孟明明 李大波

（機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院有限公司，河南 鄭州 450007）

我國很多城市歷史悠久，在城市建設(shè)過程中，常常在工程項(xiàng)目建設(shè)范圍內(nèi)地下發(fā)現(xiàn)古墓、古井、地道等特殊地質(zhì)情況。而工程建設(shè)中，建筑地基的安全與穩(wěn)定是十分重要的。建筑物的地基如果存在安全隱患，往往導(dǎo)致上部建筑出現(xiàn)開裂、沉降、傾斜現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)還可導(dǎo)致上層建筑物的倒塌。地基處理的作用主要是采用合理的地基處理方法以改善地基條件，消除地基不利地質(zhì)影響，確保地基基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。

1 特殊地基概況

某高層住宅項(xiàng)目中，其中一棟建筑在基坑施工開挖至筏板底標(biāo)高時(shí)，工程技術(shù)人員現(xiàn)場踏勘發(fā)現(xiàn)，主樓基礎(chǔ)范圍內(nèi)有一口古代枯井，井口直徑約2 米，位于主樓基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)南側(cè)邊緣處。

經(jīng)勘查，依據(jù)鉆探、靜力觸探結(jié)果，在勘探深度范圍內(nèi)，本場地地層分為12 個(gè)地質(zhì)單元層。結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)綜合分析確定各層土承載力特征值fak 及壓縮性評價(jià)見表1：

表1 各層土承載力特征值及壓縮模量

工程技術(shù)人員通過簡單測量發(fā)現(xiàn)，此枯井下部空間逐漸擴(kuò)大。為明確枯井底部尺寸及井底是否存在淤泥土等不良土層，施工單位從枯井南邊進(jìn)行挖開，挖開后發(fā)現(xiàn)枯井深度約8 米，其下有約1 米淤泥土，井底部呈倒扣碗型，底部最大直徑約8 米。

2 地基方案分析與論證

經(jīng)與現(xiàn)場施工人員，監(jiān)理工程師以及勘察單位技術(shù)人員共同協(xié)商，一致認(rèn)為此枯井需要進(jìn)行回填處理。該項(xiàng)目主樓為33 層高層住宅，筏板底部壓應(yīng)力較大，枯井呈上窄下寬型，底部空間較大，直接采用素土回填恐無法壓實(shí)。經(jīng)過反復(fù)論證，決定將枯井上部挖開，到井底按10%放坡，清除井底虛土及淤泥后進(jìn)行回填處理。因回填厚度約9 米，回填深度較深，如果采用粉質(zhì)粘土回填，短時(shí)間內(nèi)將不能滿足承載力和地基穩(wěn)定性的要求，故不考慮粉質(zhì)黏土回填后進(jìn)行CFG樁處理的地基方案。為保證回填質(zhì)量，防止回填土下沉，設(shè)計(jì)單位提出兩種回填方案進(jìn)行比較選擇，論述如下：

2.1 二八灰土回填方案

該方案可采用機(jī)械分層夯實(shí)或壓實(shí)的方式，回填材料采用二八灰土，分層厚度可取200～300mm，壓實(shí)系數(shù)不小于0.95，壓實(shí)后地基承載力不小于180kPa。二八灰土回填至樁頂標(biāo)高以上不小于300mm。二八灰土墊層以上可采用素土回填，其回填厚度及技術(shù)要求應(yīng)滿足CFG 樁樁機(jī)施工及成孔要求。二八灰土的土料宜用粉質(zhì)粘土，不宜用塊狀粘土和砂質(zhì)粉土，不得含有松軟雜質(zhì)并應(yīng)過篩，其顆粒不得大于15mm。石灰宜用新鮮的消石灰，其顆粒不得大于5mm。二八灰土回填完畢后按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)要求進(jìn)行施工質(zhì)量檢驗(yàn)，并由勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、建設(shè)部門確認(rèn)后進(jìn)行下一步的施工工序。

灰土墊層采用平碾或振動(dòng)碾，墊層的施工方法，每層壓實(shí)遍數(shù)宜通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定?；彝翂|層分層施工，墊層上下兩層的縫距不得小于500mm，且接縫處應(yīng)夯實(shí)密實(shí)，灰土拌和均勻后，應(yīng)當(dāng)日鋪填夯壓，灰土夯壓密實(shí)后，三天內(nèi)不得受水浸泡，墊層施工竣工驗(yàn)收合格后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行CFG 樁的施工。

地基質(zhì)量的檢測應(yīng)分層進(jìn)行，每層的壓實(shí)系數(shù)符合設(shè)計(jì)要求后鋪填上層，采用環(huán)刀法檢測選擇在每層墊層厚度的2/3 深度處。檢測點(diǎn)數(shù)量為每50 平方米不少于1 個(gè)點(diǎn)，竣工驗(yàn)收采用靜載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)墊層承載力，每個(gè)單體工程不宜少于3 個(gè)點(diǎn)。

采用該方案優(yōu)點(diǎn)是二八灰土土體穩(wěn)定性、密實(shí)性好，有利于提高回填土承載力及防止沉降。缺點(diǎn)是二八灰土固結(jié)后硬度較高，不利于后期CFG 樁的鉆孔，導(dǎo)致CFG 樁施工困難。

