位较高，宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的砂石材料的施工措施。施工前，宜将地下水位降至坑底面以下2m，施工时坑内或场地积水应及时排除。

（8）施工前，应查明施工影响范围内地下构筑物和地下管线位置，并采取必要的保护措施，夯实地基施工结束后，应根据地基土的性质及所采用的施工工艺，待土层休止期结束后，方可进行基础的施工。

3.3 试夯确定强夯的工艺参数

根据上强夯施工技术要求，正式强夯前，由现场参建各方代表共同选取了有代表性的实验区域，试验区域面积20m×20m，根据试夯的情况，结合试夯检测结果，确定了本项目场地回填土强夯法施工的工艺参数如下表2。

表2 强夯法施工工艺技术参数

3.4 强夯法处理大厚度回填土应注意事项

强夯施工在本项目已完成，施工中质量和技术控制有以下须注意要点：

（1）施工前应检查夯锤重量和尺寸、落距控制方法、排水设施及被夯地基的土质；

（2）施工中应检查夯锤落距、夯点位置、夯击范围、夯击击数、夯击遍数、每击夯沉量、最后两击的夯沉量、总夯沉量和夯点施工起止时间等；

（3）建构筑物的基础施工在强夯地基处理完成后，对较深回填土强夯处理后，地基基础开挖、桩基础施工等对已强夯地基土会造成破坏，在基础施工完毕回填过程中须严格分层回填和碾压，以保证整体稳定性和压实度。

4 地基处理的效果

强夯法处理回填土地基效果由三部分构成，分别为：回填土强夯后密实度效果、回填土强夯后承载力效果、回填土强夯处理经济效果。

4.1 回填土强夯后密实度效果

处理前，地勘报告显示为欠固结松散土，均匀性差、局部孔隙缺失，强夯施工完成并休止期后，经委托第三方检测单位进行环刀取样分析土的压实度，报告显示压实度系数指标等达到≥0.95，固结沉降指标也能满足建筑地坪基础验收要求[2]。

图3 处理前后重型动力触探修正值变化曲线

4.2 回填土强夯后承载力效果

强夯完成后，由第三方资质检测单位对现场强夯区域抽点进行了静载荷试验，报告结果显示地基承载力指标满足设计要求。

4.3 回填土强夯处理技术经济效果分析

采用强夯地基处理工艺，能快速经济的满足设计要求的承载力，但是由于施工工艺的影响，必须在桩基础施工前进行强夯，且强夯对土的含水率有技术性要求，含水率太大不利于强夯施工，所以对气候的要求较高。结合当地的气象信息，基础施工阶段处于多雨气候，如果下雨将导致强夯工作中断至少5天以上。采用其它施工工艺处理回填土有以下几种形式供对比参考：

（1）挤密桩，不影响前期施工，可以在基础施工完成后再施工。较多运用有杉木桩、钢筋水泥方桩、毛竹桩等几种形式，具体情况如下。

1）杉木桩，采用Φ100*6000杉木含有丰富的杉脂，能很好地防止地下水和微生物对其腐蚀，所以具有较好的耐腐蚀和长久的特性，无需额外对杉木桩进行防腐处理，极大降低了成本。且施工方法在施工时的操作难度小。施工成本Φ100*6000市场价格120元左右，每平方使用5根，处理材料费用在600元/㎡，成本较高。

2）钢筋水泥方桩，按照型号200*200*6000/根，市场价150元/根，理论计算需要2根/㎡， 处理材料费在300元/㎡。

3）毛竹桩，市场价30元/根，理论计算5根/㎡，处理材料费用在150元/㎡，相对经济，但毛竹桩耐久性不如前两种。

（2）粉喷桩加强地基,费用较大，工期较长,不建议采用。

（3）结构加强板，在正负零米部位做整层架空有梁楼板，满足承载力要求且防潮、架空空间可以兼做工艺管道布设空间，由于柱间跨度大，费用较高，经充分论证放弃采用。

（4）换填，将原土方挖出晾晒或拌灰改良后分层回填压实。该方案工期长、费用大且气候影响较大，不建议采用。

经综合对比分析和充分论证，最终确定最经济的处理方式为强夯法处理本项目大厚度回填土的方案。

5 建筑物主体及地面沉降变形情况

目前该项目主体结构工程已完成验收超三个月，根据建筑物的沉降观测资料，主厂房基础出正负零米变形测量最大值为6mm，主体结构封顶后沉降变形最大值为8mm，建筑地面完成后沉降变形最大值为3mm，经不同阶段的变形观测，沉降变形量满足检测标准[3]要求，为了更好地了解建筑物沉降随时间变化的规律，现将建筑物沉降观测数据绘制沉降观测时间-沉降量变化曲线下图4。

图4 沉降观测时间-沉降量变化曲线

该项目厂房地面的基层、结构层及面层均已完成施工，并部分地面安装工艺设备已陆续就位，地面未出现裂纹或沉降变形现象，整体稳定性较好。

6 结论

东阳利维能新能源科技有限公司年产5GWH电芯项目，现主体结构分部工程已建设完成且主厂房建筑地面完成施工，强夯法处理大厚度回填土的地基处理方法得以成功运用，加速了土体的固结，使回填土在较短时间内达到承载力及压实度等指标要求，加快了项目建设推进速度，实现了预期目标且质量和经济效果显著，可为后期同类型工程回填土地基处理借鉴。