李洪元，阮高勇，劉怡飛，張 健，孫鵬飛

（中建二局第二建筑工程有限公司，廣東 深圳 518000）

1 項(xiàng)目概況

西北黃土高原地帶是我國濕陷性黃土最集中的區(qū)域，延安市位于黃土高原中南部，屬于濕陷性黃土地區(qū)。延安市萬達(dá)城文旅項(xiàng)目位于延安市方塔新區(qū)方塔湖西側(cè)，用地面積約26.76萬m2，設(shè)計高程為1045.18～1073.15m。場地地形北高南低，地形自周邊向湖傾斜。平均回填土高度為16～37m，凈填土方量為160多萬m3。

項(xiàng)目自南向北分布有4條東西向的沖溝，三面環(huán)山，一面臨湖。從南到北高差近22m，地形復(fù)雜，高低不平?；A(chǔ)施工正處于雨季，根據(jù)延安市歷年的降水情況，7～10月以8～15d的中期陰雨為主，連續(xù)降水量可高達(dá)152.9mm。

該工程為土方超厚回填，荷載大。在惡劣的地形環(huán)境與濕陷性黃土地質(zhì)條件下，回填地基處理難以保證承載力與穩(wěn)定性，地基沉降控制難度極大。

2 問題與研究思路

地基處理工藝中，分層碾壓和強(qiáng)夯施工較常用，兩者都是基于壓實(shí)原理，密實(shí)地基土，提高承載力。由于本工程的特殊性，以上兩種地基處理工藝都存在問題，可實(shí)施性低。

分層碾壓法通過機(jī)械反復(fù)碾壓實(shí)現(xiàn)地基土處理，適用于大面積土方工程。本項(xiàng)目土方回填高度高，場地面積大，利用此方法，設(shè)備、勞動力成本高，施工效率低，不能達(dá)到工期目標(biāo)。施工處于雨季，如果遭遇強(qiáng)降雨將造成長時間停工，導(dǎo)致水土流失，可能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失。而且場地4條沖溝高差大，分層回填難以保證作業(yè)人員與施工機(jī)械的安全，安全措施成本高。

強(qiáng)夯法施工適用于濕陷性黃土地基，施工工期短，夯實(shí)效果好，成本低。本工程東側(cè)臨湖，斜坡含水率高，坡度大。場地強(qiáng)夯施工無約束，易引起滑坡等問題，地基質(zhì)量難以保證，無法進(jìn)行大規(guī)模強(qiáng)夯施工。

項(xiàng)目地基為濕陷性黃土，平均回填土高度16～37m，屬于超厚回填，且原地基和填筑體自身的荷載大，存在嚴(yán)重的不均勻沉降問題。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，經(jīng)過試驗(yàn)研究，決定將分層碾壓與強(qiáng)夯施工相結(jié)合，針對不同的位置和地質(zhì)條件分別建立高能強(qiáng)夯區(qū)、低能強(qiáng)夯區(qū)與強(qiáng)夯保護(hù)區(qū)。不同區(qū)域采用不同的地基處理方式，在確保地基承載力與地基穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，有效控制沉降，并滿足工期、質(zhì)量和成本的要求。

3 技術(shù)原理

3.1 濕陷性黃土超厚回填處理區(qū)域劃分

項(xiàng)目東西寬度約100m，由于場地東側(cè)臨湖無法實(shí)現(xiàn)大面積強(qiáng)夯，項(xiàng)目在臨湖外側(cè)區(qū)域采用分層碾壓內(nèi)側(cè)區(qū)域采用強(qiáng)夯。分層碾壓可為強(qiáng)夯處理提供操作面，有效解決高邊坡強(qiáng)夯不能施工的問題。

強(qiáng)夯處理前，需在臨湖側(cè)形成一堵“墻”來保證高能強(qiáng)夯的進(jìn)行，該“墻”即為強(qiáng)夯保護(hù)區(qū)。分層碾壓區(qū)分層厚度50cm，壓實(shí)系數(shù)0.94，采用振動碾進(jìn)行，碾壓3～5遍，回填厚度至設(shè)計標(biāo)高。在外側(cè)分層碾壓的同時在內(nèi)測強(qiáng)夯區(qū)進(jìn)行土方回填，靠近強(qiáng)夯保護(hù)區(qū)5m范圍采用2000kN夯擊能進(jìn)行低夯能夯實(shí)，在保證保護(hù)區(qū)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加固強(qiáng)夯區(qū)，確保高能強(qiáng)夯下保護(hù)區(qū)不側(cè)移，提升強(qiáng)夯區(qū)內(nèi)夯實(shí)效果。

