高填方区地基处理与建筑基础形式选择

杨海

摘要：随着社会经济发展，越来越多的厂区、机场、火车维修基地等占地大的项目规划选址都远离城市居住区，很多工程选址在山区，平山头、填沟壑，使得很多建筑单体的位于高填方，如何选择建筑的地基处理和基础形式才能更加经济合理，本文通过工程实例进行分析，探究合理的地基处理技术。

关键词：高填方、地基处理、基础形式、经济合理

随着社会经济发展，越来越多的厂区、机场、火车维修基地等占地大的项目规划选址都远离城市居住区，很多工程选址在山区，平山头、填沟壑，使得很多建筑单体的位于高填方。高填方建筑物地基处理方式多种多样：压实地基、夯实地基、预压地基、复合地基等；基础形式可以为：独基、条基、筏形基础、桩基础等。

本文结合工程实例进行分析，总结出高填方区建筑地基、基础选择要点，供工程技术人员参考。

1、工程概况

某厂区位于重庆市，选择位于郊区的山顶，占地面积约3000亩，主要建筑物有办公楼、主厂房、库房、水泵房、车库、食堂、宿舍等。

本区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度0.05g，设计地震分组第一组，基本风压：W0=0.3kN/㎡。

2、工程地质概况

<1-1>植物土（Q₄^pd）：广泛分布于场区表层；主要由粉质粘土组成，富含植物根系，局部含有植物腐殖质，揭露厚度约0.2m～0.7m。

<3>粉质粘土（Q₄^el+dl），（包括<3-2>软塑状、<3-3>可塑状、<3-4>硬塑状），广泛分布于剥蚀台地、沟源斜坡区域。棕红、灰褐、黄褐色，其中棕红色粉质粘土为粉砂质泥岩风化的残坡积土，以硬塑为主；黄褐色粉质粘土主要为砂岩风化的残积土，以可塑为主；灰褐色粉质黏土多分布于水田、沟源等地，呈可塑状。钻探揭露显示，场区内残坡积土层较薄，一般厚度0.5～2.0m，揭露最大厚度6.0m。

<9>砂岩（J₃p）：灰白、灰绿色，以长石砂岩、长石岩屑石英砂岩为主，中～细粒结构，块状构造，多以厚层～巨厚层状产出，斜层理、水平层理较为发育；在与下伏粉砂质泥岩接触地段，含大量紫红、青灰色泥质团块，局部夹薄层砾岩透镜体。局部岩性变化地段沿层面发育有大量黑色沥青质、煤线及铁锰质矿物。

<10>粉砂质泥岩、泥岩（J₃p）：紫红、青灰色，粉粒～泥质结构，块状构造，含钙质团块、结核。粉砂质泥岩与上覆砂岩接触面多发育冲刷面，抗风化能力差，粉砂质泥岩分布不稳定，厚度变化大，一般厚度2～12m，北部和中部多呈透镜体状产出；泥岩，常与砂质泥岩成互层状，厚度变化较大，连续性差，一般厚度2～10m。

表一：岩土物理力学参数设计值

岩性代号	岩土名称	时代成因	状态	天然密度ρ(g/cm3)	承载力特征值 fak(kPa)
						<1-1>	植物土	Q4pd	可塑	1.70	/
<19-1>	素填土(粉质黏土)	Q4ml	可塑	1.70	/
<3-2>	粉质粘土	Q4dl+el	软塑	1.76	65
<3-3>			可塑	1.94	130
<3-4>			硬塑	1.96	180
<9-1>	砂岩	J3p	全风化	2.00	180
<9-2>			强风化	2.40	450
<9-2-1>			柱状强风化	2.40	700
<9-3>			中风化	2.60	2000
<10-1>	粉砂质泥岩	J3p	全风化	2.00	180
<10-2>			强风化	2.40	300
<10-3>			中风化	2.50	600

