浅谈深基坑建筑周围土方回填的技术措施

王 鑑

（甘肃正立建设投资（集团）有限公司，甘肃 定西 744300）

近年来在政府的大力支持下，城市建设快速发展，而土方回填后出现塌陷沉陷等问题，层出不穷，便成了项目建成竣工后出现的头疼问题之一，而土方回填分项工程，是一项最简单最基本的施工，且没有任何施工技术难度，却给后续物业管理运营埋下了各种隐患，有的项目甚至是高端别墅项目，维修工作长达几年间亦属正常，尤其是位于削山造地的大厚度黄土地区的建设项目，室外花园塌陷尤为严重，维修好这家的，那家的又出现问题，这类问题维修好了，那类问题又出现了，如何在保证工程质量的前提下，既合理又经济的进行土方回填处理，成为建设工程中简单而值得深思的问题。

1 土方回填后的塌陷沉陷原因分析

通过对塌陷项目的维修及跟踪观察其他项目的塌陷沉陷问题，发现塌陷部位都有渗漏水现象，甚至被水冲刷浸泡，综合分析原因，在土方回填时都存在几个共性问题；（1）为了保证工程项目整体形象进度，赶工期而快施速工，采用挖机或装载机等设备进行土方回填；（2）没有严格按照规范要求控制摊铺厚度，回填土方虚铺厚度过厚；（3）操作面局限性强，不能用机械夯实，施工难度大；（4）回填土方含水率随意性强，没有按最佳含水率进行控制；（5）甲方监理过程把控不严格，没有严格按规范要求进行现场压实度检测试验；（6）压实度试验资料不真实。

2 深基坑建筑周围土方回填的工程实例

2.1 岩土工程详细勘察报告

拟建项目场地原为河道漫滩及Ⅰ级阶地，其场地地层自上而下主要为第四系松散沉积物及第三系基岩，地层岩性种类较多，主要为五个大层，现从上到下分述如下：

1）第1层 杂填土：场地大部分钻孔地段均有分布，杂色，土质不均，成分以黄土状粉土为主，具大孔隙，干～稍湿，松散，含大量碎砖块、混凝土碎块及建筑生活垃圾，为该区上覆地层，场地内原河改道所填杂填土厚度大，厚0.50～11.50m。

2）第1-1层 素填土：个别钻孔中有分布，褐黄色，土质不均，成分以黄土状粉土为主，具大孔隙，松散，偶含小砾石。为该区上覆地层，厚0.80～1.50m。

3）第2层 粉土：场地大部分钻孔地段均有分布，浅褐黄色，土质较均匀，具虫孔及针状孔隙，偶含小砾石及植物根茎，部分钻孔底部夹有薄层粉质粘土。含水率w=7.0%～22.4%，稍湿～湿，孔隙比e=0.57～1.04，整体呈中密状态，压缩系数a1-2=0.10～0.39MPa-1，属中等压缩性土，厚 0.70～8.50m。

4）第2-1层 细砂：场地部分钻孔地段有分布，黄褐色，矿物成分以石英为主，次为风化长石和暗色矿物，含少量小砾石，该层多分布于圆砾层上部及粉土层下部，稍湿-饱和。标贯实测锤击数一般为5～23J/30cm，平均值为10.1J/30cm；标贯修正后锤击数一般为4.76～20.9J/30cm，平均值为9.51J/30cm，标贯击数较低，整体呈松散状态，厚0.50～4.30m，。

5）第2-2层 粗砂：场地部分钻孔有分布，浅褐黄色，矿物成分以石英为主，次为风化长石，砂质不均，局部夹有砾砂，含较多砾石颗粒，湿-饱和。标贯实测锤击数一般为6～23J/30cm，平均值为11.8J/30cm；标贯修正后锤击数一般为5.6～21.4J/30cm，平均值为 10.9J/30cm，标贯击数较低，呈稍密状态，厚0.80～7.00m。

6）第3层 圆砾：全区均有分布，杂色，成分以石英岩、砂岩为主，次为碳酸盐岩类及少量变质岩，一般粒径为2～30mm，最大粒径为50mm，其中圆砾含量约占50%，卵粒约占20%，砂泥质充填，约占30%。颗粒级配较好，分选型较差，胶结程度较好，颗粒磨圆度较好，湿-饱和。动探修正后锤击数一般为1.87～30.8J/30cm，平均值为15.4J/30cm，圆砾层呈中密-密实状态，厚 4.10～12.60m。

7）第3-1层 淤泥质粉土：仅在部分钻孔中有分布，多位于圆砾层中部及顶部，部分位于钻孔顶层，黄褐色或青灰色，可塑-软塑，具腥臭味，厚0.50～3.80m。

8）第4层 强风化泥岩（N2g）：全区均有分布，浅棕红色，泥质胶结，厚层状构造，成份以粘土矿物为主，岩质软，成岩作用较差，锤击易碎，遇水易软化，岩芯多呈短柱状，断面光泽不明显，岩体完整性一般，RQD指标为20%～50%，厚3.30～4.20m。

9）第5层 中风化泥岩（N2g）：全区均有分布，浅棕红色，泥质胶结，厚层状构造，成份以粘土矿物为主，岩质较软，锤击较易碎，遇水易软化，岩芯多呈长柱状，岩体完整性较好，RQD指标约为60%～80%。层顶埋深15.30～26.60m，高层孔进入中风化泥岩层大于6m，本次钻探未揭穿，最大揭露厚度7.8m。

2.2 设计特点

为突出设计“美观、经济、安全、使用”，本工程地下工程为地下两层，地下二层为机动车车库、换热站等，层高为3.8m，地下一层为机动车车库、变配电室、柴油发电机房及自行车车库等，层高4.2m，主体投影以外覆土层厚度为1.95m，室内外高差0.45～0.55m。