低能強(qiáng)夯區(qū)是連接高能強(qiáng)夯區(qū)和坡頂分層碾壓的過渡區(qū)，避免高能夯擊區(qū)直接與分層碾壓區(qū)直接連接，以盡可能消除連接區(qū)之間不均勻沉降及增加強(qiáng)夯保護(hù)區(qū)距離，以保證其安全。

3.2 濕陷性黃土地基強(qiáng)夯處理技術(shù)

根據(jù)初勘地質(zhì)報告，以前項(xiàng)目區(qū)域?yàn)榫用褡≌瑓^(qū)，存在大量的磚瓦碎塊、混凝土塊，項(xiàng)目現(xiàn)場存在分布區(qū)域廣且具有一定厚度的人工雜填土。工程采用強(qiáng)夯施工可以快速提高軟弱土的地基承載力，提高地基土壓縮性，改善地基性能，確保處理后地基承載力滿足設(shè)計要求，為后續(xù)施工安全有序進(jìn)行創(chuàng)造條件。

強(qiáng)夯處理采用隔點(diǎn)夯擊，點(diǎn)夯兩遍后滿夯一遍，主夯點(diǎn)布置按照7.0m×7.0m正方形布置，滿夯時夯點(diǎn)之間的錘印搭接1/3錘徑。夯錘直徑2.5m，單點(diǎn)夯擊能6000kNm，最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm，滿夯夯擊能2000kNm，單點(diǎn)擊數(shù)2擊。

3.3 沉降控制措施

為解決地基不均勻沉降問題，項(xiàng)目首先對原地基進(jìn)行處理，采用強(qiáng)夯對雜填土及回填厚度超過2m的區(qū)域全部進(jìn)行地基處理；然后在超厚回填時，結(jié)合強(qiáng)夯保護(hù)原理區(qū)域施工技術(shù)對建筑物主體下部采用強(qiáng)夯回填減少沉降，在邊坡區(qū)采用自然放坡的分層碾壓區(qū)，在高能強(qiáng)夯回填區(qū)與分層碾壓回填區(qū)增加低能強(qiáng)夯區(qū)，減少不均勻沉降。

回填結(jié)束后采用標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢測，標(biāo)貫深度按回填厚度進(jìn)行控制，深度方向每間隔1m連續(xù)標(biāo)貫，標(biāo)貫檢測每米不少于15擊（140kPa）。利用一定的錘擊功能(錘重63.5kg，落距76cm)，將一定規(guī)格的對開管式貫入器(對開管外徑51mm，內(nèi)徑35mm，長度大于457mm，下端接長度為76mm、刃角18°～20°，刃口端部厚1.6mm的管靴，上端接鉆桿)打入鉆孔孔底的土中，根據(jù)打入土中的貫入阻抗，判別土層的變化和土的工程性質(zhì)。

3.4 “碎石盲溝”地下排水系統(tǒng)

項(xiàng)目場地自南向北分布有4條東西向的沖溝，為巖石裂隙水自然沖刷形成。在施工前解決超厚回填對地下水系的影響問題，是沉降控制的關(guān)鍵。原始地形山高坡陡，地基土和挖方區(qū)填料以穩(wěn)定性差的粉質(zhì)黏土和黃土為主，為了進(jìn)行有效的沉降控制，項(xiàng)目在保證工程安全與不破壞原有水環(huán)境的前提下設(shè)計采用基于“碎石盲溝”的高填方地基地下排水系統(tǒng)（圖1）。該系統(tǒng)不僅經(jīng)濟(jì)適用，有效保證了排水效果，而且大量縮減工期，為大規(guī)模土方施工爭取了寶貴的時間。該工程排滲體系主要原理如下。

圖1 碎石盲溝斷面設(shè)計

1）結(jié)合地形的具體情況，以不改變或破壞原有水系的條件為原則，設(shè)置地下排水盲溝系統(tǒng)，盲溝縱向坡度應(yīng)不小于1﹪。

2）場內(nèi)盲溝出水口引入場外排水系統(tǒng)（水庫內(nèi)）；盲溝的出水口處，根據(jù)地形作特別加固，避免水流沖刷地面，防止出水口處盲溝潰散、坍塌。

3）結(jié)合原地基處理，設(shè)置排水盲溝。在地基處理完畢后在進(jìn)行盲溝施工。

4 施工要點(diǎn)

