工业厂房设计之杂填土地基的处理方法

分层回填碾压

       一般在地下水位以上大面积回填时采用此法。碾压的施工参数，通常根据选用的施工机械设备及设计要求通过现场碾压试验确定。如采用平碾（8-12t），每层铺填厚度一般为200-300mm，每层碾压6-8遍。碾压机械的行驶速度对碾压效果有较大影响，平碾的机械行驶速度一般不超过2.0km/h。为获得最佳密实度，应控制土料在最优含水量条件下碾压施工。

振动压实

      此法适用于处理地下水位离振实面小于0.6m的以建筑垃圾、工业废料等组成的粘性土含量少的松散杂填土地基。当振动压实机自重2t，振动力98kN时，有效压实深度为1.2-1.5m.施工前需在现场进行试振，得出下沉量与时间的关系，因为当振动时间超过某一定值后，振动引起的下沉基本稳定。试验表明，对含碎砖、瓦砾的建筑垃圾，振动时间约60s以上；对于含炉灰等细颗粒填土，则振动时间约为3-5min。施工质量常用轻型动力触探试验进行检查，检查深度不小于1.5m.

挤密法

       常用的有挤密砂石桩法、灰土挤密桩法等，适用于处理松散的杂填土地基，主要起挤密作用。砂石桩一般采用振动沉管法施工，桩体材料通常采用碎石、卵石、砾石与砂石的混合料等硬质材料。地基土的挤密程度取决于砂石桩的布置、间距和桩孔内的投料量。砂石桩桩位宜采用等边三角形布置，砂石桩的间距和庄孔内的投料量应通过现场试验确定，间距一般为桩径的1.5-4.0倍，桩孔的填料量，估算时可按设计桩孔体积乘以1.2-1.4的充盈系数确定，然后根据现场试验情况予以增减。砂石桩处理范围应大于基地范围，一般在基础外缘扩大1-3排桩。

柱锤冲扩桩法

       这是近年来在天津和河北等地发展起来的处理填土地基的新方法。柱锤常用直径300-500mm,长度2-6mm,质量1-8t。施工时由柱锤冲扩成孔，然后将填料分成填入桩孔用柱锤劣实。桩体材料有碎砖三合土、级配砂石、矿渣、灰土、水泥混合土等。碎砖三合土的配比（体积比）为生石灰：碎砖：粘性土为1:2:4.柱锤冲扩法形成的桩体直径可达500-800mm，工程上常用的桩距为1.5-2.5m或为桩径的2-3倍，桩体面积置换率为02.-0.5，处理深度一般不超过6.0m，处理范围应大于基础外缘所包围的范围。柱锤冲扩法的加固机理主要是成孔及桩过程中对杂填土的挤密作用。试验表明，挤密土影响范围约为2-3倍桩径。同时，柱锤冲扩形成的桩体与周围图形成复合地基，提高了地基承载力，复合地基承载力可达160Kpa.

重锤夯实法

       重锤夯实所用的锤一般为15-30KN,锤底单位面积静压力为15-20kpa,夯锤落距为3-4.5m。重锤夯实的主要作用在于使杂填土形成一层性质比较均匀的“硬壳”层，从而减少杂填土的不均匀性，提高承载力。重锤夯实施工前应在场地先进行试夯，以确定单击夯击能量，最少夯击遍数、总夯沉量、最后两遍的平均下沉量以及有效夯实深度等。夯击能量增大有利于破坏表层土的结构，促使土的密实度增加，当重夯遍数达到某一数量以后，继续夯击往往效果小，花费时间多，这是因为随着重夯遍数增加，土体压密，当外来能量不变时，土颗粒越来越难以移动，因此，施工时应尽量取用保证夯实质量的最少夯实遍数。

重锤夯实处理地基必须注意以下问题：

1）地下水：重锤夯实处理杂填土的效果与地下水的关系十分密切，如果地下水位距夯击面过近，往往会形成所谓“橡皮土”，所以当地下水位较高，细颗粒土含量也较高时，重锤夯实一般不宜采用。

2）软弱下卧层：如果下卧软土层距夯击面较近时，重夯有可能破坏软土的结构，所以在夯实影响范围内有软土层存在时，不宜采用此法。

3）含水量：重锤夯实的质量与土的含水量关系密切，土只有在最优含量的条件下，才能得到最有效的夯实，因此，施工时应特别注意土的含水量变化。

强夯法

       强夯法自20世纪70年代引进我国以后，已在工程上得到广泛的应用。该法是反复将夯锤（质量一般为10-40t）提高到相当高的高度使其自由下落（落距一般为10-40m），给地基以强力冲击和振动，从而改善地基土的性质，提高地基的承载力并减小其压缩性。

1）强夯法的有效加固深度是人们最为关心的问题之一，它是选择地基处理方法的重要依据。强夯法的有效加固深度应根据现场试验或当地经验确定。在缺少试验资料或经验时可按表1-1预估

表1-1 强夯法的有效加固深度 （单位：m）

单击夯击能/kN.m	碎石土、砂土等粗颗粒土	粉土、粘性土、湿陷性黄土等细颗粒土
1000	5.0-6.0	4.0-5.0
2000	6.0-7.0	5.0-6.0
3000	7.0-8.0	6.0-7.0
4000	8.0-9.0	7.0-8.0
5000	9.0-9.5	8.0-8.5
6000	9.5-10.0	8.5-9.0
8000	10.0-10.5	9.0-9.5

注：强夯法的有效加固深度应从最初起夯面算起。

2）强夯法加固地基的设计参数包括：单击夯击能、单位夯击能、夯击次数、夯击遍数、夯点布置及处理范围等，可参考《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002(以下简称《地基处理规范》）第6.2节及相关条文说明初步确定。

根据初步确定的强夯参数，提出强夯试验方案，进行现场试验。应根据不同地质条件待试夯结束一至数周后，对试夯场地进行检测，并与夯前测试数据进行对比，检验强夯效果，确定工程采用的各项强夯参数。

3）强夯的施工方法及步骤、强夯的质量检验（包括确定强夯地基承载力特征值的现场载荷试验及强夯地基夯后有效加固深度范围内土层压缩模量的测试和试验等）可分别参见《地基处理范围》第6.3节、第6.4节及相关条文说明。

       强夯法包括一般强夯法和强夯置换法。强夯法除适用于处理杂填土地基外，还适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土等。强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑-流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。

       强夯置换法在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。单击夯击能也应根据现场试验确定。

       强夯置换墩的深度由土质条件确定，除厚层饱和粉土外，应穿透软土层，到达较硬土层上，深度不宜超过7m。墩体材料可采用级配良好的块石、碎石、矿渣、建筑垃圾等坚硬粗颗粒材料，粒径大于300mm的颗粒含量不宜超过全重的30%。墩顶应铺设一层厚度不小于500mm的压实垫层，垫层材料可与墩体相同，粒径不宜大于100mm。

强夯置换法的加固原理相当于下列三者之和：

       强夯置换=强夯（加密）+碎石墩+特大直径排水井

因此，墩间的和墩下的粉土或粘性土通过排水与加密，其密实度及状态可以改善。强夯和强夯置换施工前，应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工。试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建筑3规模及建筑类型确定。

 注：本文内容与国家及地方部门相关规定相冲突时，应严格遵守国家及地方部门相关规定！

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