陈洪帅　缪建杨　杨宏辉　李晓东　谢　强

(上海建工七建集团有限公司，上海　200050)



大面积回填地基处理关键技术及工程应用

陈洪帅缪建杨杨宏辉李晓东谢强

(上海建工七建集团有限公司，上海200050)

摘要：根据中国博览会会展综合体D1展厅的工程概况，确定了回填地基处理方案，探讨了大面积灰土和级配砂石回填地基的关键技术，通过堆载试验表明，回填地基的承载力和沉降量均满足规范要求。

关键词：地基处理，灰土，砂石，堆载试验

0引言

城市大型公共建筑、展览中心、厂房等建筑物，占地面积可达几万平方米至几十万平方米，对地基土承载力、地基土工后沉降变形有着较高的要求，因此在工程施工中通常需要进行大面积地基处理。相对于地坪桩法、架空楼板法、强夯法和预压法，回填处理具有环境影响小、施工速度块、工程造价低、施工效率高等优点，可优先选择。

回填处理根据回填材料的不同主要分为原状土回填和换土回填两种。而原状土多为性能较差的素填土、杂填土、淤泥土等，其含水率难以控制，故分层碾压或夯实很难达到既定的压实度，且压实过程中产生的超孔隙水压力消散需要很长的时间，工后沉降不易保证，因此原状土回填很难满足建筑对地基的要求。在原状土的回填很难满足要求的情况下，可选择换土回填，即换填法。换填法施工在公路、铁路路基、建筑基础底部、局部处理等方面有着广泛的应用，而在大面积的公共建筑中应用较少。因此有必要对大面积换填技术进行专门的研究，形成一套系统的施工工艺和技术。

本文以中国博览会会展综合体项目(北块)D1展厅回填地基处理工程为背景，从地基处理方案选择、回填材料性能与施工要点、质量检验等方面，研究大面积回填地基处理施工的关键技术，以为类似工程的实施提供借鉴。

1工程概况

中国博览会会展综合体项目(北块)D1展厅工程位于上海市西部，总用地面积约54.3万m2。D1展厅建筑占地面积8万m2，总建筑面积20.58万m2，无地下结构；建筑层数共7层，包括展厅2层，设备层5层，建筑总高度43 m(见图1，图2)。

上部结构施工时，需搭设16 m高支模排架，且混凝土构架超大，浇筑混凝土时对地坪产生的施工荷载经计算达到6 t/m2，这就对地坪施工质量提出更高要求，如何保证已施工完的地坪达到设计要求成为本工程一大难点。

根据设计要求，本工程回填土层填土压实系数不得小于0.93，填土需进行地基承载力载荷板试验，极限承载力不应小于140 kPa。砂石垫层压实系数不得小于0.95，载荷板试验极限承载力不应小于140 kPa。

2地基处理方案

中国博览会会展综合体项目A1，B1展厅地坪原设计方案采用独立单桩承台基础，每个承台下设置一根桩径为300 mm的预应力高强混凝土管桩，承台平面尺寸1 750×1 750，承台普遍厚450 mm，桩位附近范围加厚至750 mm，承台中心间距4 400 mm，承台面绝对标高+4.000。承台面上再采用级配砂石回填+混凝土基层,厚度1 000 mm。此方案经实施后发现具有工期长、施工难度大、工程造价高等特点，但在一定程度上可以保证地坪施工质量，防止地坪沉降。由于本工程工期极为紧张，后经与设计、业主、监理一同协商决定，D1展厅舍弃地坪桩施工方案，改用三七灰土和级配砂石对换填地基方案进行处理，较之A1，B1展厅采用地坪桩方案，可节约投资约156万元。

中国博览会会展综合体项目D1区基础采用基础承台+连梁形式，基础承台尺寸较大，最大承台平面尺寸达10 m×10 m，承台厚度4 m，基础开挖采用大开挖形式，承台处按1∶1.5放坡，基础连梁处按1∶1放坡。这就直接导致承台边回填厚度将超过4 m，且回填面积大，难以控制地坪施工质量。为保证此处地坪的承载力及地基变形控制，后经与业主、设计、监理沟通协商，改用中粗砂回填，压实系数不小于0.94，从而保证了承台周边与展厅大面积地坪施工效果的一致性。

3回填施工要点

3.1灰土

灰土回填是将一定体积配合比的灰土在原地面进行铺设分层碾压，或将地面下一定范围内的软弱土层挖去，用一定体积比配合的灰土在最优含水量情况下分层回填夯实或压实。特别适用于处理地面下存在1 m～4 m厚的软弱土层的地基。

石灰质量应符合Ⅲ级以上的磨细生石灰技术指标，要尽量缩短石灰存放时间，并注意防雨淋，如果存放时间较长，经试验有效钙及氧化镁含量低于Ⅲ级标准时不得使用。石灰含量采用内掺6%的石灰。石灰颗粒粒径不大于5 mm，石灰与填土应搅拌均匀。

由于本工程无空旷拌合场地，且工期极为紧张，结合工程特点，选择路拌法施工，即在施工现场以不同的方式(人工的或机械的)将灰土拌和、摊铺和压实的方法。路拌法拌和比较均匀，可以缩短成型期，便于就地取材。