4.1 工作面搭接處理

由于填筑區(qū)域范圍大，施工段多，工作面分散，各工作面起始填筑標(biāo)高不同，工作面搭接存在隱患。工作面搭接處理不好，必然產(chǎn)生人為的薄弱面，給高填方工程質(zhì)量帶來不利影響。因此，各工作面間要注意協(xié)調(diào)，相鄰兩工作面高差要求一般不超過4m，以避免出現(xiàn)“錯臺”現(xiàn)象。

4.2 土方填筑（清表及平整場地）

1）因場地高低不平，清表后把原場地修為臺階狀便于強(qiáng)夯施工及分層回填施工。

2）開挖時妥善處理表層植物土，開挖的土方不得隨意向山坡下推棄，以免增加后期植物土處理的難度和推棄土方再次挖運(yùn)與壓實(shí)的難度，并影響工程施工環(huán)境。

3）土方開挖嚴(yán)格控制場地標(biāo)高，在挖方區(qū)邊界根據(jù)方格樁設(shè)置高程控制樁，并在控制樁上掛線，掛線時預(yù)留一定的碾壓下沉量3～5cm，使其碾壓后的高程正好與設(shè)計高程一致。填挖設(shè)計交界線附近按5m控制。

4）土方開挖嚴(yán)格按規(guī)定的土方調(diào)運(yùn)方向調(diào)運(yùn)，以免增加總體調(diào)運(yùn)距離。

5）土方運(yùn)輸采取有效措施，控制揚(yáng)塵，減少對環(huán)境的危害。

4.3 強(qiáng)夯施工

1）在臨湖一側(cè)，先建立強(qiáng)夯保護(hù)區(qū)，采用分層碾壓，每500mm采用振動碾進(jìn)行，碾壓3～5遍。

2）強(qiáng)夯區(qū)回填，回填厚度8m，選用8000kNm強(qiáng)夯機(jī)進(jìn)行，采用兩遍點(diǎn)夯和一遍滿夯，滿夯采用2000kNm強(qiáng)夯機(jī)。

3）強(qiáng)夯結(jié)束后強(qiáng)夯坑采用推土機(jī)進(jìn)行回填，然后進(jìn)行場地平整，用振動碾碾壓3～5遍。

5 效益分析

1）施工效率高，保證工期節(jié)點(diǎn) 傳統(tǒng)分層碾壓采用沖擊碾壓需要虛鋪土80cm、攤平、碾壓、做環(huán)刀試驗(yàn)等步驟，程序繁瑣。本項(xiàng)目回填面積大，回填土方量多，施工工期要求高。強(qiáng)夯工藝簡便易行，施工質(zhì)量控制簡單。強(qiáng)夯保護(hù)原理超厚回填的技術(shù)是在強(qiáng)夯建立保護(hù)區(qū)后直接回填不超過800cm直接進(jìn)行強(qiáng)夯，所以較分層碾壓處理速度明顯加快，可有效節(jié)約工期。

2）地基加固效果顯著，滿足設(shè)計要求 強(qiáng)夯回填有效加固深度大，單層8000kNm的高能量級強(qiáng)夯加固影響深度可達(dá)8～10m，壓縮性可提高2～10倍，顯著提升地基承載力與地基穩(wěn)定性。地基經(jīng)強(qiáng)夯處理后，可取得較高的承載力、壓縮模量，相對一般地基處理強(qiáng)度可提高2～5倍，可以有效避免主體結(jié)構(gòu)后期出現(xiàn)沉降問題。項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)均位于強(qiáng)夯回填區(qū)，加固效果顯著，承載力滿足設(shè)計要求。

3）施工機(jī)具簡單，適用范圍廣 主要施工機(jī)械為履帶式起重機(jī)、沖擊碾和壓路機(jī)，輔以龍門架以增加起吊能力和穩(wěn)定性，現(xiàn)場施工快速方便。地基處理無需三七灰土、土工格柵等高填方分層回填材料，簡單經(jīng)濟(jì)。此地基處理方式適用于同類型高邊坡或臨湖側(cè)等大面積超厚回填地基處理工程，也為類似項(xiàng)目提供參考。

6 結(jié)語

結(jié)合延安萬達(dá)城文旅小鎮(zhèn)實(shí)際應(yīng)用情況，本技術(shù)對于濕陷性黃土超厚回填土方加固效果顯著，可有效控制地基沉降，不僅施工速度快、質(zhì)量好，確保如期完成，而且保證了地基承載力和地基穩(wěn)定性，為后續(xù)其他施工工序的開展提供了較好的條件。