深厚回填土场地基础选型的讨论及实例分析
摘要：对于深厚回填土场地，填土层中填土成分较复杂，含较多石块等硬物的地基基础选型的讨论分析；介绍钻（冲）孔灌注桩、锤击预应力混凝土管桩、植桩、地基处理后采用浅基础等基础若在本工程中采用时的相关信息及注意事项；以及介绍上述基础形式对本场地的适用性及优缺点分析。woman 日剧
关键词：深厚回填土；基础选型；地基处理
日本五节句1工程概况
某工程由20栋多层建筑及其他附属用房组成。建筑物总高度为17m~20m，地面以上4~5层，采用框架结构，典型柱距为9.5mX12m，8mX10m，柱底力最大单柱荷载约7000KN。建筑地基允许变形值应满足《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.3.4的规定，即建筑物相邻柱基的沉降差允许值为0.002L（L为相邻柱基的中心距离）。
拟建场地内原为山地，周围为丘陵，场区地形起伏大，钻探期间实测钻孔孔口标高113.00～153.00m，高差较大，土方平整后场地较平整。
2地质条件介绍
根据场地钻孔揭露，上部第四系覆盖土层主要为人工堆积成因的人工填土层，第四系冲、洪积成因的淤泥质土；坡积成因的粉质粘土、残积成因的粉质粘土；下伏基岩为侏罗系花岗斑岩及石英砂岩。
拟建场地自上而下的地层为：人工填土、淤泥质土、粉质粘土、砂质粘性土、全风化花岗斑岩、全风化石英砂岩、强风化花岗斑岩、强风化石英砂岩、中风化花岗斑岩、中风化石英砂岩。
人工填土层为素填土，填土层一般具有空隙较大、承载力较低、压缩性较高，自稳性差、透水性较好的特点，局部含上层滞水，填土层中填土成分较复杂，含较多石块等硬物，部分钻孔揭露硬物含量超过50%，最大超过70%；部分石块块径较大，超过50cm，填筑密实度不均匀，压缩性变化较大，部分区域填土较深厚，钻孔揭露填土最大厚度达30米，根据场地原始地形判断，填土下部坡度较大，厚度变化较大，填土后期将发生相应沉降，填土厚度较大的地方预测沉降较大，且存在不均匀沉降，填土厚度变化较大的地方预测不均匀沉降较大。
图1工程地质剖面图
3基础选型方案对比
3.1钻（冲）孔灌注桩
根据揭露的土岩层情况，结合拟建建筑物荷载要求，当单柱荷载较大或填土层较厚、填方较深的区域，可考虑使用钻（冲）孔桩方案，以具有一定厚度的强风化或者中风化岩为桩端持力层采用钻（冲）孔灌注桩。持力层为强风化花岗斑岩(侧阻70kpa,端阻1200kpa)或中风化花岗斑岩(单轴抗压强度为4MPa);桩以摩擦桩为主，桩承载力特征值由桩长及入岩深度
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钻（冲）孔灌注桩施工时应注意问题：1应选用适当的施工工艺，保证成孔和清孔质量，水下灌注混凝土时严格执行有关的规范、规定，保证成桩质量；2应采取有效措施清除孔底沉渣；3施工时，要考虑到基岩风化不均问题对施工的影响，设计和施工应提前考虑预防措施并制定预防对策；4桩施工穿过局部的硬夹层时，施工会有一定困难； 5场地强风化岩中常夹有较多的中风化岩块，遇水易软化塌落，如泥浆浓度不够也易造成塌孔，因此在保证泥皮厚度不至过大的情况下，同时也要保证泥浆的浓度；6为了避免强风化岩层因长时间浸泡而软化，施工时应及时清孔灌注混凝土；7钻（冲）孔灌注桩施工过程中会产生较大的震动和噪音，应与周边单位和居民协调，合理安排施工时间，尽量减少噪音污染及其对周边居民的影响。必要时需进行监测以便有效地预测和控制，并作出相应的防治方案，避免因施工造成的民事纠纷；8施工过程中将产生大量的泥浆，废弃泥浆和浆渣应进行专门的处理和转运，以免污染周边环境。
灌注桩基础形式分析：若采用钻（冲）孔灌注桩方案以具有一定厚度的连续中风化岩作为桩基持力层，沉降变形不大且相对均匀。
但是，采用钻（冲）孔灌注桩方案，存在成本较高，施工难度大，不可预判的因素较多等困难。填土层中填土成分较复杂，含较多石块等硬物，硬物含量较高、石块块径较大，部分区域填土较深厚，最大厚度达30m，采用钻（冲）孔桩时，施工难度较大，容易出现塌孔、漏浆等问题，如果采用钢护筒，遇到较大石块难以打进，成孔时间较长，必要时需要更换桩位，成本较高且存在无法把控的风险，工期较长。
3.2锤击预应力混凝土管桩
考虑选择锤击预应力混凝土管桩时，管桩应采用端承型桩,桩端持力层为强风化花岗岩斑岩，桩端入持力层不应小于2m，桩侧土层为：杂填土、粉质粘性土、全风化层、强风化层。
