某吹砂回填场地地基预处理方案浅析

占三军 马锋 王辉

摘  要：吹砂回填场地土体多为饱和性的砂土，地质条件差，多为液化。该文以孟加拉国某电厂工程为实例，对吹砂回填场地地基预处理的几种方案进行浅析，并进行相关的技术经济比较，从而得到较为合理的方案。希望该文的分析结果能为吹砂回填场地地基预处理提供一定的指导作用。

关键词：吹砂回填场地  地基预处理  水泥土搅拌桩  振冲碎石桩  强夯法  真空动力固结法

中图分类号：TU472                                文献标识码：A                         文章编号：1672-3791（2019）06（a）-0057-02

Abstract： The soil in the sand-blowing backfill site is mostly saturated sand with poor geological conditions and mostly liquefaction. This paper takes a power plant project in Bangladesh as an example to analyze several schemes for ground pretreatment of sand-blowing backfill site. And take relevant technical and economic comparison， obtaining a more reasonable scheme. It is hoped that the analysis results of this paper can provide a certain guiding role for ground pretreatment of sand-blowing backfill site.

Key Words： Sand-Blowing Backfill Site; Ground Pretreatment; Ground Treatment  cement deep mixed columns; Vibro-Replacement Stone Columns; Dynamic Compaction; Vacuum Dynamic Consolidation

1  工程概况及地质情况

该工程位于孟加拉共和国达卡市加济布尔，距达卡市区约21km，站址北侧约150m是Bongshai河流。厂区西侧为已建电厂，东侧为居民区，南侧为农田，北侧为变电站，厂区内现为荒地，分布有杂草及灌木。厂区在回填之前是一片沼泽地，雨季的时候全部淹没，旱季时才会部分露出水面。

场地在吹砂回填后，土质分布如下。

（1）冲填土，全场遍布，松散，具高压缩性，吹填时间短（1个月），不能作为建筑物天然地基持力层，需对其进行处理。

（2）粉质黏土夹粉土，大部分地段分布，层顶埋深4.00～6.00m，可塑，具中等压缩性，fak=120kPa，承载力一般，但层厚分布布均匀，不宜作为建筑物天然地基持力层。

（3）粉质黏土夹粉土（Q4al+pl），全场分布，软塑，层顶埋深4.50～10.50m，具高压缩性，fak=70kPa，承载力较低，不可作为建筑物天然地基持力层。

（4）粉质黏土、粉土互层，全场分布，层顶埋深6.00～20.00m，可塑，具中等压缩性，fak=150kPa，承载力一般。埋深浅处，可作为建筑物天然地基持力层，埋深深处，可作为建筑物桩端持力层。

（5）粉细砂夹粉土，全场分布，层顶埋深10.00～30.00m，中密，具低压缩性，fak=210kPa，承载力较高，埋藏较深，可作为桩端持力层。

（6）粉质黏土，场区大部分地段分布，层顶埋深22.00～35.00m，坚硬，局部硬塑，具低压缩性，fak=400kPa，承载力高，埋藏较深，可作为桩端持力层。

（7）粉细砂，全场遍布，层顶埋深14.00～38.00m，密实，具低压缩性，fak=300kPa，承载力高，埋藏较深，可作为桩端持力层。

2  地基预处理方案

根据目前国内主要采用的处理此类大面积地基的方法，以及结合目前的场地地质情况，技术上可用于该工程的地基处理方案如下。

2.1 水泥土搅拌桩

水泥土搅拌桩是利用固化剂（水泥、石灰等材料），通过搅拌机械，就地将固化剂（浆液或粉体）和地基土进行搅拌，形成一系列的物理-化学作用，使软土硬化，成为具有一定强度的加固土，增大地基的变形模量和提高地基土的强度。主要特点如下：

