张菁宇，徐国明

（山西天脊集团建筑工程有限公司，山西 长治 047507）

1 工程概况

某新建办公楼位于山西省长治市潞城区天脊大道南侧（以下简称“新楼”），其北侧紧靠既有建筑备件处办公室（以下简称“既有建筑”）。办公楼长50.9m，宽13.7m，层高3.6m，室内外设计高差为0.45m，总高11.25m，总建筑面积2 143.24m2，于2017 年7 月开工建设，2019 年1 月竣工使用。

与新楼北外墙净距仅2m 的1 层原备件处办公用房建于1982 年，是建厂前期设备处的仓库临建工程，长89.61m，宽8.00m，层高3.70m，室内外高差0.30m，总高4.80m，总建筑面积716.88m2。该既有建筑正在使用，新楼竣工后，办公人员搬到新楼腾出既有建筑，然后按计划将其部分拆除。

由于新楼在地基处理的灰土垫层施工中，受邻近既有建筑基础的影响，施工空间窄小，按常规应采用基坑支护。但受办公使用、施工机械和造价的影响，难以实施。后经设计、施工和管理单位相关人员研究讨论进行了技术革新，采用“锯齿式”施工方法，解决了场地窄小的困难，节约了支护费用，保证了工期，值得总结推广应用。

2 设计做法

根据《天脊集团新建采供中心办公楼岩土工程勘察报告（详勘）》，建设场地为Ⅰ级非自重湿陷性黄土，持力层为Q4la+pl粉质黏土，地基承载力特征值为105kPa。地基处理设计采用“垫层法”，具体做法为：在基础混凝土垫底面以下设置3∶7灰土整片垫层，地基处理厚度为1.00m，宽度为基础轴线向外1.80m，要求分层压实，压实系数≥0.97，处理后的复合地基竖向承载力特征值≥150kPa，地基处理如图1，2 所示。

图1 地基处理布置（单位：m）

垫层承载力需通过现场试验确定，当无试验资料时，可参考表1 选用，并验算下卧层的承载力。

3 施工方案

图2 1-1 剖面

表1 素土、灰土的承载力

根据灰土垫层的地基处理设计做法，新楼基础外边缘距既有建筑基础侧边的净距离只有1.155m，而需新开挖的基坑底面与既有建筑基础的底面高差为0.830m。若直接开挖，肯定会影响既有建筑安全，为此提出以下解决方案。

3.1 短桩支护

在既有建筑侧边打短桩支护，材料为型钢。经计算，顶标高为-1.370m，向下打3.20m，间距为1.65m（每开间2 根）。该方法的优点是先打桩，后开挖，基本不影响施工灰土垫层和工程进度；缺点是紧靠既有建筑，施工机械受限，特别是施工噪声大，影响办公，需采取特殊措施。

3.2 “锯齿形”基坑

在新楼竣工投入使用之前，既有建筑仍需保留使用，故对控制施工噪声要求非常严格。针对现场实际情况，经多次研究讨论后进行技术革新，提出“锯齿式”灰土垫层施工方法。优点是可解决场地窄小的困难，噪声也能得到控制，并节约支护费用；缺点是灰土垫层需要进行二次局部开挖施工，人工费用和工期略有增加。经技术、经济、环境等多方面比较，最后决定采用“锯齿形”施工方案，如图3～5 所示。

图3 基坑开挖平面

图4 2-2 剖面（大面积施工灰土垫层）

图5 3-3 剖面（局部施工“锯齿形”灰土垫层）

4 “锯齿形”灰土垫层施工

4.1 材料要求

1）灰土土料 可采用黏土或粉质黏土，不应使用块状黏土和砂质粉土，不应夹有砖、瓦、石块或含有冻土、膨胀土；有机物含量不应大于5%，并应过筛，其颗粒不得大于15mm；严禁采用地表耕植土、淤泥、淤泥质土、杂填土等土料。

2）石灰 宜采用新鲜的消石灰，含氧化钙、氧化镁越高越好，越高其活性越大，胶结力越强。使用前1～2d 消解并过筛，其颗粒不得大于5mm，且不应夹有未熟化的生石灰块粒及其他杂质，也不得含有过多水分。

4.2 基坑开挖

根据已审批的“锯齿形”灰土垫层专项施工方案，按照图3 所确定的平面尺寸，特别是图4 所示的基坑北边“锯齿形”开挖边线进行开挖。保留凸出基坑北边缘线的土墩尺寸为：纵向东西长3.30m，间隔3.00m；南北横向宽1.80m，平均高1.25m。

