某重型装备联合厂房场地地基处理的总结

　　【摘要】：我国地域辽阔，分布有多种多样的地基土，当地基土承载力不满足要求时，地基处理势在必行。本文根据实例具体分析换填垫层法和强夯处理法在地基处理中的对比和应用，以便选择更好的地基处理方式，增加工程安全性，获得更好的效益。
　　【关键词】：换填垫层法，强夯处理法
　　
　　随着我国现代化建设事业的发展，越来越多的工程需要对天然地基进行人工处理，以满足结构物对地基的要求。因此在实际工程中，判断是否需要对天然地基进行人工处理，如需处理，采用什么方法处理已成为日益突出的问题。
　　各种各样的结构物对地基的要求不同，各地区天然地层的情况差别也很大，即使同一地区地层情况也可能有很大的差别，所以采取什么处理方式是结构工程师首先考虑的问题，这不仅影响建筑物的安全使用，而且对建筑速度和工程造价等也有不小的影响。
　　本文将根据实例对地基处理中换填垫层法与强夯处理法在经济，安全，适用性等方面进行比较，为工程选择一种比较合理的地基处理方法。
　　辽宁华原重型装备联合厂房结构形式是门式钢架，吊车吨位为20t，厂房尺寸189×234米，根据辽宁华原重型装备有限公司提供的地质勘察资料以及咨询了解的情况，建议本场地进行地基处理，具体如下：
　　一、场地情况
　　本场地暂定高程为83.1米，为填方场地，从地质勘察剖面来看，回填土方最厚的应该在1.5米左右，薄的在0.7米左右。由当地政府负责回填，一般也是简单的进行碾压，承载力低，后期沉降较大。
　　原状土层自上向下简单描述如下：
　　杂填土①层，由耕土和建筑垃圾组成。结构松散，力学性质不均一。场地普遍分布，层厚0.4-2.3米。为新近形成，成份复杂，土质不均，结构松散，不能作天然地基，该层属于挖除层。
　　粉质粘土②层：褐黄色，可塑状态，有粉感。无摇震反应，刀切面稍有光泽，中等干强度，中等韧性。场地局部缺失，层厚0.4-2.5米。承载力较低，性质较差，不宜作为基础持力层使用，该层属于挖除层。
　　再下面的土层物理力学性能都还可以，虽然第③层地质勘察报告评价“在场区局部分布，承载力低，性质差，不能作为基础持力层使用，该层属于挖除层”，但承载力为150kPa，属于承载力较好的土层，但分布不均部分勘察孔缺失该层，如作为建构筑物的基础可能会出现沉降不均的情况。
　　二、存在的问题
　　1、如果按地质勘察报告的基础持力层的论述，厂房等建构筑物的基础持力层为第4层砾砂层，基础埋深较深的地方将达到4米，施工工作量及施工难度大。
　　2、如果以浅层的第2层粉质粘土（100kPa）、第3层中砂（150kPa）为持力层，可以实现基础浅埋。但存在以下问题：
　　2.1、地质报告对浅层的土层评价都较差，不宜作为持力层。如果基础持力层浅埋，则需要地质勘察部门对地质报告进行修改调整，对基础持力层选取方案论述进行修改。
　　2.2、从地质勘察报告的地质剖面上来看，第2层、第3层土平面上分布不均匀，纵向厚度分布也是不均匀，差异很大，而且部分勘察孔土层缺失，如下页“10-10’”剖面示意。如果以第2层、第3层土为持力层，将造成厂房同一结构单元基础将落在性质截然不同的地基上，将造成沉降不均的情况。而且场地勘察孔间距较大（30米左右），无法准确得知每个柱基下持力层分布状况，难以采用设计的手段来调整。沉降不均容易造成厂房吊车卡轨现象，沿厂房外围的砌体围护墙容易出现沉降不均拉裂现象。
　　3、除建构筑物外，厂房内部的地面以及厂区道路、原材料库、成品存放及建筑机械总装场地等相应地面堆载较大，如果地面、路面的持力层有三四米厚的承载力较差的土层，而且部分土层为新近填土（1.5米左右），其下第2层、第3层土厚薄不均、平面分布不均，如果不
　　
　　图中“──”为厂区地坪高程线
　　“┄┄┄”为厂房基础埋深高程线
　　
　　处理可能会出现地面沉降不均，地面、路面开裂，造成使用不便和影响美观。场地土的不均沉降也会影响厂区管线的使用和安全。
　　三、地基持力层的建议
　　综合上述因素考虑基础埋深、浅层第2层第3层土特征和分布状况、厂房地面及路面载荷的要求等等，做以下建议：
　　1、为了保证厂房不出现沉降差，避免厂房使用过程出现行车卡轨以及砌体围护结构开裂等，第2层、第3层土不宜作为厂房基础的持力层，宜以土质均匀、承载力较高、性质较好的第4层为持力层，或者以地基处理后的土层为持力层。
　　2、其余较小的建构筑物由于面积小，相应土层变化小，可以考虑以第2层、第3层土不宜作为厂房基础的持力层。但目前缺少较小的建构筑物的勘察资料，不能确定建构物影响范围内土层均匀情况。其也可以以地基处理后的土层为持力层。
　　3、厂区地面、道路、原材料库、成品存放及建筑机械总装场地等为避免出现较大的沉降不均影响使用和美观，建议进行地基处理。
　　考虑施工难度和成本以及要达到的使用效果，建议进行地基处理。
　　四、地基处理方案的建议