（1）由于将原地基软土和固化剂就地搅拌混合，最大限度地利用了原土，不用土方外运和购土。

（2）施工时无污染、无噪音、无振动，对周围原有建构筑物的影响很小。

（3）可以根据不同的地基土性质及相应的工程要求，合理选择固化剂，设计相对比较灵活。

（4）土体进行加固后，其重度基本保持不变，对地基土软弱下卧层不会产生附加沉降。

（5）与钢筋混凝土桩基相比，节省了大量的钢筋和混凝土，降低了工程造价。

2.2 振冲碎石桩

振冲碎石桩是指用振动、冲击或水击等方式在软弱土层中成孔，再将砂或者碎石打入孔中，形成桩体。通过桩体的挤压，对原地基土进行了置换，桩体形成了加筋的作用，由于樁体的刚度大，地基应力向桩体集中，从而降低土体的附加应力，提高地基承载力，降低压缩性。

特点如下：

（1）可有效地提高地基承载力，且对消除地基土的液化有很好的效果。

（2）桩体材料的选择范围很广，如碎石、卵石、砂砾、碎砖、矿渣和其他的硬质材料。实际工程中，可以就近择优选择，从而降低工程成本，缩短工期。

（3）施工方法较为简单，质量比较好控制。

（4）施工速度比较快，并且可根据工期需求，调整机具数量的选择，工期可控。

（5）施工设备主要为振冲器、装载机及供水排浆泵，设备简单。

2.3 强夯法

强夯法即动力夯实法，该方法是利用起吊设备，将重锤提升使其自由下落，依靠夯击能夯实土层（重锤可以选择为10～60t，起吊高度可以为10～40m，可以根据实际需要的夯击能选择）。强夯法主要用于非饱和粘性土、砂土和杂填土。

根据该工程实际的情况，地基处理深度初步核实为6～7m左右，需夯击能约4000kN.m。

特点如下：

（1）施工设备为常见设备，施工工艺简单。

（2）加固效果比较显著，地基承载力一般可以提高至2倍以上。

（3）加固后的压缩性可降低2～10倍，后期的变形沉降量小，加固范围可达6～10m。

（4）施工速度快，并且总体施工费用低。

（5）不需要其他加固材料，可节省加固原材料。

2.4 真空动力固结法

真空动力固结法就是将强夯法与降水抽真空固结相结合的一种处理方法， 它结合了强排水固结和强夯的加固原理。

一方面，预先在土体中设置竖向排水通道，然后采用抽真空的方式达到降水排水的作用，降低地下水位，加快超静孔隙水压力消散和孔隙水的排出，起到降水预压作用;另一方面，对土体实施强夯法，在不完全破坏土体结构前提下，逐渐提高土体强度。

特点如下：

（1）工程造价相对较低，概算价大约120元/m2。

（2）施工工期较强夯法短，节省工期。

（3）工艺相对比较简单，施工方便。

（4）工后沉降较小， 不易像强夯法一样形成“橡皮土”。

3  各方案比选

以上几种方案比选如表1所示。

根据以上对比，由于该厂区地下水位较高，下部均为软弱粉质粘土，根据强夯法的特点，施工过程中可能会形成“橡皮土”的情况，因此根据实际地质條件，排除强夯法方案;孟加拉国资源比较匮乏，所用的建筑石材均需要从印度进口，因此价格较贵，而且有时会出现断供的情况，考虑实际情况，排除振冲碎石桩的方案;厂区类似于岛状的情况，四周的水位都很高，采用真空抽水方案工作量非常大，而且效果不好。综合考虑加固效果以及现场实际情况，该项目推荐采用水泥土搅拌桩进行地基预处理。

4  结论

（1）对于吹砂回填场地，由于地质条件较差，虽然主要设备及建筑物可采用桩基，但是场地、道路、围墙、电缆沟道以及小型设备如全部采用桩基，工程量将非常大，也不现实，所以建议采用地基预处理对场地进行处理。

（2）在考虑地基预处理方案时，可以选择水泥土搅拌桩、振冲碎石桩、强夯法、真空动力固结法集中方法，具体方案的选择可根据场地地质情况和工程实际具体选择。

参考文献

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