4.3 现场施工

4.3.1 施工设备

大面积压实采用6～10t 压路机，压不到的边缘采用平板振动器或蛙式夯，不易夯到的角部采用立夯。

4.3.2 施工工序

机械开挖基坑时，先保留200mm 厚土层不挖，待人工整平，将基底平整度高差控制在50mm 以内，并按设计要求进行钎探、验槽，合格后方可铺设灰土垫层。场地有积水应晾干；局部有软弱土层或孔洞应及时挖除后用灰土分层回填夯实；若出现“橡皮土”现象，则应暂缓压实，采用开槽、翻开晾晒、换填灰土、压入片石等方法处理。

灰土体积配合比为3∶7，垫层强度随含灰量的增加而提高。但含灰量超过一定值后，灰土强度增加很慢。多用人工翻拌，不少于3 遍，使其达到土灰均匀，颜色一致。并适当控制含水量，一般控制在最优含水量WOP±2%的范围内，最优含水量可通过击实试验确定，也可按施工经验取用：现场以手握成团，两指轻捏即散为宜。如含水过多或过少时，应稍晾干或洒水湿润，如有球团应打碎，要求随拌随用。

垫层应分层随铺填随碾压，虚铺厚度为200～300mm，平均250mm，如表2 所示。采用机械摊铺，整平后用6～10t 压路机碾压。施工时须一轮压1/3～1/2 轮往复碾压，后轮必须超过2 个施工段的接缝。碾压次数一般为4～6 遍，碾压至设计密实度要求。

表2 灰土最大虚铺厚度

基坑周边压路机碾压不实之处，在整平后用平板振动器或蛙式打夯机进行压实。施工时须一板压1/3～1/2 板往复压实，由外围向中间进行，直至达到设计密实度要求。特别是“锯齿形”基坑边缘，在整平后用平板振动器或蛙式打夯机仍无法夯实的局部处，必须用立夯夯实，直至达到施工验收规范要求。

4.3.3 注意事项

灰土分段施工时，不得在墙角及承重窗间墙下设置接缝，上下2 层接缝距离不得小于500mm，接缝处应夯压密实。当灰土地基高度不同时应做成阶梯形，每阶宽度不少于500mm；同时注意接缝质量，每层虚土从留缝处往前延伸500mm，夯实时应夯过接缝300mm 以上；接缝时，用铁锨在留缝处垂直切齐，再铺阶段夯实。

灰土应当日铺填夯实，入槽（坑）灰土不得隔日夯打。夯实后的灰土3d 内不得受水浸泡，并及时进行基坑回填，或在灰土表面进行临时性覆盖，避免日晒雨淋。雨季施工时，应采取适当防雨、排水措施，以保证灰土在基槽（坑）内无积水状态下进行施工。刚打完的灰土，如突遇暴雨，应将松软灰土除去，并补填夯实；稍受湿的灰土可在晾干后补夯。

冬期施工必须在基层不冻的状态下进行，土料应覆盖保温，冻土及夹有冻块的土料不得使用；已熟化的石灰应在次日用完，以充分利用石灰熟化时的热量；当日拌合灰土应当日铺填夯实，表面应用塑料膜及草袋覆盖保温，以防灰土垫层早期受冻强度降低。

5 质量检验

5.1 施工前质量检验

施工前应检查粉质黏土、石灰等原材料质量，以及灰土配合比和灰土拌合均匀程度，还包括基槽清底状况和地质条件。

5.2 施工过程质量检验

施工过程中应检查分层铺设厚度，分段施工时上下2 层的搭接长度、施工含水量控制、夯压遍数等。垫层的压实系数应分层检验，可采用环刀法、贯入仪、静力触探、轻型动力触探或标准贯入试验等方法。若采用环刀法，用容积不小于200cm3的环刀压人每层2/3 的深度处取样，测定其干密度（不应小于该灰土在中密状态的干密度值），再将其换算成压实系数。压实系数γc为土的控制干密度ρd与最大干密度ρmax的比值（最大干密度宜采用击实试验确定）。

检验点数量设置方面，对于整片垫层，每层每200m2面积内应有1 个检测点，且每层不应少于3 点；对宽度小于6m 的基槽，每层每10～20m 不应少于1 点，且每层不应少于3 点；对局部处理的独立柱基，每柱基每层不应小于1 点。

6 质量验收

竣工验收采用载荷试验检验垫层承载力，每个单体工程不应少于3 点，单体垫层面积超过1 500m2时超出部分每500m2增加1 点，不足500m2的按500m2计。灰土地基质量检验标准如表3 所示。

7 结语

在紧邻既有建筑物基础边缘开挖基坑，采用“锯齿形”垫层法进行地基处理，分段施工，可免除基坑支护，加快施工进度，降低工程造价。经过2 年多的实践使用，新建楼未发现异常。

表3 灰土地基质量检验标准