工艺流程：下承层准备→施工测量→备料→摊铺→拌和→整形→碾压→养护。

现场经清表后场地标高约为3.6 m～4.2 m不等，灰土回填原则上按250 mm一层进行碾压。碾压时，灰土表面要潮湿，碾压遵循：先两侧后中间，先静压后振动再静压的操作程序压实，压路机行驶速度控制在2 km/h以内，碾压分初压、复压和终压。初压采用16 t压路机，关闭振动装置，先静压两遍，起整平和稳定混合料的作用。复压时打开振动装置，弱振动两遍，强振动两遍，当压实密度达到设计和规范要求时复压停止。碾压时，区段交接处应重复压实。分段施工时，接槎处做成梯形，水平距离错位1 000 mm斜坡，并充分压实。

3.2砂石

砂、砂石垫层的材料，宜选用级配良好，质地坚硬的粒料，其颗粒的不均匀系数最好不能小于10，以中、粗砂为好，可掺入一定数量的碎石、卵石，但要分布均匀。细砂也可作为垫层材料，但不易压实，而且强度也不高，使用时也宜掺入一定数量的碎卵石，但最大粒径不宜大于50 mm。

本工程的砂石选用碎石、卵石和粗砂，级配为0 mm～2 mm≤20%,2 mm～5 mm≤15%,5 mm～25 mm≤45%,25 mm～40 mm≤20%。根据设计要求和现场实际情况，在灰土基层施工完成后，对基坑进行300 mm厚的级配碎石垫层施工。本工程室内砂石垫层采用300 mm级配砂石结合250 mm混凝土配筋面层的形式。级配砂石垫层选用碎石、卵石、粗砂和中砂，应级配良好，褥垫层应采用机械压实。

工艺流程：检查级配砂石质量→铺筑砂石→洒水→压路机碾压→找平验收。

设置间距小于5 m的水平标准木桩，控制铺筑厚度。在碾压前，根据现场干湿程度和气候条件，适当洒水保持砂石的最佳含水量，一般为8%～12%。碾压时，压路机碾压不少于4遍，轮距搭接不少于50 cm，行驶速度控制在25 m/min～30 m/min，其轮距搭接不少于500，边缘和转角处应用人工采用蛙式打夯机补夯密实。

质量检测方面，按10 m×10 m方格网检查高程，误差不得大于±50 mm。压实干密度不小于1.8 t/m3，压实系数不得小于0.95，每100 m2设置一个检测点。砂石垫层进行地基承载力荷载板试验，极限承载力不应小于140 kPa。每5 000 m2应设置1组荷载板试验。

4堆载试验

由于结构施工时，施工荷载通过排架体系传递至已施工完地坪，为确保施工质量，需在地坪大面积施工前有针对性地进行堆载试验，其目的在于：

1)验证制定的换填方案及施工工艺是否可行，即处理后地基

承载力和沉降是否满足要求。

2)测试梁下地基在重力荷载作用下的沉降，预估梁在支模、浇捣、养护时对地基土产生的沉降值。

3)检验地基土经过处理后，提高的地基承载力是否能够满足施工要求。

选择一块试验场地，确定堆载数值标准，模拟实体结构施工排架系统搭设短排架(减小排架搭设高度)，模拟混凝土浇筑流程分步对地坪加载，最终通过沉降观测来确定地坪的沉降量。模拟排架体系的堆载试验对各个测点进行沉降观测。堆载前初测见图3，模拟排架体系堆载见图4。

根据沉降观测数据给出的结果，地基并未出现明显的不均匀沉降，整体沉降值最大为20 mm，且在堆载后的15 d之后即趋向稳定。因此，决定大面积地坪施工时，对地坪基层做20 mm整体抛高处理，从而保证在结构施工完成后，地坪标高达到设计要求。同时，对于结构大梁，决定跨中按2.5‰，支座处按1‰起拱，以保证结构施工质量。

5结语

实践表明，回填三七灰土和级配砂石方案明显缩短了工期，降低了造价的同时，也保证了回填地基的承载力和沉降控制要求。中粗砂回填承台两侧的方法，保证了承台周边与展厅大面积地坪施工效果的一致性。通过现场堆载试验的沉降观测，记录并分析了不同测点的沉降数据，验证了换填方案及施工工艺在大面积回填地基的处理中是可行的。

参考文献:

[1]GB 50010—2010，混凝土结构设计规范.

[2]GB 50202—2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范.

[3]龚晓南.地基处理手册.第3版.北京：中国建筑工业出版社,2008.

[4]徐至钧,汪国烈,曹名葆.地基处理新技术与工程应用精选.北京：中国水利水电出版社,2013.

[5]朱斌.综合地基处理技术在大面积填土地区的应用.岩土力学,2002,23(sup):136-138.

Key technology of large area backfillground treatment and application in engineering

Chen HongshuaiMiao JianyangYang HonghuiLi XiaodongXie Qiang

(ShanghaiConstructionIndustry7thConstructionGroupCo.,Ltd,Shanghai200050,China)

Key words:foundation treatment, dust, dinas, loading test

Abstract:According to Chinese Expo complex D1 exhibition hall engineering conditions, the paper determines backfilling foundation processing scheme, and explores critical large-area dust and grading dinas backfilling foundation technologies. Through loading test, it shows that: both the backfilling foundation bearing capacity and subsidence meet requirements.

文章编号：1009-6825(2016)14-0064-02

收稿日期：2016-03-02

作者简介：陈洪帅(1991- )，男，工程师

中图分类号：TU472

文献标识码：A