　　地基处理的方法很多，如换填垫层法、强夯法、振冲法、砂石桩法、CFG桩法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、石灰桩法、灰土挤密桩法、柱锤冲扩桩法等等。由于地质报告未提供地基处理的地基方案，也未有相关地基处理方式的技术参数，故无法有针对性的对比分析。
　　从类似工程参考来看，本工程适合的地基处理方式为换填垫层法、强夯法处理两种地基处理方式。其余的如:振冲法、砂石桩法、CFG桩法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、石灰桩法、灰土挤密桩法、柱锤冲扩桩法等等，由于涉及一些比较复杂的设备设施和工法，需要另行增加填料（如砂石、水泥浆、混凝土、石灰、灰土等等），一般费用较高，工期较长。而且经咨询勘察单位，当地基本上也没有这一类地基处理的能力。
　　换填垫层法以及强夯处理法两种地基处理方式算是最简单的处理方式，不需要另行填料，处理起来比较可靠。
　　五、地基处理方案对比
　　换填垫层法以及强夯处理法相关技术经济比较如下页表。
　　从表中可以看出，在所有的地基处理方法中，强夯处理是最简单、最经济、最有效的一种地基处理工法。建议本工程采用强夯处理厂区地基，并根据工程实际情况，采用不同的要求进行强夯。
　　
　　
　　项目 换填垫层法 强夯处理法
　　工法 需要将地基处理的土层开挖出来后再将土分层（一般200~300mm一层）回填碾压，每一层碾压的回填土应满足压实系数等技术要求后才能施工上一层。 不需要进行土层开挖，直接在地面上进行强夯，影响深度达五六米深。
　　检测 必须分层进行检验压实系数，符合设计要求后铺填上层土。
　　竣工验收承载力检验采用载荷试验检验。 竣工验收承载力检验采用原位测试和室内土工试验。
　　设备 平碾、振动碾或羊足碾 自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备
　　环境
　　影响 需要堆土场地，车辆多，运行频繁 有较大的振动，可能影响临近建构筑物，可以挖隔振沟消除
　　定额造价估算
　　（按处理深度4米考虑） 138元/m2
　　（考虑开挖后再回填） 30元/m2
　　工期 长 短
　　六、强夯的依据及参数建议
　　有关强夯技术要求以及质量检测参见国家规范《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002第6章内容。
　　强夯按不同的需求建议如下处理：
　　1、考虑主厂房柱列部位、露天原材料库及总装场地行车轨道基础范围承载力适当提高，建议地基承载力特征值不小于200kPa，压缩模量不小于15Mpa。
　　2、联合厂房地面、露天原材料库及总装场地地面以及厂区道路可考虑地基承载力特征值不小于150kPa，压缩模量不小于9Mpa。
　　3、场区其余区域可用轻量级的夯锤普夯一遍，将浅层的新近填土和未挖出的第一层杂填土夯密实，保证地面在正常使用状态下地面不开裂下沉，建议地基承载力大于100kPa，压缩模量大于5MPa。
　　强夯施工前，应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个实验区，进行试夯或试验性施工，并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。
　　需要注意的是，如决定进行强夯之前需要询问当地政府对这项施工工艺有不有特殊的限制和要求，当强夯施工所产生的振动对临近建筑物或设备会产生有害影响时，应设置监测点，并采取挖隔振沟等隔振或防振措施。
　　七、强夯范围
　　建议车间区域（包括原材料库、成品存放及建筑机械总装场地）及厂区道路区域进行强夯处理。除倒班宿舍、多功能厅（含食堂）、办公楼等建筑物以外的单层或两层的小房子以及其它露天有较为重要功能的设备设施的区域进行强夯处理。其余区域可进行小夯击能满夯，以保证普通地面不下沉即可。
　　八、强夯费用
　　根据以往工程经验，单方强夯费用大约在25～35元/m2，具体的与土质情况、地域情况以及人工机械成本等等因素有关，本费用仅作为参考。
　　九、小结
　　综上所述,采用强夯处理地基技术可行，施工速度快，价格便宜等特点，是该区地基处理较为合适的一种处理方法。目前本工程已竣工，经沉降观测来看，地基处理效果比较理想。
　　十、结束语
　　地基处理的方法虽然很多，但是每种都有一定的适用范围，我们力求做到技术先进，经济合理，安全实用，并在考虑地基处理方案时，同时兼顾考虑上部结构，基础和地基同时作用。因此，当需要地基处理时，首先要详细了解地勘资料，确定地基处理范围深度，提出多种方案进行技术经济的比较,最终选择一种合理的适用于本工程的地基方法。

《某重型装备联合厂房场地地基处理的总结》

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