采用预应力混凝土管桩应注意问题：1施工允许误差：斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15%、接桩时上下桩节中心偏差不得大于2毫米，第一节桩定位时垂直度偏差不大于0.5%时方可开锤施打、桩位施放偏差不得大于20mm，成桩的垂直度偏差不得大于1%；2施工时必须对每根桩做好一切施工记录，记录内容包括：桩的节数、每节长度、总锤击数、最后一米锤击数、最后三阵每阵（10锤）时的贯入度；或静压终压值、复压次数、每
次时间等；3单桩竖向承载力检测采用单桩竖向抗压静载试验法，检测的桩数按相关规范要求。
预应力混凝土管桩基础形式分析：预应力混凝土管桩的优点是施工周期短，费用造价低（考虑施工成本约400元/每米）。
但是，若本工程采用锤击预应力混凝土管桩，存在一个很大不可控的风险：管桩无法穿透填土层达到持力层。填土层中填土成分较复杂，含较多石块等硬物，硬物含量较高、石块块径较大，管桩在施工过程中，很大概率碰到断桩、桩端未穿越填土层时便打不下去、无法达到持力层等情况。同时，由于废桩导致修改桩位、桩承台扩大、废桩率过高等会导致项目成本大幅提高甚至无法把控。另外，本场地深厚回填区处欠固结的填土、软土层等会对桩基产生较大的负摩阻力。
采用管桩基础形式，应提前进行试桩试验，根据试桩结果以评估管桩的基础方案是否可行。
3.3植桩（PHC管桩植入）
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对于本工程填土层中含较多石块等硬物，硬物含量较高、石块块径较大的情况下，选择采用管桩时，为保证施工过程中桩端顺利进入持力层，可考虑选择采用植桩（PHC管桩植入）的基础形式。
PHC管桩植入的施工工艺原理为：先利用旋挖钻机钻孔至完整硬质岩层，孔径比管径大100mm~200mm，成孔后灌注细石混凝土，在混凝土初凝前，将PHC管桩同心植入混凝土中至设计标高,随着PHC管桩的不断贯入，孔内混凝土沿管桩与孔壁的空隙不断上升填充，待混凝土凝固后，PHC管桩与桩周混凝土结合成劲性复合桩，使预应力管桩运用到嵌岩桩中，充分发挥PHC管桩桩身混凝土强度高和基岩承载力大的优势,以提高单桩承载力。
植桩基础形式分析：采用植桩（PHC管桩植入）的基础形式相较于锤击管桩施工成本费用大幅度提高（考虑材料费、桩尖费、施工费、钢套筒等约1600元/每米）；引孔过程中，根据本工程场地填土层土质情况，应采取下长护筒的措施，以防塌孔及保证钢护筒顺利下沉至预定深度。
3.4浅基础“孔内深层强夯法地基处理（SDDC桩）”
本工程大部分建筑为多层建筑，柱底力单柱荷载较小，对地基承载力要求较低，可考虑对地基进行处理后，采用浅基础的基础形式。
大庆教育论坛本工程若采用孔内深层强夯法进行地基处理，处理范围为场内建筑物下回填土大于5米范围，孔内深层强夯法处理后复合地基承载力特定值fspk≥180KPa，桩间土的压缩模量≥5MPa，桩体回填材料质量比约为5:5碎石土或根据现场试桩情况配比，SDDC桩为素土挤密桩，桩体材料为现场素土，松软杂质及有机物含量≤5%，填料中粉土和粘性土的含水率应选择最佳含水率，且其颗粒不得大于240毫米，填料须分层夯实，回填高度小于5米范围时可采用3000KN·m强夯处理。SDDC桩采用正三角形布置，桩间距3米，排距2.6米，桩长以现场实际施工时穿透回填土层深度为准，SDDC的成孔直径1.2米，夯扩后桩径约1.8米，桩底影响深度约1米。
孔内深层强夯法（SDDC桩）施工是通过机具成孔(钻孔或冲孔)，然后通过孔道在地基处理的深层部位进行填料，用具有高动能的特制重力夯锤进行冲、砸、挤压的高压强、强挤密的夯击作业，从而达到加固地基的目的，使地基承载性状显著改善。其强夯重锤作业是在孔内自下而上完成。SDDC技术处理后的地基，可达到遇水不湿陷、地震不液化、压缩变形小、承载力高、刚度均匀。
孔内深层强夯法处理后采用浅基础的基础形式分析：采用孔内深层强夯法对地基进行处理后，满足地基承载力、压缩模型、沉降变形量等要求，基础形式可采用浅基础，建筑首层楼板可考虑采用地骨形式，可较大幅度降低成本，经济效益较好；孔内深层强夯法同时具备施工震动小、噪音小、空气污染低等施工公害小的优点。
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