学文网摘要：对于一般厚度较小的填土地基，地基处理方法往往较多，如换填碾压法、强夯法、挤密碎石桩法、挤密灰土桩法等。而对于大面积深厚杂填土地基，地基处理方法则显得鞭长莫及。为此本文针对一项回填土厚度达20m 采土坑的地基处理工程，并对旌工过程的控制，以及施工效果的检测结果进行了分析，得出了对于大面积深厚杂填土地基采用深技术处理后，能够消除地基深部湿陷性，复合地基承载力可以达到200kPa。
关键词：深厚杂填土；湿陷性；重锤冲击成孔；挤密灰渣土桩
中***分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着城市建设规模的不断扩大，城近郊区许许多多的废弃采土坑、采石坑及鱼塘成为了城市发展的一种障碍，不进行开发利用将会严重影响周边投资环境。偌大的采土坑经过杂乱无章地回填，形成了杂填土地基。由于杂填土地基物质组成成分复杂、回填时间不一、颗粒大小不均、具有较强的湿陷性，使其力学性质具有较大的离散性、无规律性，同时给岩土工程设计施工带来了较大的困难。现以一实际工程为例浅谈深厚杂填土建筑地基工程处理技术。
工程概况
该工程为一座110kV变电站工程。规划占地面积1.7万㎡，建筑物面积约2000㎡，构筑物（构支架、消防水池及主变设备基础）共计32台（座）拟建物为1～2层钢筋混凝土框架结构，在一层屋面布置有电容器、电抗器等电气设备，最大柱网间距为4m×10.5m，设计采用***基础，最大***基础设计荷载约为4500kN。基坑坑底最大处理深度约为20m,整个建筑物位于回填土范围内，故其地基土的强度、变形均不能满足建筑设计要求，故须进行整个场地的综合治理。
工程地质、水文地质条件
地层分布及性质
杂填土①层：杂色，稍湿湿，中下部局部饱和，稍密，中下部局部中密。主要由碎砖、混凝土块、碎石、灰渣、木块和含量小于30%的粘性土构成，含少量生活垃圾。
卵石填土②层：杂色，稍湿湿，中密密实，卵石含量50～80%，卵石粒径一般为2～8cm，最大粒径达20cm。粒间主要由细粗砂充填。细粗砂填土②1层，褐黄色，湿，中密密实，夹少量卵石。②层和②1层均为采土场现场废弃物堆积而成。
卵石填土③层：杂色，稍湿湿，中密密实，卵石含量50～60%，卵石粒径一般为2～5cm，最大粒径大于20cm。亚圆形，粒间主要由中粗砂充填。
地下水条件
勘探期间，在最大勘探深度60m范围内，未见到稳定地下水，粘性土填土顶部局部遇到少量地下水，未形成连续性地下水，为生活用水下渗而成。
地基处理设计技术的要求
根据设计院及业主的要求，结合场区使用功能的分区，对主体建筑物和构筑物及停车场范围的处理要求应达到如下几项主要技术指标：
建筑物范围经处理后fspk≥200kPa,并消除湿陷性；
建筑物整体沉降量不大于50mm，沉降差不大于0.2%的正常使用要求。
大面积深厚杂填土地基处理的技术难点
整个工程技术处理的难点可以归纳为：
复合地基承载力要求高，沉降量及沉降差要求比较小；
回填土处理深度深；
回填土成份复杂，颗粒粒径大，含水量低，钻孔难度大；
场地周边民居距离较近，只有200～300m。
地基处理方案选择
振冲挤密碎石桩复合地基方案
当振动沉管无法满足沉管深度要求时一般可以采用振冲法。由于振冲施工用水量巨大，施工所排水的污泥污水会造成严重的环境污染，初步测算，仅建筑物主体范围，经振冲处理排出的泥浆将会达到1～2万mз，施工造价高，周期长，满足不了总体进度要求。
冲扩挤密灰渣土桩复合地基方案
经反复研究，决定利用钻孔夯扩挤密桩技术以及夯扩挤密桩复合地基施工技术，对成孔方式进行改进，采取重锤直接冲击成孔，后再分层填料分层夯扩挤密而形成挤密灰渣土桩复合地基。
为此设计出了一套既能解决杂填土地基钻孔困难，又能解决地基处理深度有限的实施方案。具体施工原理为：采用重达2000kN、直径1.2m的铸钢锤，用履带吊车将高锤高高吊起，然后自动脱钩，锤自由落下，高应力冲击地基，使地基发生冲切破坏，进而形成直径达2.0～3.0m的深坑，坑底土层被强力压密和挤密，成孔后，再分层填料分层冲击，使桩体密实桩间土挤密。
该工程施工时现场文明整洁，施工噪声、振动力远远小于强夯。由于能大量消纳渣土，使得施工价格较为便宜，最为适合本类型场地使用。能够彻底解决地基承载力以及填土湿陷性问题。
