謝 赟

（廣東省第一建筑工程有限公司 廣州 510010）

0 引言

在深填土區(qū)修筑大面積的地坪，如果對施工區(qū)域內(nèi)的深填土處理不當(dāng)或地坪的結(jié)構(gòu)形式采用不當(dāng)，大面積的地坪很容易因回填土出現(xiàn)沉降而發(fā)生下沉，導(dǎo)致開裂破損，這不但會影響建筑物的使用功能，甚至?xí)绊懡ㄖ锏陌踩裕?］。針對當(dāng)前工程施工建設(shè)的過程中，填土區(qū)大面積存在的情況下，積極落實(shí)預(yù)防策略，做好準(zhǔn)備工作，降低深填土區(qū)大面積地坪沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)，為工程建設(shè)發(fā)揮有效的促進(jìn)作用。

1 工程概況

某物流倉庫總用地面積94 097 m2，建筑面積為43 423.4 m2。主要建筑物為：辦公樓1 棟，建筑面積為2 313.3 m2；物流倉庫 1 棟，地上 2層，建筑面積為40 074.8 m2，首層地坪采用金剛砂耐磨地面，面積約為21 000 m2?；A(chǔ)為預(yù)制管樁基礎(chǔ)，地上為鋼結(jié)構(gòu)。本工程場地原為魚塘，上層為深3～4 m 的回填土，下層為厚28～35 m 的淤泥質(zhì)土。

2 對本工程深填土場地的沉降預(yù)判分析

本工程回填土完成后用壓土機(jī)作了表面的初步壓實(shí)處理。自回填土完成到主體工程開工，時(shí)間間歇不足2個(gè)月，故須對該填土區(qū)在日后的沉降情況作出預(yù)判分析。

2.1 地基基層土體軟弱

在當(dāng)前深填土區(qū)進(jìn)行大面積回填的過程中，首先使用換填土法：將軟土地基的土挖出來，然后選擇硬度和強(qiáng)度合適的土回填到整個(gè)深填土區(qū)中，進(jìn)行大面積的碾壓，以此改變軟土地基的弱勢。但是，如果在回填處理的過程中，無法從根部去除軟土地基的軟弱地基，地基基層土地非常軟弱，即使上層回填較硬的土，長時(shí)間而言，下層軟土給上層產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊，以致上層回填后，會出現(xiàn)大面積地坪沉降的現(xiàn)象。

2.2 地下水對回填土的影響

由于原場地為魚塘，經(jīng)過一段時(shí)間后，地下水會向上層滲透，上層土質(zhì)將逐漸疏松，其強(qiáng)度和硬度會降低，這必然導(dǎo)致大面積沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)［2］。

2.3 深填土不規(guī)范

若在進(jìn)行正式回填土之前，沒有將回填土區(qū)底部的淤泥和污泥全部清除出去，回填土土方的質(zhì)量較低，碾壓壓實(shí)控制工作不到位，回填土的級配質(zhì)量低下等都會導(dǎo)致整個(gè)深填土區(qū)質(zhì)量下降，以致回填土層下面沒有奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，那么在后期深填土區(qū)承受較大的壓力下，必然會出現(xiàn)地坪大面積沉降的現(xiàn)象。

2.4 施工過程中忽視了地層壓實(shí)的重要性

在實(shí)際施工中，過度注重回填土上層的壓實(shí)，注重平層的壓實(shí)，而忽視了回填土基層壓實(shí)的問題，以致地坪下層強(qiáng)度較低，而最終工程的建設(shè)只是上層強(qiáng)度較高，下層強(qiáng)度較低，一旦上層承受過多的壓力，將會過渡給下層，下層不堪重負(fù)，那么必然會從下向上發(fā)生沉降現(xiàn)象。

2.5 排水系統(tǒng)尚未完全形成

當(dāng)前深填土區(qū)大面積地坪沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)，關(guān)鍵在于地坪基土施工建設(shè)的過程中，排水系統(tǒng)無法全面發(fā)揮作用，大量積水無法順利排出，地坪基土被大量浸泡，久而久之，土質(zhì)變得疏松，則會出現(xiàn)地坪沉降的現(xiàn)象［3］。