单体工程为地下两层，地下一为设备用房，自行车库及地下车库，地下二层（核心筒部位）为合用前室，地上为商业网点和住宅，覆土层厚度1.8m。

从性价比角度考虑，为节省建筑成本，单体工程只有核心筒部位设计为地下二层，导致大底盘和主楼之间局部形成“天井”，需二次土方回填，且该部位四周均为剪力墙并有高差，土方回填时，施工难度大（如图1所示）。

图1 土方回填设计图

3 方案比选

施工图纸设计回填土方要求:(1)紧贴地下室周围800范围内用2：8灰土回填，其它范围用素土或粉质粘土回填;回填土内不得含有块状粘土或砂质粉土，也不得含有石块、碎砖、灰渣、有机物。(2)回填土应在基坑两侧对称进行，分层铺填夯实。人工夯实时，每层厚度不得大于250mm，机械夯实时，每层厚度不得大于300mm，压实系教均不得小于0.94。

在《甘12J4地下建筑防水构造》P58页①中，要求回填土从防水保护层500mm范围内自下而上采用2∶8灰土回填。

该项目筏板及车库底板顶标高比正常地下水位标高低0.4～2.4m，为保证该项目建筑周围和大底盘与主楼之间局部形成“天井”等部位回填土方合格，避免出现后续塌陷问题，在满足设计要求的前提下，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第12.2.6条“高层建筑地下室外周回填土用级配砂石、砂土或灰土，并应分层夯实。”要求，将采用性价比高，就地取材且保证质量的砂砾土进行分层回填。

4 试验数据

分别对现场不同部位进行灌砂法试验测定压实度，具体部位如下：

1)工程桩间开挖后未被扰动的原砂砾土层，其干密度为1.76g/cm3，含水率5.5%；

2)车辆随意碾压后的砂砾土层，其干密度1.98g/cm3，含水率 7.3%；

3)工程桩头破除后，采用蛙式打夯机夯实三遍后的砂砾土层，其干密度为1.93g/cm3，含水率9.8%；经实验室土工击实检测，测得击实后最大干密度为2.06g/cm3，最优含水率10.1%。

5 回填方法与材料选择

5.1 基坑现状

根据设计图纸，该项目属于深基坑土方开挖工程，地下水较丰富，水位较高，施工现场大开挖后，有大量的砂砾土，结合现场施工进度，地下车库主体结构封闭后，建筑主楼与大底盘之间的“天井”及大底盘周围较深，土方回填量大，土方回填后，回填土将处于地下水内且长期浸泡。

5.2 回填选材

经综合分析评价，决定将散水下1m以下回填土，采用就地取材，充分利用开挖出的透水性强，颗粒级配良好，胶结程度好，且承载力特征值相对高的砂砾土进行分层回填，而散水以下1m范围内采用2:8灰土回填。

5.3 回填方法

根据 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》相关规定要求，结合现场实际，采用人工和机械相结合的方法，人工夯实时，每层虚铺厚度不得大于250mm，机械夯实时，每层虚铺厚度不得大于300mm，分层夯实，严格控制含水率，加强甲方监理过程监管和见证取样，层层试验，确保压实系教均不得小于0.94。

5.4 效果预判

经过施工质量严格控制后，散水以下1米范围内采用灰土回填，可有效阻止种植绿化苗木长期浇灌用水下渗而引起的塌陷，而底部采用的回填土，是充分利用与原土性质接近且透水性强、承载力高的砂砾土，可规避长期经受地下水浸泡引起的沉陷。

6 加强场地的排水管控

6.1 管控措施要求

1）保证场地、道路等地表排水畅通，避免地面积水。

2）确保在建筑物周围10m内坡度不小于0.02，在建筑物周围10m外坡度不小于0.015。

3）雨水明沟或路面排水时，确保畅通，其纵向坡度不小于0.015。

4)建筑物周围的散水，其坡度不得小于0.05，散水外缘应略高于平整后的场地，屋面为有组织排水。

5)散水应用现浇砼浇筑，其下应设置300mm厚的灰土垫层，并应超出散水和建筑物外墙基础底外缘500mm。散水宜每隔6～10m设置一条伸缩缝。散水与外墙交界处和散水的伸缩缝，应用柔性防水材料填封，沿散水外缘设置雨水明沟。

6)在部分区域的土方回填范围以外，设置5m宽的水平防护带，深度2m，采用素土垫层。处理范围遇坎边时，以坎边为界。

6.2 使用及维护要求

1）在建筑物正常使用期间应对建筑物及场地和管道经常进行检修和维护，并应确保所有防水措施发挥有效作用，防止使用期间建筑物和管道的地基进水引起湿陷。

2）采用严格防水措施，提高管道、检漏管沟及检漏井的材料标准，保证管道敷设及管道接口的施工质量，并应保持畅通，避免管道漏水影响地基。

7 综合设防措施

1）室内和防护范围内的室外管沟采用钢筋砼的防水地沟。

2）有效控制好绿化种植用水。

3）对地表水要做好收集排放措施，对于山体附近的场地还应考虑山体所排的雨水对场地的影响，必要时要设置排洪沟，使洪水能顺利排出，保障建筑物的安全。

8 结论

通过对现场砂砾层进行试验测试，数据结论可行。根据试验得出的数据，施工工控制好砂砾层铺设厚度及压实边数，结合灌砂试验检测最优含水率，可以保证深基坑建筑周围土方回填质量，达到既保证承载力同时又满足地下水的渗透，上部及地基处理范围以外防护范围采用灰土回填，有效防止地表水下渗湿陷变形，引起的建筑物周围的沉陷。