大唐内蒙古鄂尔多斯硅铝科技有限公司厂区回填土方优化方案

任杰

一、 项目基础换填原设计方案

本项目所在地位于鄂尔多斯黄土高原东部的向斜盆地东边缘，构造单元属准格尔地块。区域地层分为第四系地层与岩石地层，均为内陆相碎屑岩沉积，由老至新依次为：

（1）第四系全新统（Q4）：分布于整个规划区地表，主要为黄土、类黄土和风积砂，厚度5～15m。

（2）第三系上新统（N2）：出露于各侵蚀沟谷岸坡，岩性组合为红色砂质泥岩，厚度一般40～50m。

（3）中生代白垩系下统（K1）：分布于沟谷上游高地及各侵蚀沟谷岸坡，岩性组合为砂砾岩、粗砂岩、细砂岩互层夹泥质粉砂岩、粉砂质泥岩层，钙质胶结，胶结程度较好，与下伏的太古代地层呈不整合接触，层厚大于350m。

根据2009年5月份与2010年10份内蒙古地华岩土工程有限责任公司与内蒙古建筑勘察设计研究院勘测有限责任公司所做的粗勘报告及详勘资料，显示土层基本按照大唐内蒙古鄂尔多斯硅铝科技项目厂区的土层按照粉细砂→粉土→细砂→粉质粘土→粗砾砂→泥岩→砂岩进行排布，而且这些土层分部极其不均匀，因此东北大学设计研究院在进行基础设计时，针对此种地质构造，按照两种方案进行设计：1）槽罐和厂房基础要求地耐力达到为220kPa、350kPa两个级别，按照地质构造必须座于粉质粘土与泥岩等天然地基上，如果基础地耐力较大持力层较深的砂岩或者泥岩，则基础采用桩基础或者采用cfg桩进行地基处理；2）厂房内设备基础以及挡土墙、管道支架等要求地耐力为130kPa、180kPa、220的粉质粘土上，设计采用级配沙石换填。

二、 问题的提出

2011年项目氧化铝形象工程5个区域开始施工，其中生料浆调配、分解分级、碳酸化分解、综合过滤部分基础换填要求需达到地耐力130 kPa与180kPa，设计采用天然级配沙石。但是根据施工经验使用细沙、粉质粘土、粗砾砂、泥岩等作为地基的换填料在碾压密实的情况下其承载力可达到220-260Kpa，为了在确保工程质量的同时降低工程造价，为项目节约资金和缩短工程建设周期，因此工程设备部经与北京电建有限公司进行协商，并请示公司刘阳副总经理后，确定采用开挖基槽挖出的粉质粘土、粗砾砂、泥岩代替天然级配沙石在综合过滤工序进行基础换填试验。

三、 基础换填试验

1、试验过程

2011年10月18日-10月25日，综合过滤基础进行换填试验，换填高度2.4米，分三层夯实，每层高度0.8米，每层取样6个点，共计18个点，由工程设备部、北京东方华太建设监理有限公司、北京电力建设有限公司鄂铝项目部人员共同见证取样，送往内蒙古地质研究所进行检测压实度；回填第一层0.8米后由山西深蓝地理信息工程有限公司首先进行了第一次载荷试验，试验达到载荷要求后继续进行回填二、三层，三层全部回填夯实完毕后，由山西深蓝地理信息工程有限公司选取两个点进行了载荷试验。

2、试验数据

1）压实度试验（击实试验）

由压实度试验结果：符合设计与施工规范要求。

2）

3）载荷试验

由载荷试验结果可见，3个试验点的沉降量均较小，P-s曲线比较平缓，无明显陡降段。综合分析，各试验点极限荷载Qu≥500kPa，复合地基承载力特征值fspk＝250kPa。依据规范要求综合判定，该场地复合地基承载力特征值为250kPa，满足设计要求。

3、试验结果

通过载荷实验证明，采用以粘土、泥岩、砂岩与细砂混合土作为换填材料其地基承载力特性值250Kpa远远大于设计要求的地基承载力130Kpa，同时内蒙古地质研究所通过现场监理、甲方见证取样对回填土的实验证明，氧化铝区域综合过滤压实系数为0.94，最大干密度1.95Kg/cm3。通过对土样的颗粒分析，鉴定为粉质粘土、泥岩、砂岩与细砂。

通过载荷实验、击实实验、颗粒分析证明项目厂区通过对土方的合理调配，达到压实系数大于0.94，最大干密度大于1.95Kg/cm3的情况下时，现场的土方可以用做地基承载力小于250Kpa的换填材料。

四、 推广价值

1、如果按照设计院的要求去施工，那么大唐内蒙古鄂尔多斯硅铝科技项目将需要大量的级配砂石去做地基处理，从氧化铝区域以综合过滤及分解分级子项为例，分解分级挡土墙就需要换填级配砂石3564.26立方，综合过滤设备基础需要换填级配砂石2308.62立方，一个子项就需要换填5872.88立方，按照目前给施工单位材料价格每立方级配砂石39元材料费就需要22.9万元，碳酸化分解挡土墙换填级配砂石1840立方，材料费就需要7.18万元。那么大唐内蒙古鄂尔多斯硅铝科技项目整个厂区像这样的子项最少50个，那么就需要外购级配砂石1504万。

2、采用本方案可以更加合理的调配整个厂区的土方，从厂区土方平衡看，项目最终多余37万方土，这其中就有项目所需要的优质换填材料。可以大大减少土方的外运。

3、由于目前材料费、运输费用逐年增加，在厂区储存大量的换填材料可以不受市场价格的干扰，而且换填方便快捷。

4、由于厂区富含优质换填材料，所有经常有一些人们投这些材料，有其让别人偷，不如把剩余部分可以外卖，为公司创造更多的价值。

五、 下一步施工的建议

1.在厂区西侧进行厂平时，设换填材料堆场，与场地平整的施工单位以及基槽施工单位协商，把粉质粘土、泥岩、砂岩必须储于甲方指定的堆土厂最好分类堆放。

2.级配沙用粉质粘土、泥岩、砂岩、与细砂替换。

3.与载荷试验厂家签订全厂合同。

4、与土工试验室签订合同。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。