合肥市龙泉山项目回填土地基处理方法比较

赵 宇

上海市水务局行政服务中心（上海市海洋局行政服务中心），上海 200000

在项目建设过程中，回填土地基作为一种松散地基，一般是由素填土和杂填土组成的，往往比较稀疏、松散而具有高压缩性，同时具有土体不均匀、承载力小等特点。在工程施工中，桩基、复合地基和强夯法是处理回填土地基的常用方式。其中，强夯法有投资少、施工快等优点，适用于轻型建筑物和地埋式管道的地基处理。

1 工程概况

合肥市龙泉山生活垃圾焚烧发电项目场地位于合肥市肥东县桥头集镇，龙泉山生活垃圾卫生填埋场南侧，距桥头集镇中心约4km，距肥东县城约18km。S105省道从场地西南侧3.2km左右穿过，厂址靠近X026县道，周边有县乡道路通往厂区。

项目占地约94000m2，主要包括主厂房区（由垃圾厂房、电控楼和锅炉房等组成）、综合水泵房（机力通风冷却塔和循环水泵房叠加布置）、循环水管、循环水处理区和渗滤液处理区（调节池、硝化池和渗滤液处理车间）。

2 工程地质概况

合肥市龙泉山生活垃圾焚烧发电项目在未进行场平之前，场地处于自然地貌状态，局部基岩直接出露，为坚硬土场地。场地其他地段覆盖层厚度在0～5m，覆盖层以内地层主要为杂填土、可塑-硬塑状态黏性土。土方回填后，回填土的厚度在3～16m，基本没有基岩直接出露地段。场地天然地基承载力特征值如表1所示。

表1 场地天然地基承载力特征值

拟建电厂场地地形有一定起伏，整体呈现北高南低的状态，地面高程一般为95～118m。±0.00m标高为118m。场地平整所需的土料由场外运进。

场地平整工作应首先清除站址区内地表层（厚度一般在0～0.3m），外运土料经分层碾压填至118m高程。土方回填后，回填土的厚度在0～15m，基本没有基岩直接出露地段。

回填料主要为黏土，自然状态下为可塑～硬塑状态，此次勘察取6件黏土扰动土样进行了击实试验，测定其最大干密度及最优含水量，并将回填料按最大干密度的94%进行了配比、击实制样，测得压缩模量、内聚力、内摩擦角、渗透系数等物理力学参数如表2所示。

表2 击实试验指标

3 地基条件以及处理方法对比

3.1 地基条件

该项目地基的地质条件情况比较复杂。由于施工工期影响，有大量回填土未经压实，深度约为0～18m。拟建项目各建筑物基础情况如下：（1）主厂房区基底压力为150～300kPa，基底标高为-2.0～-1.5m，覆盖层厚度为13～18m，适合采用桩基础；（2）综合水泵房（机力通风冷却塔和循环水泵房叠加布置）基底压力为180kPa，基底标高为-3.5m，覆盖层厚度为8～9m，适合采用桩基础；（3）循环水管、循环水处理区和渗滤液处理区为70～110kPa，基底标高为-3.5～-1.0m，覆盖层厚度为5～6m。

按土层物理指标、强度指标，结合工程经验综合确定，压实后回填土地基承载力特征值应为164kPa。由于工期限制回填土未经压实，根据平板荷载试验结果，回填土实测变形模量约为2.6MPa，承载力约为95kPa，不满足拟建项目对地基承载力及沉降的要求[1]。

3.2 地基处理方法及对比

（1）地基处理方法。①强夯法。强夯法又被称为动力固结法，通常是将夯锤提到一定高度使其自由落下，对土体造成一定的振动和冲击，并重复该过程，从而使地基土更加密实，提高地基土的承载力，减少地基沉降。由于强夯法具有施工机械简单、施工费用少、施工周期短、使用土体类型广和加固效果显著等特征，广泛应用于处理回填土地基。②强夯置换法。强夯置换法的加固机理主要是利用重锤高落差产生高冲击能将碎石、回填石块挤入地基中，在地基中形成强夯置换墩，墩与墩间土共同形成复合地基，以提高地基承载力，减小沉降。由于置换材料大多采用透水性较强的碎石和片石，置换墩能加快超孔隙水压力消散并加速土体固结。相较于强夯法，强夯置法可以适用于地下水较为丰富的地区[2]。但是，强夯法加固后容易出现墩体和墩间土下沉量不同的情况，因此必须充分考虑其适用性，严格把控施工质量。③水泥土搅拌桩复合地基法。水泥土搅拌桩复合地基是通过特制的搅拌机械将水泥和原土搅拌。水泥土搅拌桩的施工方法有干法和湿法两种，前者是采用水泥浆和原土搅拌，而后者是采用水泥粉和原土搅拌，使土体变为有一定强度的加固桩，从而达到加固地基、提高地基承载力的效果。影响水泥土搅拌桩的强度因素较多，主要有以下几点：施工机械的功率和搅拌头数量；地基土含水率和矿物组成；水泥用量和添加剂；施工质量和养护时间[3]。

（2）对比分析。结合技术原理和施工方法综合分析结果，如表3所示。

表3 地基处理方法综合分析表

强夯法的工期最短，经济性最好。以循环水管地基处理为例，循环水管地基处理面积为540m2，预计强夯施工费用为70万元，工期为3～5d；强夯置换法施工费用为80万元，工期约为5d；水泥土搅拌桩126万元，工期约为15d。强夯法试夯结果如下：强夯夯点采用梅花形布置，夯锤重量为22.5t，落距为18.2m，强夯夯击能量为4000kN·m，满夯能量为2000kN·m。处理后地基承载力约为130kPa，满足要求。强夯法施工会造成振动和挤压，可能对周围已建建筑物造成有害影响。因此，要做好防振和隔振措施，注意施工顺序。

强夯置换法工期较短，经济性较好，处理后回填土地基承载力略大于强夯法，但是强夯置换法的粒料墩对施工开挖有一定影响。该工程地下结构较多，碎石、片石开挖困难，造成施工不便。

水泥土搅拌桩工期最长，经济性最差。地基承载力采用《建筑地基处理技术规范》的计算方法，约为116kPa，因此不考虑采用水泥土搅拌桩复合地基。

4 结论

回填土地基有承载力较低、沉降大的特点，难以满足大部分建（构）筑物对地基的要求，而强夯法、强夯置换法和水泥土搅拌桩法三种方法均可以有效提高回填土地基的承载力。相比强夯置换法和水泥土搅拌桩法，强夯法有加固效果好、工期最短、投入少、施工难度小等优势，但强夯法的振动和挤压可能对周围已建成建筑物造成有害影响，因此需采用隔振沟等隔振措施，注意施工顺序。