由于上述存在的原因，該深回填土區(qū)在日后的使用過程中必然會發(fā)生沉降的現(xiàn)象。

3 深填土區(qū)大面積地坪沉降預(yù)防策略分析

3.1 降低地下排水水位，采取堆載預(yù)壓法

軟土內(nèi)有大量的水分，自身的特征明顯，包括強(qiáng)度低，有較高的壓縮性，觸變性較強(qiáng)等，同時(shí)孔隙較多，結(jié)構(gòu)松軟，容易塌陷，抗壓能力不足。軟土的這些特點(diǎn)增加了施工的不可預(yù)見性，如果處理不當(dāng)，修建在軟土上的地坪將會出現(xiàn)開裂、下陷的情況，造成質(zhì)量事故［4］。堆載預(yù)壓方法的原理即為排水固結(jié)法，該方法是根據(jù)原有的排水系統(tǒng)，加入加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)的設(shè)置，以改善地基的排水情況，讓其利用多個(gè)途徑把水排出，縮短排水距離，新設(shè)排水系統(tǒng)按設(shè)計(jì)計(jì)算得出的布點(diǎn)數(shù)量及間距，在回填土區(qū)域范圍內(nèi)打入塑料排水板構(gòu)成；而加壓系統(tǒng)是在地基內(nèi)進(jìn)行填土堆載，以此提升土體的應(yīng)力，給孔隙水施加壓力，讓其流出排水系統(tǒng)作為基本的排水方式，雖然可以排除水分，但軟土地基內(nèi)的大量孔隙水，單獨(dú)使用固結(jié)壓力無法縮短排水的距離，以現(xiàn)有的排水結(jié)構(gòu)為前提，在地基外面適當(dāng)施加荷載，加快土體的固結(jié)速度，迫使孔隙水向邊界流出。在孔隙水排出的過程中，縮小了孔隙的大小，增加了土的密實(shí)度，加快了地基的沉降，提高承載力，有效保證地基的穩(wěn)定［5］。

在預(yù)壓穩(wěn)定或預(yù)壓時(shí)間沉降量與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求相符后，需要開展包括土體物理力學(xué)性能測試等在內(nèi)的一系列室內(nèi)土工試驗(yàn)，并持續(xù)對地基沉降以及回彈情況進(jìn)行觀察監(jiān)測，確保軟土地基得到有效處理。在達(dá)到處理指標(biāo)要求后，方可進(jìn)行正式地坪施工。

在我國沿海城市地區(qū)廣泛地分布著深厚的海相沉積軟土，在工程建設(shè)中，經(jīng)常會遇到軟土地基承載力遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求的情況，需要對軟土地基進(jìn)行加固處理。堆載預(yù)壓法可提高軟土地基的承載力、減小地基的沉降，采用該處理方法工藝簡單，工程費(fèi)用投入相對較少，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，廣泛使用于沿海地區(qū)的市政道路路基加固處理及大型廠區(qū)的場地地基加固處理［6］。但該方法存在處理周期較長，對于一些建設(shè)周期較短，要求盡快投入使用的建筑工程較少采用。

3.2 低下軟弱臥層加固

對使用要求較高的地坪中，深填土區(qū)為了預(yù)防沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)，尤其注重對低下軟弱層臥層的加固。地坪樁的設(shè)置，是軟弱土質(zhì)加固的一種有效措施。

3.2.1 深層攪拌樁加固

深層水泥攪拌樁技術(shù)是軟土地基的一種有效處理措施，其原理是在深攪樁機(jī)械鉆進(jìn)過程中，噴水泥漿且使其和土進(jìn)行強(qiáng)制攪拌后形成柱狀固體，通過水化反應(yīng)，水泥水解后能夠產(chǎn)生水泥水化物，然后土顆粒會與其產(chǎn)生團(tuán)粒化反、應(yīng)離子交換反應(yīng)及硬凝反應(yīng)碳酸化反應(yīng)等［7］。以此在形成復(fù)合地基的層面上，提升整個(gè)地坪的承載力。而對于攪拌樁的設(shè)置，就其根據(jù)具體的情況科學(xué)設(shè)置攪拌樁的樁長度，樁端的設(shè)置在土質(zhì)較好的土層中，以達(dá)到理想的承載力效果。樁的選擇應(yīng)用中，也可以選擇使用部分預(yù)應(yīng)力管樁，在整體上保證沉樁地基承載力的層面上，對地坪荷載進(jìn)行承載。

3.2.2 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁加固

在軟土地基上修筑的地坪容易產(chǎn)生沉降，主要是軟土層由黏土和粉土等細(xì)微顆粒含量多的松軟土孔隙大的有機(jī)質(zhì)土泥炭以及松散砂等土層構(gòu)成，且具有地下水位高，其上土體及構(gòu)造物穩(wěn)定性差的特點(diǎn)。采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁來加固軟土地基，原理是管樁復(fù)合地基在豎向荷載的作用下，加載初期褥墊層發(fā)生一定的彈性變形，為管樁提供一向上刺入量，將荷載分別傳給管樁和樁間土，由于樁間土較管樁變形模量小，首先產(chǎn)生一定的壓縮對樁間土產(chǎn)生壓應(yīng)力，而壓應(yīng)力通過樁體四周的土體對樁產(chǎn)生側(cè)摩擦力，該側(cè)摩擦力對樁體四周的土體產(chǎn)生一個(gè)向上的反作用力，使得樁間土的承載力得到提高。隨著荷載的逐步增加，將所傳來的大部分荷載傳至管樁上，將小部分荷載傳給樁間土，使管樁與樁間土共同參與工作［8］。由于管樁的擠密效應(yīng)以及管樁在軟土中架構(gòu)起骨骼的作用，使土體側(cè)向位移得到一定控制，從而提高土體的承載力，達(dá)到軟土層加固的目的，避免地坪沉降的發(fā)生。

