張菁宇，徐國(guó)明

（山西天脊集團(tuán)建筑工程有限公司，山西 長(zhǎng)治 047507）

1 工程概況

某新建辦公樓位于山西省長(zhǎng)治市潞城區(qū)天脊大道南側(cè)（以下簡(jiǎn)稱“新樓”），其北側(cè)緊靠既有建筑備件處辦公室（以下簡(jiǎn)稱“既有建筑”）。辦公樓長(zhǎng)50.9m，寬13.7m，層高3.6m，室內(nèi)外設(shè)計(jì)高差為0.45m，總高11.25m，總建筑面積2 143.24m2，于2017 年7 月開工建設(shè)，2019 年1 月竣工使用。

與新樓北外墻凈距僅2m 的1 層原備件處辦公用房建于1982 年，是建廠前期設(shè)備處的倉(cāng)庫(kù)臨建工程，長(zhǎng)89.61m，寬8.00m，層高3.70m，室內(nèi)外高差0.30m，總高4.80m，總建筑面積716.88m2。該既有建筑正在使用，新樓竣工后，辦公人員搬到新樓騰出既有建筑，然后按計(jì)劃將其部分拆除。

由于新樓在地基處理的灰土墊層施工中，受鄰近既有建筑基礎(chǔ)的影響，施工空間窄小，按常規(guī)應(yīng)采用基坑支護(hù)。但受辦公使用、施工機(jī)械和造價(jià)的影響，難以實(shí)施。后經(jīng)設(shè)計(jì)、施工和管理單位相關(guān)人員研究討論進(jìn)行了技術(shù)革新，采用“鋸齒式”施工方法，解決了場(chǎng)地窄小的困難，節(jié)約了支護(hù)費(fèi)用，保證了工期，值得總結(jié)推廣應(yīng)用。

2 設(shè)計(jì)做法

根據(jù)《天脊集團(tuán)新建采供中心辦公樓巖土工程勘察報(bào)告（詳勘）》，建設(shè)場(chǎng)地為Ⅰ級(jí)非自重濕陷性黃土，持力層為Q4la+pl粉質(zhì)黏土，地基承載力特征值為105kPa。地基處理設(shè)計(jì)采用“墊層法”，具體做法為：在基礎(chǔ)混凝土墊底面以下設(shè)置3∶7灰土整片墊層，地基處理厚度為1.00m，寬度為基礎(chǔ)軸線向外1.80m，要求分層壓實(shí)，壓實(shí)系數(shù)≥0.97，處理后的復(fù)合地基豎向承載力特征值≥150kPa，地基處理如圖1，2 所示。

圖1 地基處理布置（單位：m）

墊層承載力需通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí)，可參考表1 選用，并驗(yàn)算下臥層的承載力。

3 施工方案

圖2 1-1 剖面

表1 素土、灰土的承載力

根據(jù)灰土墊層的地基處理設(shè)計(jì)做法，新樓基礎(chǔ)外邊緣距既有建筑基礎(chǔ)側(cè)邊的凈距離只有1.155m，而需新開挖的基坑底面與既有建筑基礎(chǔ)的底面高差為0.830m。若直接開挖，肯定會(huì)影響既有建筑安全，為此提出以下解決方案。

3.1 短樁支護(hù)

在既有建筑側(cè)邊打短樁支護(hù)，材料為型鋼。經(jīng)計(jì)算，頂標(biāo)高為-1.370m，向下打3.20m，間距為1.65m（每開間2 根）。該方法的優(yōu)點(diǎn)是先打樁，后開挖，基本不影響施工灰土墊層和工程進(jìn)度；缺點(diǎn)是緊靠既有建筑，施工機(jī)械受限，特別是施工噪聲大，影響辦公，需采取特殊措施。

3.2 “鋸齒形”基坑

在新樓竣工投入使用之前，既有建筑仍需保留使用，故對(duì)控制施工噪聲要求非常嚴(yán)格。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，經(jīng)多次研究討論后進(jìn)行技術(shù)革新，提出“鋸齒式”灰土墊層施工方法。優(yōu)點(diǎn)是可解決場(chǎng)地窄小的困難，噪聲也能得到控制，并節(jié)約支護(hù)費(fèi)用；缺點(diǎn)是灰土墊層需要進(jìn)行二次局部開挖施工，人工費(fèi)用和工期略有增加。經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等多方面比較，最后決定采用“鋸齒形”施工方案，如圖3～5 所示。

