浅谈回填土处理的方案对比分析

浅谈回填土处理的方案对比分析

孙晓光

中冶沈勘工程技术有限公司，辽宁 大连 110016

摘要：合工程实例（本溪九星印刷药品生产车间地基处理工程），对水泥土搅拌桩和强夯置换法两个方案对比分析，结合工程造价，工程环境等因素，对地基处理的这两个方法做出合理评价。 关键词：水泥土搅拌桩；强夯置换；地基处理 中图分类号：U416.1；U445 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)29-0012-02

水泥土搅拌桩是用于加固饱和和软黏土低地基的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。

强夯置换是强夯用于加固饱和软粘土地基的方法。强夯置换法的加固机理与强夯法不同，它是利用重锤高落差产生的高冲击能将碎石、片石、矿渣等性能较好的材料强力挤入地基中，在地基中形成一个一个的粒料墩，墩与墩间土形成复合地基，以提高地基承载力，减小沉降。在强夯置换过程中，土体结构破坏，地基土体产生超孔隙水压力，但随着时间的增加，土体结构强度会得到恢复。粒料墩一般都有较好的透水性，利于土体中超孔隙水压力消散产生固结。

下面就本溪九星印刷有限公司的生产车间项目地基处理做这两个方案的对比分析。

1 本工程概况 拟建原料成品库、生产车间。总建筑面积约为14500㎡。拟建建（构）筑物特征见下表1：

表1 对差建建异地序 建（构） 筑设计地筑沉下号 筑物名物 坪标高 高度 结构 降室 称 层（m） （m） 物等类型 敏情数 级 感况 程度 1 原料成1 143.65 6.0 二门式一品库 级 钢架 般 无 2 生产车二门式一间 1 143.55 7.5 级 钢架 般 无 注：拟建场地室内外高差约0.50m。 根据拟建建（构）筑物特征及场地地质条件，按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）划分，本工程重要性等级为二级，场地复杂程度为二级，地基复杂程度等级为二级，因此，岩土工程勘察等级为乙级。

2 场地岩土工程条件

2.1 场地位置及地形地貌

拟建场地地处本溪市石桥子镇百合路北侧。原始地貌单元为低山丘陵。勘察时场地地势起伏较大，测得各钻孔孔口标高变化于140.49～148.26m之间，钻孔孔口高差7.77m。

2.2 地层岩性

根据本次勘察结果，场地内分布的地层主要有杂填土层、全风化花岗岩层和强风化花岗岩层。按自上而下揭露的顺序，各地层岩性特征描述如下：

（1）杂填土（Qml）①（①为地层编号）：黄褐色，主要由粘性土组成，局部含建筑垃圾，淤泥质粉土，残积土，硬杂质（粗颗粒）含量约为5%，结构松散，堆积时间2～3年。未完成自重固结，土质密实度不均匀。各钻孔均遇见该层，薄厚不均匀，层厚3.60～9.50m，层底标高132.90～141.26m。

（2）全风化花岗岩②：黄褐色，细粒结构，块状构造。节理裂隙极发育，岩石风化成土，矿物成分由长石、石英、云母组成，合金可钻进，岩芯呈土状，岩石坚硬程度属极软岩；岩体完整程度分类属极破碎，其岩体基本质量等级为Ⅴ

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级。各钻孔均遇见该层。层厚0.80～1.40m，层底标高131.80～140.16m。

（3）强风化花岗岩③：黄褐色，细粒结构，块状构造。节理裂隙极发育，岩石风化成土，矿物成分由长石、石英、云母组成，合金可钻进，岩芯呈土夹碎块状局部砂状，岩石坚硬程度属极软岩；岩体完整程度分类属极破碎，其岩体基本质量等级为Ⅴ级，岩石质量指标RQD<25，属极差的。各钻孔均遇见该层。该层未被钻穿，控制层厚7.00～18.20m。

2.3 地下水

勘察期间，各钻孔均遇见地下水。地下水类型为上层滞水，主要受大气降水补给，水量较丰富，水位随季节变化。勘察时，测得地下水初见水位埋深3.50～9.60m，稳定水面埋深2.50～7.60m，相当于标高137.91～143.76.00m。7、8、9月为丰水期。

本次勘察在钻孔11号和34号中采取2件地下水试料进行了水质分析试验，其试验结果详见“水质分析报告表”。 该场地环境类型为Ⅲ类，含水层属弱含水层。结合“水质分析报告表”和“易溶盐分析成果表”，依照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）有关标准综合判定：该场地地下水和杂填土①对混凝土有微腐蚀性，对混凝土中钢筋有微腐蚀性。杂填土①对钢结构有微腐蚀性。