3.3 架空鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在地坪中的設(shè)置應(yīng)用

在軟土地基上大面積新填土進(jìn)行施工地坪的主要問題是沉降量大，軟土固結(jié)時(shí)間長，事后處理難度大、耗資量大，而且還可能繼續(xù)下沉?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50007-2011》［9］規(guī)定，建筑范圍內(nèi)有大面積堆載的庫房設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮由于地面沉降所產(chǎn)生的地基不均勻沉降變形對上部結(jié)構(gòu)的不利影響。因此，在該類型的土質(zhì)場地設(shè)計(jì)和施工大面積地坪時(shí)，應(yīng)予以高度重視。

對于經(jīng)過加固處理的深填土區(qū)上修筑大面積地坪時(shí)，考慮到填土區(qū)域的土或多或少尚會出現(xiàn)沉降的情況，且不同位置產(chǎn)生的沉降量各有不同。對于地坪承載力較大，對地坪的質(zhì)量要求高，可以選擇使用架空混凝土結(jié)構(gòu)的施工方案，提升地坪地基極限承載力，并可有效抵消不均勻所產(chǎn)生的不良后果。但是此種結(jié)構(gòu)使用方式其成本費(fèi)用較大。在工程經(jīng)濟(jì)成本允許的情景下，如果選擇此種施工方式，在實(shí)際施工建設(shè)的過程中，首先需要明確軟土地基的加固方案，采取合理措施，控制地坪下沉變形。

4 本工程預(yù)防大面積地坪沉降情況出現(xiàn)的處理方法

針對本工程的使用要求及深填土區(qū)的特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有一些成功的預(yù)防處理做法，在實(shí)際中采用了低下軟弱層臥層加固與架空鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方案，對防止大面積地坪出現(xiàn)沉降進(jìn)行預(yù)防處理。

4.1 具體處理做法

⑴在整個(gè)地坪范圍設(shè)置地坪樁，樁布置呈梅花狀，樁間距2.5 m，樁長15 m，采用φ 400 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（見圖1），樁頂設(shè)置 1 000 mm×1 000 mm×800 mm樁帽；在地坪樁的全面覆蓋設(shè)置，可將地坪范圍內(nèi)的土體擠壓密實(shí)，整體提高地坪下臥層土體的承載力；同時(shí)混凝土管樁與土體之間的摩擦力及樁端承載力，通過樁帽有效支承地坪傳遞下來的荷載。

圖1 地坪樁布置示意圖Fig.1 Floor Pile Layout

⑵地坪采用20 cm 厚鋼筋混凝土無梁地板，混凝土強(qiáng)度等級C25，面層金剛砂一次成活地面。鋼筋混凝土無梁地板設(shè)置φ 14@150 雙層雙向鋼筋，整個(gè)地坪形成一個(gè)剛性整體板塊，可有效抵抗地坪下部土體局部出現(xiàn)的沉降變形。地坪做法大樣如圖2所示。

圖2 地坪做法大樣圖Fig.2 Floor Practice Drawing

4.2 大面積鋼筋混凝土地坪的施工

考慮臨近土方開挖的影響，需對已完地坪樁采取保護(hù)措施，防止樁位移和傾斜。地坪樁成樁后進(jìn)行土方開挖，開挖過程中要保護(hù)好高出地面的樁頭，截樁頭時(shí)采用工具切割，嚴(yán)禁用大錘橫向敲擊或強(qiáng)行截樁。

本工程的大面積鋼筋混凝土地坪整體剛度大，抗變形能力強(qiáng)，根據(jù)混凝土抗裂理論“抗與放”的原則，混凝土地坪采用跳倉法施工。提前進(jìn)行地坪混凝土的試配工作，提供合適的混凝土配比，控制好混凝土水化熱，釋放混凝土早期變形，防止收縮裂縫［10］。

施工工藝流程：鋼筋綁扎、模板安裝→驗(yàn)收→完成面測量→安裝方鋼水平導(dǎo)軌→澆筑面淋水清理→混凝土澆筑→混凝土振搗、攤平→混凝土面找平、提漿→按比例均勻?yàn)⒔饎偵啊瞄L刮尺進(jìn)行精平→磨光機(jī)進(jìn)行地坪面磨壓拋光→混凝土保養(yǎng)。

5 工作體會

本工程投入使用已有3年多，目前地坪無下沉、開裂的現(xiàn)象發(fā)生，使用效果良好。本工程在預(yù)防深填土區(qū)大面積地坪沉降的處理過程中，在明確分析出其沉降出現(xiàn)原因的前提下，結(jié)合實(shí)際情況，采用低下軟弱層臥層加固與架空鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相結(jié)合的預(yù)防處理方法，進(jìn)行大面積地坪施工。由于預(yù)防處理方法分析正確，施工技術(shù)措施得當(dāng)，有效地提升了深填土區(qū)的承載力，減少了大面積地坪沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)。