地基处理方案设计
根据相邻建筑物的距离和本场地不同区域的填土特性，对基础承重桩、保护桩的长度及其桩身材料分别对待，该工程的具体设计方案如下：
为能保证最大处理影响深度，建筑物场地范围开挖2m；采用2500kN·m能量进行满夯。
***基础下冲扩挤密桩：冲孔直径2000mm，桩径2500mm，冲孔深度不小于10m，以最后连续两击贯入深度不大于5cm为终孔标准，桩身材料6m以上采用水泥白灰砖渣土，6m以下采用白灰砖渣土，桩身试块抗压强度不小于2MPa。
***基础外保护桩，冲孔直径2000mm，桩径2500mm,冲孔深度不小于8m,以最后连续两击贯入深度不大于8cm为终孔标准，桩身材料3m以上采用白灰砖渣土，3m以下为砖渣土。
布桩原则：***基础及设备基础下一桩一柱，其余房心土范围按照4.2～6.2m由密到疏满堂矩形布置，建筑物设3排保护桩，超宽处理约15m。
***基础底标高以上设置一层100mm厚二八灰土防水隔水垫层。
重锤冲扩挤密灰渣土桩施工
地基处理施工工序流程
测量定位放线基槽开挖挖灌水坑灌水调整土层含水量小区强夯试验桩位点测量定位放线冲击成孔试验冲击夯扩挤密桩施工加固效果监测。
场地施工试验
在大面积施工前，对影响施工效果的关键参数必须进行验证。试验主要目的：
确定成孔难易程度、成孔深度、成孔直径及成孔时间；
确定冲击成孔、填料夯桩后的孔底影响深度；
确定填料量以及每次填料后的合理夯击击数；
确定夯扩成桩后，夯扩挤密影响范围；
夯扩成桩前后桩间土湿陷性。
试验检验方法主要采用重型N63.5（Ⅱ）动力触探试验和侵水静力荷载试验，根据N63.5(Ⅱ)对比结果表明，该工程的冲击成孔后孔底加固影响深度为7～9m。挤密成桩后，桩间土湿陷性消除[2]，见***1。
***1处理前后桩间土侵水载荷试验曲线
大面积施工时关键问题及其对策
成孔问题
由于填土大部分是建筑渣土，土层中含有较多的大块混凝土，所以为了保证处理深度，就必须保证成孔深度，因此选用直接冲击挤孔方案，基本上能够将直径约1.5m以下的大块击碎，但当粒径较大且硬质大块较集中时冲孔就比较困难，经试验即使采用旋挖钻机都无法钻到预定的深度。为此采取了相应的措施，即当大块埋深小于6.0m时，采取开挖回填再成孔，反之采取补孔加桩的方法。
塌孔问题
孔口塌孔是施工另一大的难点，由于场地地下水埋藏较深，填土含水量极小，一般为5～10%，且结构特别松散，在受到强力反复振动下孔口填土会不断坍塌到孔内，严重影响到成孔的速度，经过反复的试验研究，采取了多种措施包括：土体大面积预灌水，使土层含水量调整到14～18%；或对表层土采取小能量满夯。从而有效地保证了孔壁土体基本稳定。
复合地基检测及沉降观测
复合地基检测
施工结束后，业主委托某勘察设计研究院对复合地基地基承载力、湿陷性及桩间土的密实度N63.5进行了全面检测，结果表明：4个点的桩间土静力载荷试验，在最大试验荷载400～600kPa作用下，沉降量为13.9～21.3mm,承载力基本值不小于200kPa；2个点的桩间土侵水载荷试验，在200kPa压力下附加湿陷量与承压板宽度之比小于2.3%，判定地基土为非湿陷性土，可见经重锤冲扩挤密桩处理后各项指标均满足设计要求。
建筑物沉降观测
该建筑物已经投入使用近5年，通过对建筑物进行的12个点沉降观测表明，建筑物整体沉降量与计算预估值基本相近。
结束语
①该工程通过试验检验复合地基承载力大于200kPad 设计要求，桩间土湿陷性消除，整体沉降量满足设计要求。②对于大面积深厚杂填土地基的加固处理，采用重锤夯扩挤密灰渣土桩既能大幅度提高承载力，又能消纳建筑渣土，保护环境，降低工程造价。处理深度大大超过高能量强夯，同时减少了振动和噪声，适用范围更加广泛，值得类似工程进一步推广使用。
参考文献
[1]《地基处理手册》编写委员会.地基处理手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1988.
[2]冶金工业部建筑研究总院主编.地基处理技术—排水固结法与挤密法[G].北京：冶金工业出版社，1989.
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