邓汉辉
中国一冶集团有限公司，430081，湖北武汉
摘 要 ：本文以某大型物流仓储厂房建筑为例，通过分析工程施工场地现状条件问题：未分层压实的厚回填土层、排水水系软弱地基和一处需要保护的涵管等，通过总结在地基加固处理施工过程中采取的措施经验，介绍了强夯施工、桩体加固及地坪加固处理工艺及操作流程，为处理类似工程地基问题提供了切实可行的参考借鉴经验。
关键词：强夯；排水沟渠；厚回填土；地基加固处理技术。
Abstract: This article takes a large logistics warehouse building as an example, through the analysis of the condition of the construction site conditions: the thick backfill layer, the weak foundation of the drainage water system and a culvert which needs to be protected, by summarizing the measures taken during the construction process of the foundation reinforcement and construction, and introducing the construction of the dynamic compaction. The pile reinforcement and Ground floor reinforcement treatment process and operation process provide a practical reference experience for dealing with similar engineering foundation problems.
Key words:dynamic compaction；drainage ditch; thick backfill; foundation reinforcement technology.
一、工程概况：
某大型物流园一仓储仓库建筑面积44984.74m2，长216.48m，宽95.48m，二层，主体为钢排架结构，建筑高度17m。设计采用柱下独立基础，部分软弱土层采用CFG桩复合地基基础；仓库位于填方区，其中（14）~（18）轴间有一处水系排水深沟斜向横穿场地。场区地层共分为8层：①素填土(Qml)；②粘土（Q4al+pl）；③粘土（Q4al+pl）；④粘土（Q3al+pl）；⑤粘性土混卵砾石（Q3al+pl）；⑥残积土（Qel）；⑦-1强风化泥质粉砂岩、砾岩（K～E）；⑦-2中风化泥质粉砂岩、砾岩（K～E）。仓库厂房地坪下回填土压实系数不得小于0.94，库内地坪要求承重不小于30KN/m2。
二、现状条件及存在问题分析
仓库普遍填土深度2~7m，最深为水系排水沟渠段约10米，原为上游村落农田灌溉、居民生活排水集中排向下游的一处主沟渠，需要保持排水畅通。沟渠底可见淤泥沉积，建设方在工程场平回填时未进行清淤处理，直接安置DN1500砼预制管引流后进行了回填，排水入口处管段顶部位砼壁观察有一处肉眼可见的贯穿裂纹。分析现状条件存在问题如下：
1、仓库场地回填平整中未分层摊铺及分层碾压夯实，土体结构松散明显，密实度不均，且回填时间短土体未完成自重固结，无法满足地基承载要求；
2、设计选用CFG桩复合地基基础，桩身大部分范围埋置在新近完成的回填土层中，土质松散，工程力学性能差，土体支撑稳定性较差，桩体在成桩过程中和外部施工荷载作用下受到挤压极易发生断裂、移位和倾斜，会直接影响到基础的承载力。且桩间土体松散将大大消弱复合地基的承载力。
3、库区中部排水水系地段受长期排水影响造成土体流失和液化，且底部沉积有淤泥，排水管涵已出现裂纹损伤，均不利于地基承载。
4、查阅工程地勘报告，勘察点位仅按常规设置，无水系地貌详勘情况。
5、场地回填未经压实处理，后期极易出现整体或局部沉陷现象，还会对桩产生负摩阻。桩间回填土的后期固结沉降会使桩间土和基础脱开，导致桩头受力过大，引起CFG桩复合地基产生过大沉降甚至破坏。
6、仓库面积大，室内地坪设计承载力高，存在大面积使用堆载问题。如仓库范围内的素填土不予处理，将对建筑物的日后使用运营留下工程隐患。
基于以上问题，仓库范围内未经压实的厚填土层、水系地段均存在地基承载安全隐患，必须予以地基加固处理；加固处理方案须考虑对现有排水管涵的有效保护。
三、地基处理加固技术
针对拟建场地存在的地基承载隐患问题，结合施工质量、成本、进度及施工便利性原则，采取地基处理加固技术如下：
3.1厚填土大面强夯地基处理
对仓库厚填土层采用地基强夯处理，强夯施工对大面积厚填土层的夯实处理具有较好加固效果。
1．强夯场地技术参数选择：
依据工程场地地质条件和工程设计要求，主要参数有：单点夯击能、最佳夯击能与夯击次数、夯击间隔时间、夯点布置及夯距。
设计要求：场地强夯后仓库地基承载力特征值应达到150Kpa。
根据设计要求及现场填土深度，经试夯后，确定强夯施工技术参数选择如下：
（1）锤重和落距：
锤重：G1=G2=200KN（钢锤：直径2m）；落距：h1=15m (填土深<7米) ;h2=20m (填土深>7米)。
（2）夯击能量：
E1=G1×h1=3000KN·m (填土深<7米)；E1=G2×h2=4000KN·m (填土深>7米)。
（3）锤底静压力：
F1=F2=G/S=200/3.14=63.69KN/m2 。