3 岩土力学性能评价

（1）杂填土①：成分及力学性质变化较大，结构松散，未完成自重固结，不能作为拟建建筑物基础持力层。

（2）全风化花岗岩②：属极软岩，具有较高的强度。可作为独立基础持力层。

（3）强风化花岗岩③：属极软岩，具有高强度，可作为拟建建筑物的桩端持力层。

4 基础选型分析

拟建宿舍楼和综合楼，可采用独立基础，基础可座在全风化花岗岩②上；生产车间和原料成品库可采用长螺旋钻孔压灌桩基础或CFG桩，以强风化花岗岩③可作为桩端持力层。

5 岩土工程施工注意事项

（1）由于全风化花岗岩②和强风化花岗岩③均风化为土状，当基础开挖至设计标高后，应及时通知本单位，并进行现场测试，确定持力层的强度。

（2）基础开挖若遇滞水，应采取降水措施，可采用明排法降水。

（3）由于场地内人工填土①层较厚，场地整平时可对填土进行强夯处理，至满足设计要求。

6 工程地质参数

根据勘察结果，结合拟建建筑物的特征，拟建建筑物的基础型式及持力层选择见内容。根据勘察结果，依照《建筑地基基础技术规范》（DB21/T907-2015）等有关规程、规范，结合地区工程经验，场地内各地层有关工程特性指标建议按表3、表4采用：

表3 承载力抗剪强度 地层 指标 特征值压缩模量天然重度 fEs （MPa） 内摩擦角凝聚力C γ(kN/m3) ak（kPa） φ（度） （kPa） 杂填土① 未完成自重固结 全风化花岗岩② 300 9.23 17.3 27.2 19.8 强风化花岗岩③ 400 E0=40.0 40 3 20.5 表4 指 标 长螺旋钻孔压灌桩 地 层 桩侧阻力特征值 桩端阻力特征值 qsia （kPa） qpa （kPa） 杂填土① -10 / 全风化花岗岩② 30.0 / 强风化花岗岩③ 40.0 2000 注：（1）采用上表中端阻力特征值时，应进行试桩校核。承载力以试桩为准。

（2）当采用CFG桩时，其基桩的桩侧阻力特征值qsia及桩端阻力特征值qpa可按长螺旋钻孔压灌桩的数值采用。

7 技术要求：处理后的地基承载力不小于120Kpa

8 本工程拟用方案采用水泥土搅拌桩或强夯置换法处理

8.1 水泥土搅拌桩方案

本工程基地底标高为-1.800，水泥土搅拌桩桩顶标高-2.200，基础施工时破桩头500mm，桩长8000mm，有效桩长7500mm，基础底设300mm厚褥垫层，桩顶入褥垫层50mm，褥垫层可采用中砂、粗砂或级配砂石，最大粒径不得大于20mm.褥垫层夯填度不大于0.9.

水泥土搅拌桩直径500mm，间距500mm，单桩承载力120KN.

室内注浆：注浆孔间距2000×2000mm，注浆管采用Φ48钢管，壁厚3mm，底部封闭。下部设1米花管。注浆采用PO32.5

水泥，水泥浆液水灰比为2：1～1：1.注浆压力为1～3Mpa。

8.2 强夯置换法方案

（1）强夯置换夯击能，独立基础下夯击能采用6000KN·M；护夯墩夯击能采用3000KN·M.

（2）布点形式，根据设计图纸，布点形式采用4000×4000，正方形布点，条形加固宽度为12米。

中国科技期刊数据库 工业C

（3）复合地基置换率。

回填土层置换率m=0.15，散体墩直径2.2米。 8.3 水泥土搅拌桩方案造价 承台型号 承台桩长单个承台小计数量 （m） 下桩数 （m） 单价 合价 J-1（2.4*1.7） 42 7.5 20 6300 30 189000 J-2（2.1*1.5） 8 7.5 12 720 30 21600 J-3（2.2*1.6） 2 7.5 15 225 30 6750 J-4（2.2*1.6） 19 7.5 15 2137.5 30 64125 J-5（2.2*1.6） 4 7.5 15 450 30 13500 地面注浆 7500m² 50 375000 总计 656475 设计说明：水泥土搅拌桩直径500mm，预算含施工和检测。 8.4 强夯置换法方案造价

药品生产车间地基处理强夯置换法预算表 承台型号 夯击能 面积 单价 合价 基础区域 6000 6000 55 330000 其它部位 3000 3720 40 148800 置换材料 180000 总计 658800 设计说明：强夯置换材料甲供。置换材料量基础区域按每平米2立，其它部位按1.5立考虑。

9 结论

通过上述数据可以看到的是，本工程设计可行性和造价两方面看都是可行的。

水泥土搅拌桩方案预计工期15个日历日，现场平整场地后可直接施工。

强夯置换方案预计工期10个工作日，现场整平标高为-2.000后方可施工。

相比较而言，强夯置换法工期较短，施工方便，环保等优点，而水泥搅拌桩噪音较低，施工质量容易控制。

综上所述：这两个方案都是适合于这个工程的。

参考文献

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