圖3 基坑開挖平面

圖4 2-2 剖面（大面積施工灰土墊層）

圖5 3-3 剖面（局部施工“鋸齒形”灰土墊層）

4 “鋸齒形”灰土墊層施工

4.1 材料要求

1）灰土土料 可采用黏土或粉質(zhì)黏土，不應(yīng)使用塊狀黏土和砂質(zhì)粉土，不應(yīng)夾有磚、瓦、石塊或含有凍土、膨脹土；有機(jī)物含量不應(yīng)大于5%，并應(yīng)過篩，其顆粒不得大于15mm；嚴(yán)禁采用地表耕植土、淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土等土料。

2）石灰 宜采用新鮮的消石灰，含氧化鈣、氧化鎂越高越好，越高其活性越大，膠結(jié)力越強(qiáng)。使用前1～2d 消解并過篩，其顆粒不得大于5mm，且不應(yīng)夾有未熟化的生石灰塊粒及其他雜質(zhì)，也不得含有過多水分。

4.2 基坑開挖

根據(jù)已審批的“鋸齒形”灰土墊層專項(xiàng)施工方案，按照?qǐng)D3 所確定的平面尺寸，特別是圖4 所示的基坑北邊“鋸齒形”開挖邊線進(jìn)行開挖。保留凸出基坑北邊緣線的土墩尺寸為：縱向東西長(zhǎng)3.30m，間隔3.00m；南北橫向?qū)?.80m，平均高1.25m。

4.3 現(xiàn)場(chǎng)施工

4.3.1 施工設(shè)備

大面積壓實(shí)采用6～10t 壓路機(jī)，壓不到的邊緣采用平板振動(dòng)器或蛙式夯，不易夯到的角部采用立夯。

4.3.2 施工工序

機(jī)械開挖基坑時(shí)，先保留200mm 厚土層不挖，待人工整平，將基底平整度高差控制在50mm 以內(nèi)，并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行釬探、驗(yàn)槽，合格后方可鋪設(shè)灰土墊層。場(chǎng)地有積水應(yīng)晾干；局部有軟弱土層或孔洞應(yīng)及時(shí)挖除后用灰土分層回填夯實(shí)；若出現(xiàn)“橡皮土”現(xiàn)象，則應(yīng)暫緩壓實(shí)，采用開槽、翻開晾曬、換填灰土、壓入片石等方法處理。

灰土體積配合比為3∶7，墊層強(qiáng)度隨含灰量的增加而提高。但含灰量超過一定值后，灰土強(qiáng)度增加很慢。多用人工翻拌，不少于3 遍，使其達(dá)到土灰均勻，顏色一致。并適當(dāng)控制含水量，一般控制在最優(yōu)含水量WOP±2%的范圍內(nèi)，最優(yōu)含水量可通過擊實(shí)試驗(yàn)確定，也可按施工經(jīng)驗(yàn)取用：現(xiàn)場(chǎng)以手握成團(tuán)，兩指輕捏即散為宜。如含水過多或過少時(shí)，應(yīng)稍晾干或?yàn)⑺疂駶?rùn)，如有球團(tuán)應(yīng)打碎，要求隨拌隨用。

墊層應(yīng)分層隨鋪填隨碾壓，虛鋪厚度為200～300mm，平均250mm，如表2 所示。采用機(jī)械攤鋪，整平后用6～10t 壓路機(jī)碾壓。施工時(shí)須一輪壓1/3～1/2 輪往復(fù)碾壓，后輪必須超過2 個(gè)施工段的接縫。碾壓次數(shù)一般為4～6 遍，碾壓至設(shè)計(jì)密實(shí)度要求。

表2 灰土最大虛鋪厚度

基坑周邊壓路機(jī)碾壓不實(shí)之處，在整平后用平板振動(dòng)器或蛙式打夯機(jī)進(jìn)行壓實(shí)。施工時(shí)須一板壓1/3～1/2 板往復(fù)壓實(shí)，由外圍向中間進(jìn)行，直至達(dá)到設(shè)計(jì)密實(shí)度要求。特別是“鋸齒形”基坑邊緣，在整平后用平板振動(dòng)器或蛙式打夯機(jī)仍無法夯實(shí)的局部處，必須用立夯夯實(shí)，直至達(dá)到施工驗(yàn)收規(guī)范要求。