（4）夯击范围布置及间距、夯击遍数、击数确定
强夯范围：根据现场填土深度分为：小于7米为A类强夯区，采用3000KN·m夯击能量，面积8680m2；大于7米为B类强夯区，采用4000KN·m夯击能量，面积18290m2。水系段位于B类强夯区，砼排水管涵表面覆土厚度约5m，为避免强夯冲击能扰动水系段下卧淤泥质土层及损伤排水管涵，水系范围内地面禁止强夯，采用机械碾压，强夯施工接近时改用轻锤或低落距锤并开挖隔震沟，以减小对涵管施工影响。提前在现场设置好警示范围标示，做好土体及管道变形监测。
强夯分二遍施工：第一遍为点夯方式施工 ,锤中心间距为2.5m，以2.5m×2.5m正方形网格定位 ,每网格交点为一夯位 ,每个夯位连击,夯击次数4~6击,最后两击平均夯沉量不得超过5cm ,否则加击。第二遍采用2000KN·m低能量满面拍夯 ,将场地表层松土夯实 ,夯位中心距1.5m。
（5）加固影响深度H
加固影响深度H的确定：
取地耐力fk=150Kpa，参照国家现行有关文件和规范要求，根据修正的梅拉氏公式，H=K√Gh；仓库地坪加固深度:H1=K√Gh1=0.4√300=6.92m ;H2=K√Gh2=0.4√400=8m ;
根据本工程场地填料土质,实际加固深度略高于上值。
故本工程采用夯击能量为3000~4000KN·M的强夯机械进行夯击。
（6）预计夯沉降量：约0.5m左右。
（7）相邻夯击两遍之间的间歇时间：本工程回填土层渗透性较好,第二遍夯位施夯时间与其相邻第一遍夯后应夯时间间隔不少于4天。
2．施工工艺流程：
①清理、平整场地─②标出夯点位置─③起重机就位、对准夯点位置─④将夯锤吊到预定高度，脱钩自由下落进行强夯─⑤往复夯击，按规定夯击次数及控制标准完成夯点的夯击─⑥用推土机将夯坑填平─⑦在规定的间隔时间后，按上述程序逐次完成全部夯击遍数─⑧用低能量满夯，将场地表层松土夯实。
3.2厂房柱承台基础桩体加固处理
考虑仓库水系水渠较深、未清淤处理，现有强夯会加剧对下部淤泥层扰动和排水管涵的破坏，且底部存在大量含水率高土层在强夯时易形成“弹簧土”造成强夯失效。此处场地已回填完、面积较大，若进行清淤、换填，难度、成本非常大，亦对工期会造成较大影响。经现场补勘、验算后，对此范围内厂房柱基础原设计CFG桩修改为配筋冲孔灌注桩，以加强桩身强度和穿透淤泥质软弱土层，将桩截面扩大加大桩侧摩阻力和桩身承载力，桩身增设配筋能有效抵抗桩基在外力和不均匀沉降中的抗弯折能力。原设计布置的桩数及桩位不变，采用长螺旋钻中心压灌成桩工艺施工避免桩间振动挤压影响。
3.3厂房地坪地基加固处理
1．增设地坪桩：对水系段地坪地基采用布设φ400mm水泥深层搅拌桩加固，桩间距横向@1500mm，纵向@2000mm，呈梅花点状布置，排水管涵处经桩位排布后距离管道1250mm。桩顶标高-0.75m，桩长要求不小于14m，桩端持力层为第4层土,桩端阻力特征值为700KPa。为避免成桩时振动和挤密影响，采用长螺旋钻中心压灌成桩工艺施工。
2．褥垫层下增设灰土结合层：搅拌桩与柱承台基础CFG桩同步施工，待承台基础施工完回填后，将场地平整至标高-0.70m，满铺300mm厚三七灰土压实，其上再铺垫200mm厚砂石褥垫层。灰土和褥垫层共同铺设，可以调整桩和土荷载的分担作用，保证桩、土共同承担荷载，减少基础底面的应力集中，消除地基的不均匀性，有效防止土体不均匀沉降下沉。
3．设计仓库地坪承载力较高且存在大面堆载问题，对水系段地坪面层砼按设计要求配置双向双层钢筋网片，以进一步加强地坪砼整体承载、防止地坪开裂。
四、施工注意事项：
1．强夯施工以试夯后静载、其它原位测试、室内土工试验等方法检测后确定合适的施工工艺参数，当发现异常情况或地质条件与设计提供的数据不符时及时会同有关部门研究处理。
2．CFG桩施工前，在该场地附近进行试验桩的施工，以验证成桩成孔可行性及取得合适的施工技术参数，数量不少于3根。
3．灰土按要求拌合均匀后再铺垫压实；砂石褥垫层摊铺均匀后采用钢轮压路机静压1～2遍。
4．现场注意机械设备的完好性，定时检修，杜绝隐患，夜间作业照明应该足够，所有施工人员均要戴安全帽，视线不清，自然风较大时严禁施工。
5．非施工人员不得进入施工现场，起重机臂下、重锤下严禁站人，挂锤人员应站在离夯点中心10m以外。夯击时所有人员均退到安全线以外，防止飞石伤人。
6．在施工过程中，安排专人监管施工现场安全。
五、实施效果
仓库场地经强夯加固后，经现场抽样选取五个点位进行浅层平板净载荷试验，结果如下表示：
试验点位置 试验最大荷载（kPa） 累计沉降量（mm）
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从上表可以看出：各试验点处地基承载力特征值均为160kPa,均符合设计要求。
CFG桩成桩质量及复合地基经现场抽样检测结果符合设计和规范要求；监测施工期间的排水涵管砼壁裂纹没有继续发展破坏。
六、结语
通过上述地基加固处理技术的应用，有效降低了基础施工期间对水系段排水管涵的不利影响，关键是大面积的强夯施工整体、快速提高了仓库场地厚回填土的承载力，通过柱基础桩基加固和增设的地坪桩等措施有效避免了地下软弱土层带来的不利影响，提升了仓库厂房的结构安全和地坪堆载的承载稳定性。地基处理后的效果达到了设计和规范要求，同时大大节省了地基常规处理耗用的施工时间，为仓库基础部分的顺利施工奠定了基础。仓储工程自2014年1月投产使用至今，监测基础结构安全稳定，仓库场地、地坪等无下沉、开裂等不良现象，受到了监理、业主等单位一致好评。
参考文献：
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