2.2 素土回填灰土擠密樁方案

該方案采用素土回填，土料采用粉質(zhì)粘土，土料中有機(jī)含量不得超過5%，碎石最大粒徑不宜大于50mm，壓實(shí)系數(shù)不小于0.95?；靥钔戤吅蟛捎没彝翑D密樁加密回填土，以提高承載力及防止沉降?；彝翑D密樁樁孔內(nèi)灰土填料，其消石灰與土的體積配合比取為2∶8。土料選擇粉質(zhì)粘土，土料中的有機(jī)物含量不應(yīng)超過5%，且不得含有凍土，渣土垃圾粒徑不應(yīng)超過15mm。石灰可選新鮮的消石灰，粒徑不應(yīng)大于5mm， 消石灰的質(zhì)量應(yīng)合格，有效CaO 及MgO 含量不得低于60%?？變?nèi)填料應(yīng)分層回填夯實(shí)，填料的平均壓實(shí)系數(shù)不低于0.97，其中壓實(shí)系數(shù)的最小值不低于0.93。樁孔直徑取500mm，按正方形布置1200X1200mm（考慮后期CFG 樁的間距間隔布置），有效樁長不小于10m，施工樁頂標(biāo)高高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高不小于400mm，以第4 層（應(yīng)挖除垃圾土層）為基底持力層，以第8 層粉土層為樁端持力層，樁端進(jìn)入該土層深度不小于500mm。樁頂標(biāo)高以上設(shè)置300mm 厚的褥墊層，墊層采用二八灰土，壓實(shí)系數(shù)不低于0.95，壓實(shí)后地基承載力不小于180kPa。

成孔和孔內(nèi)回填夯實(shí)的施工順利宜為從外向里間隔1～2孔依次進(jìn)行，向孔內(nèi)填料前，孔底應(yīng)夯實(shí)，并應(yīng)檢查樁孔的直徑，深度和垂直度，樁孔的垂直度允許偏差為1%，孔中心距允許偏差為樁距的5%，檢驗(yàn)合格后，向孔內(nèi)分層填入篩好的灰土，分層夯實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

樁孔質(zhì)量檢測在成孔后及時(shí)進(jìn)行，所有樁孔均需檢測并做出記錄，檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行夯填施工；隨機(jī)抽樣檢測夯后樁長范圍內(nèi)灰土的平均壓實(shí)系數(shù)，抽檢的數(shù)量不應(yīng)少于樁總數(shù)的1%，且不得少于9 根；抽樣檢驗(yàn)處理深度內(nèi)樁間土的平均擠密系數(shù)，檢測探井?dāng)?shù)不應(yīng)少于總樁數(shù)的0.3%，且每項(xiàng)單體工程不得少于3 個(gè)。承載力檢驗(yàn)應(yīng)在成樁后14d～28d后進(jìn)行，檢測數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的1%，且每項(xiàng)單體工程復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)不應(yīng)少于3 點(diǎn)。

此方案優(yōu)點(diǎn)是采用素土回填，有利于后期CFG 樁的鉆孔成孔，CFG 樁施工方便。缺點(diǎn)是需采用灰土擠密樁加密土體，因處理范圍較小，設(shè)備進(jìn)場及施工不便且費(fèi)用較高，灰土擠密樁的檢測較為麻煩且施工時(shí)間較長。

2.3 方案比較分析

此兩種方案通過項(xiàng)目相關(guān)各方就施工合理性、方案經(jīng)濟(jì)性、時(shí)間及周期等綜合考慮，認(rèn)為本項(xiàng)目采用第一種方案，即二八灰土分層回填后CFG 樁處理的方案更為合理可行。同時(shí)施工中注意合理安排CFG 樁施工時(shí)間，建議枯井采用2∶8回填完1～2 天內(nèi)即進(jìn)行枯井范圍內(nèi)CFG 樁的施工。 因?yàn)榇藭r(shí)灰土尚未完全固結(jié)，強(qiáng)度較低，利于CFG 樁的鉆孔施工。因枯井較深，井壁放坡較陡，分層回填施工時(shí)應(yīng)做好防護(hù)措施，注意施工人員的安全。

3 實(shí)踐驗(yàn)證

二八灰土分層回填后CFG 樁具體處理方案如下圖所示：

經(jīng)過施工單位的精心施工，該工程枯井的地基處理及CFG 樁復(fù)合地基經(jīng)檢驗(yàn)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，能夠滿足上部結(jié)構(gòu)承載力及穩(wěn)定性需要，設(shè)計(jì)及施工結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的效果，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

4 結(jié)語

城市建設(shè)中地基處理往往遇到類似本文出現(xiàn)的枯井等特殊地質(zhì)現(xiàn)象，采用二八灰土回填方案并進(jìn)行CFG 樁施工，可以有效處理這種地質(zhì)缺陷。但是任何一種地基處理的方案都不是萬能的，地基處理的技術(shù)也在不斷的完善和改進(jìn)，遇到不同的特殊地質(zhì)條件，還需要根據(jù)不同的特殊情況做出相應(yīng)的合理完善的地基處理方案，因地制宜，使地基處理既能滿足承載力和穩(wěn)定性的要求，又具有良好的經(jīng)濟(jì)性和較高的效率。