王淑芳 山東省濟寧市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局住房保障中心，濟寧 272000

1 工程概況

眾和花園小區(qū)工程為山東省濟寧市2012年度保障性住房項目，建設(shè)用地選址位于濟寧市任城區(qū)任通路北側(cè)，科苑路西東側(cè)，交通便利，但該場地為原濟寧市水泥制品廠廢棄窯坑。該項目建設(shè)用地3萬平方米，規(guī)劃建筑面積6.6萬平方米，6棟小高層，1棟高層。

2 工程地質(zhì)條件及地基技術(shù)方案確定

該工程場區(qū)勘察時，發(fā)現(xiàn)建設(shè)區(qū)域地質(zhì)情況比較復雜，場地主要為原廢棄窯坑人工回填，并且回填深度3～18.1米不等，填土成分混雜多變，既含有黏性土、生活垃圾、建筑垃圾，又有大塊破碎樁頭、建筑廢漿等。從鉆孔中測得地下水穩(wěn)定水位埋深8.47～12.02m，穩(wěn)定水位標高在28.51m左右。存在均勻性差、力學性質(zhì)差等不良工程特征，不宜直接作為擬建筑物的天然地基持力層。（參見圖1）

針對此種地質(zhì)條件，設(shè)計部門在基礎(chǔ)設(shè)計中兩難選擇，采用筏板基礎(chǔ)，須挖出全部填土再用灰土或砂石回填至基礎(chǔ)標高，但回填量過大，厚度超過5米，回填質(zhì)量不好控制，控制均勻性沉降有難度，并且降水、回填投資大，施工難度大，周期不可控制；采用樁基基礎(chǔ)，受雜填土建筑垃圾等影響不可排除個別樁很難直接成樁，同時存在樁側(cè)負摩阻力等問題，質(zhì)量、投資不好控制。鑒于此種情況，開發(fā)建設(shè)部門為減少財政投資，與設(shè)計部門多方咨詢清華大學等各大院所和請專家論證，確定采用筏板基礎(chǔ)，并對地基用強夯置換法進行加固處理，設(shè)計要求強夯處理后應(yīng)達到地基承載力特征值220kPa。

3 強夯置換法的應(yīng)用

強夯置換法的加固機理與強夯法不同，它是利用重錘高落差產(chǎn)生的高沖擊能將碎石、片石、礦渣等性能較好的材料強力擠入地基中，在地基中形成一個一個的粒料墩，墩與墩間土形成復合地基，以提高地基承載力，減小沉降。在強夯置換過程中，土體結(jié)構(gòu)破壞，地基土體產(chǎn)生超孔隙水壓力，但隨著時間的增加，土體結(jié)構(gòu)強度會得到恢復。粒料墩一般都有較好的透水性，利于土體中超孔隙水壓力消散產(chǎn)生固結(jié)。強夯置換的加固原理為下列三者之和：強夯置換=強夯（加密）+碎石墩+特大直徑排水井，因此，墩間和墩下的粉土或黏性土通過排水與加密，其密度及狀態(tài)可以改善。強夯置換的加固深度由兩部分組成，即置換墩長度和墩下加密范圍。（參見圖2）

圖1 地質(zhì)勘探報告

圖2 強夯置換法現(xiàn)場

7#樓下臥層置換強夯施工初步參數(shù)表

現(xiàn)以眾和花園7#樓地基處理方法作為案例，介紹強夯置換法在小高層基礎(chǔ)加固中應(yīng)用。7#樓為17層樓，是本小區(qū)中樓層最高的住宅樓，而且需處理的雜填土的深度為17.5米，比較有代表性。為確保強夯施工質(zhì)量，考慮到生活垃圾等有機質(zhì)分布無規(guī)律，采取如下措施：提高強夯置換率，加大單位面積夯擊能，最大限度地對生活垃圾等有機質(zhì)進行置換。布點間距采用2.5m×2.5m，布點形式為正方形，強夯能量選用6000kN.m，點夯分四遍完成。通過強夯置換，不斷夯擊坑內(nèi)回填的建筑垃圾或煤矸石等粗骨料材料，使其形成連續(xù)的密實的強夯置換墩與周圍混有建筑垃圾的夯間土形成復合地基，既提高了地基承載力，又改善了排水條件，有利于軟土的固結(jié)。同時也對墩下的土層進行加固，提高了墩下土層的密實度，使深部填土層得到全部加固。由于濟寧地區(qū)煤矸石儲量豐富，本著節(jié)省投資成本的原則，選擇煤矸石作為強夯置換材料。

7#樓強夯工程結(jié)束后，進行了單墩靜載試驗和重型動力觸探試驗，作為重點要求對7#分別做8組單墩靜載試驗和8個重型動力觸探試驗（按照規(guī)范要求兩種檢測方式不少于3個點就可以），經(jīng)山東省建筑科學院工程質(zhì)量檢驗測試中心檢測達到了地基承載力特征值220kPa以上，全部一次性合格，承載力及處理深度均達到了設(shè)計部門要求。

4 經(jīng)濟效益分析

（1）整體開挖預算

（2）強夯置換施工總造價

眾和花園項目原設(shè)計基礎(chǔ)處理為整體開挖，清除所有回填土和垃圾，開挖深度達18米多，深基坑支護、降水難度很大。施工安全不好控制；回填質(zhì)量和沉降均難以控制，并且施工周期長（預計周期8個月），投資大。該項目強夯置換法應(yīng)用，依據(jù)每棟樓雜填土埋深度，確定開挖深度，該項目7棟樓平均開挖8米左右，無需降水，節(jié)約降水費用和深基坑支護費用，并且強夯置換法，施工設(shè)備簡單，施工方便，周期短，七個樓座和樓間距夯實完畢用時5個月，強夯消耗煤矸石量約8萬立方米，造價大大降低，經(jīng)審計，強夯置換法比原設(shè)計基礎(chǔ)處理整體開挖灰土換填節(jié)約造價二分之一，工期縮短約三分之一，工程質(zhì)量也有保障。該項目于2015年7月竣工驗收，沉降觀測等技術(shù)參數(shù)均在允許值范圍內(nèi)，強夯置換法應(yīng)用，不但給低收入家庭建造質(zhì)量可靠放心房，還為市政府節(jié)約投資，確保低收入家庭按期入住，給社會帶來很好經(jīng)濟效益和社會效益，該項目獲市級優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)杯工程。該項目建設(shè)單位濟寧市廣巨置業(yè)有限公司獲得山東省保障性安居工程建設(shè)優(yōu)秀建設(shè)單位，并獲山東省“富民興魯”勞動獎狀。

5 結(jié)語

眾和花園項目實踐證明，在這種復雜地質(zhì)條件下，采用強夯置換法具有設(shè)備簡單、施工方便、施工工期短、造價低、適用范圍廣、加固效果顯著等優(yōu)點，目前已成為一種優(yōu)化創(chuàng)新的地基處理方法。