选取其中一个地质剖面图，反应出本厂区的填土概况：

图一：典型地质剖面图

3、填方区的地基处理

场地平整时，将厂区内的沟壑进行人工填筑，填筑土要求采用附近开挖的山头土，其主要土层为黏土、强风化砂岩，压实系数为0.90~0.93，不能作为建筑地基土，必须对填方区进行处理。常见的地基处理方法：碾压法、强夯法、碎石桩、CFG桩等，这些方法已在实际工程中得到应用，合理的运用这些地基处理方法，能取得较好的工程效果和经济利益。

结合本工程，解决好填土稳定性、工后沉降问题，就能保证工程的质量。前期填土分层填至设计场坪标高，仅要求每层土的压实系数不小于0.90。对项目内的单层单体房屋，且单体基础下填土小于8m时，采用强夯法进行地基处理；对于填土小于3.0m且单体荷载较小的房屋，加大浅基础的底标高，采用天然地基。

强夯法是利用起重机（可配三脚架、龙门架）将大吨位夯锤起吊一定高度后，自由下落，给地基土以强大冲击能量的夯击，试土体中出现冲击波和冲击应力，迫使土体空隙压缩，排除空隙中的水，使土体大小颗粒重新排列，迅速固结，从而提高地基承载力，降低其压缩性的一种地基加固方法。

有效加固深度的确定：根据需要加固的单体下填土厚度、现场施工方能提供的最大夯击能机械及《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2012，为能取得更好的加固效果，确定有效加固深度为6m。

加固范围确定：《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2012要求，强夯处理范围应大于建筑物基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2～2/3，且不应小于3m，对不同单体均按此要求执行。

图二：第一遍、第二遍强夯夯点布置图（局部）

图三：第三遍、第四遍强夯夯点布置图（局部）

强夯试验，采用单击夯击能3000KN.m,点夯两遍完成，梅花状布置，第一遍点夯间距为3.5mx3.5m，第二遍点夯位于第一遍夯点之间，普夯压1/4锤印,满夯两遍，满夯夯击能为1000KN.m，各遍点夯宜间隔3周。根据现场检测报告，强夯后的地基承载力特征值大于150kpa，综合考虑，该区域强夯处理后的地基承载力取值150kpa。

4、基础形式选择

基础类型的选择与场地工程地质及水文地质条件、房屋的使用要求及荷载大小、上部结构对不均匀沉降的适应程度以及施工条件等因素有关。

本项目内的7个单体均位于填土上，通过前面地基处理选择，强夯加固深度为6m，确定主厂房、库房、水泵房、车库采用独立基础，地基处理采用强夯的方式；食堂的填土厚度为2.5m，考虑到±0.000下3m处为<9-1>全风化砂岩层，承载力特征值为180kPa，采用天然地基+独立基础形式，基础持力层位于<9-1>；办公楼和宿舍楼的填土厚度为10~12m，且柱底反力较大，选择钻孔灌注桩基础，桩基持力层选择<9-3>中风化砂岩层。

通过地质分析、经济比较，最终本项目基础形式及地基处理方式汇总如下：

表2：基础形式及地基处理方式统计

建筑物名称	建筑面积（㎡）	建筑层数	建筑高度	结构类型	填土厚度（m）	基础形式	地基处理方式
办公楼	3825	4	15.45	框架	12	桩基	-
主厂房	32860	1	12.9	排架	5~8	独基	强夯
库房	2580	1	6.8	门式刚架	5~7	独基	强夯
水泵房	275	1	4.5	框架	6	独基	强夯
车库	2420	1	4.8	框架	7	独基	强夯
食堂	1143	1	6.5	框架	2.5	独基	天然地基
宿舍	2414	3	12.6	框架	10	桩基	-

4、结语

为加快经济发展、节约用地、城市合理的规划等综合考虑，山区高填方项目越来越多，地基处理要根据建筑特征和基础持力层进行分析，合理的选择高填方区域建构筑物的地基处理及基础形式，才能确保建筑施工质量与安全要求。

参考文献

【1】詹景忠 强夯法在山地高填方地基处理中的应用 福建建设科技 2009 No.1

【2】朱彦鹏、汪国栋等 山区基础粉质粘土高填方地基处理方法 兰州理工大学学报 2015年2月第1期

【3】詹金林 山区高填方地基处理简介 西北地震学报 2011年8月

【4】《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012