4.3.3 注意事項(xiàng)

灰土分段施工時(shí)，不得在墻角及承重窗間墻下設(shè)置接縫，上下2 層接縫距離不得小于500mm，接縫處應(yīng)夯壓密實(shí)。當(dāng)灰土地基高度不同時(shí)應(yīng)做成階梯形，每階寬度不少于500mm；同時(shí)注意接縫質(zhì)量，每層虛土從留縫處往前延伸500mm，夯實(shí)時(shí)應(yīng)夯過接縫300mm 以上；接縫時(shí)，用鐵锨在留縫處垂直切齊，再鋪階段夯實(shí)。

灰土應(yīng)當(dāng)日鋪填夯實(shí)，入槽（坑）灰土不得隔日夯打。夯實(shí)后的灰土3d 內(nèi)不得受水浸泡，并及時(shí)進(jìn)行基坑回填，或在灰土表面進(jìn)行臨時(shí)性覆蓋，避免日曬雨淋。雨季施工時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)防雨、排水措施，以保證灰土在基槽（坑）內(nèi)無積水狀態(tài)下進(jìn)行施工。剛打完的灰土，如突遇暴雨，應(yīng)將松軟灰土除去，并補(bǔ)填夯實(shí)；稍受濕的灰土可在晾干后補(bǔ)夯。

冬期施工必須在基層不凍的狀態(tài)下進(jìn)行，土料應(yīng)覆蓋保溫，凍土及夾有凍塊的土料不得使用；已熟化的石灰應(yīng)在次日用完，以充分利用石灰熟化時(shí)的熱量；當(dāng)日拌合灰土應(yīng)當(dāng)日鋪填夯實(shí)，表面應(yīng)用塑料膜及草袋覆蓋保溫，以防灰土墊層早期受凍強(qiáng)度降低。

5 質(zhì)量檢驗(yàn)

5.1 施工前質(zhì)量檢驗(yàn)

施工前應(yīng)檢查粉質(zhì)黏土、石灰等原材料質(zhì)量，以及灰土配合比和灰土拌合均勻程度，還包括基槽清底狀況和地質(zhì)條件。

5.2 施工過程質(zhì)量檢驗(yàn)

施工過程中應(yīng)檢查分層鋪設(shè)厚度，分段施工時(shí)上下2 層的搭接長(zhǎng)度、施工含水量控制、夯壓遍數(shù)等。墊層的壓實(shí)系數(shù)應(yīng)分層檢驗(yàn)，可采用環(huán)刀法、貫入儀、靜力觸探、輕型動(dòng)力觸探或標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等方法。若采用環(huán)刀法，用容積不小于200cm3的環(huán)刀壓人每層2/3 的深度處取樣，測(cè)定其干密度（不應(yīng)小于該灰土在中密狀態(tài)的干密度值），再將其換算成壓實(shí)系數(shù)。壓實(shí)系數(shù)γc為土的控制干密度ρd與最大干密度ρmax的比值（最大干密度宜采用擊實(shí)試驗(yàn)確定）。

檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量設(shè)置方面，對(duì)于整片墊層，每層每200m2面積內(nèi)應(yīng)有1 個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，且每層不應(yīng)少于3 點(diǎn)；對(duì)寬度小于6m 的基槽，每層每10～20m 不應(yīng)少于1 點(diǎn)，且每層不應(yīng)少于3 點(diǎn)；對(duì)局部處理的獨(dú)立柱基，每柱基每層不應(yīng)小于1 點(diǎn)。

6 質(zhì)量驗(yàn)收

竣工驗(yàn)收采用載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)墊層承載力，每個(gè)單體工程不應(yīng)少于3 點(diǎn)，單體墊層面積超過1 500m2時(shí)超出部分每500m2增加1 點(diǎn)，不足500m2的按500m2計(jì)。灰土地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如表3 所示。

7 結(jié)語

在緊鄰既有建筑物基礎(chǔ)邊緣開挖基坑，采用“鋸齒形”墊層法進(jìn)行地基處理，分段施工，可免除基坑支護(hù)，加快施工進(jìn)度，降低工程造價(jià)。經(jīng)過2 年多的實(shí)踐使用，新建樓未發(fā)現(xiàn)異常。

表3 灰土地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)