摘要：以三亚市某房屋建筑工程为例，对不同地质条件下的地基处理方法进行重点研究，以避免地基承载力不足或地基不均匀沉降对建筑物造成影响，满足建筑物的设计和使用要求。基于此，本文主要对回填碎石层、岩石层、非原生花岗岩层的地基处理技术的实际应用进行简要的分析和研究，希望为今后类似工程的地基处理提供一定参考和借鉴。
关键词：不同地质条件；地基承载力；不均匀沉降；实际应用
A Brief Talk on Ground Treatment Method under Different Geological Conditions
Chen Yundu，Tong Zhendong，Chen Guobao，Wu Kuncong
（China Construction Sixth Engineering Bureau Southern China company，Sanya，Hainan 572000，China）
Abstract：Taking a building construction project in Sanya as an example，the foundation treatment methods under different geological conditions are studied in order to avoid the influence of insufficient bearing capacity of foundation or uneven settlement of foundation on buildings and meet the design and use requirements of buildings. Based on this，this paper mainly makes a brief study and Analysis on the practical application of the foundation treatment technology of backfilling gravel，rock and non-primary granite strata，hoping to provide some reference and reference for the foundation treatment of similar projects in the future.
Key words：Different geological conditions；Foundation bearing capacity；Uneven settlement；Practical application
引言
土木工程建设中，有时不可避免地遇到工程地质条件不良的软弱土地基，比如松散砂土地基、杂填土地基、非饱和粘性土地基、黄土地基、回填碎石土地基等，均不能满足建筑物安全性和稳定性的要求，需要先经过人工加固处理达到地基承载力要求后，再进行基础施工。近二十年以来，我国的建筑业取得了迅速的发展，大量的土建工程建设活动推动了不同地质条件下地基处理技术的快速发展，地基处理的方法纷呈多样，地基处理的新技术、新理论也不断涌现并日趋完善，地基处理已经成为土木工程建设中一个较有生命力的分枝。
1 工程概况
三亚市某房屋建筑工程建筑单体比较多，且分布比较分散，均为低层建筑。建筑物最高层数为5层，最大高度为19.05m，无地下室；建筑物层高以3.0m和3.6m居多，建筑物个别层高可达10.9m，总建筑面积为30188.9m²。建筑物结构形式主要为框架结构，个别建筑单体为框架剪力墙结构。基础结构形式均采用独立基础。
2 工程地质与水文条件
2.1地形地貌
本工程建设场地位于三亚市风凰镇的一个山脚下，属花岗岩风化台地地貌，地面有一定的起伏，地面高程为50.5~72.7m，最大高差22.2m。地面植被发育。
2.2岩土层构成及工程地质特征
本工程地质勘察钻探深度内揭露的岩土层由人工填土层（Q4ml）、风化残积层（Qel）及燕山期花岗岩（γ5）组成，按其地层时代、成因类型、岩性及物理力学性质的差异，可划分为5个工程地质主层。
表1 各岩土层物理力学指标
Table 1 Physical and mechanical indexes of different soil layers
注：带“*”的数值为标准值，其他为平均值。
2.3特殊岩土工程性质
本场地，对工程建设影响最大的特殊性岩土为场地整平后将形成的新填土，其次为花岗岩风化层和残积土。
根据竖向设计，该项目有些地段需要回填，最大回填厚度超过10m。据岩土工程勘察报告以及现场实际施工发现，回填材料以挖方区域的山皮土和地下洞库的石渣为主，回填材料成分较复杂，而本工程多数建筑单体地基持力层为回填碎石层、岩石层以及非原生花岗岩层。
2.4新回填土层概况
因原始场地标高与设计标高相差较大，前期某施工单位已将大部分场地回填至室外标高，回填材料以挖方区域的山皮土和地下洞库的石渣为主，最大回填厚度超过10m。
2.5水文概况
场地揭露深度内浅层地下水为基岩裂歇水，主要赋存于强风化花岗岩（层号④）及中风化花岗岩（层号⑤）内，属潜水—微承压水，部分地段为滞水。水量中等~贫乏，主要接受农业浇灌用水渗漏、降雨和侧向径流补给，以蒸发和侧向迳流排泄为主。
地下水位受地形影响，勘察期间，实测水位埋深0.50~8.60m、平均水位埋深2.58m，水位标高49.79~ 67.64m、平均水位标高58.16m。据当地经验，年水位变幅1~2m。在开挖过程中，地下水可能会对施工有一定的影响。
本场地，在整平后，地下水位可能会随地形的改变而改变。
3 地基处理方案分析与设计
由于受到地形地貌以及地质条件不良的影响，该工程需要在回填整平并经地基加固处理满足地基承载力要求后才能进行主体施工。如果在基础施工前，没有进行地基加固处理，这些新填土层以及软弱土层在自重应力和附加应力作用下，将会发生较大的沉降和不均匀沉降，由此可能会引起场地地面开裂，影响建筑物的安全性和稳定性。而本研究对象的出发点则是在满足建筑物地基承载力要求的基础上，大大提高建筑物的整体稳定性和安全性。
3.1碎石土地基处理方法：置换级配砂石
对于地基持力层为回填石方且回填级配不良的地基，由于回填石块之间间隙比较大，松动性比较强。为防止地基发生沉降或不均匀沉降，在基础施工前须对此类地基进行加固处理。本工程采用置换级配砂石的方法，即在满足基础埋深的条件下，先在原地基上回填5-10cm厚的素土，并采用20t压路机往复碾压密实，碾压次数不少于3遍，以减小回填石块之间的间隙以及土体的扰动性，同时也能达到初步找平的作用。接着再铺设50cm厚级配砂石，其中粗骨料采用粒径为20-40mm的砾石，且含量不少于50%，细骨料采用中粗砂。然后采用机械分层碾压夯实，每层厚度宜为250-300mm。对大面积换填区域采用20t的压路机辗压，压路机往复辗压时，需静压1遍→弱振1遍→强振4遍→静压1遍，合计7遍，以确保基槽的压实度。对于边角处可用蛙式打夯机夯实。打夯时，应保持落距为400～500mm，要一夯压半夯全面夯实，打夯次数不少于6遍。地基加固处理完成后，由业主委托具有工程检测资质的检测机构进行压实度检测，根据检测报告结果得知各检测点压实系数均不小于0.97。
施工注意事项：
1、铺筑的砂石应级配均匀，块石直径不宜大于40mm。
2、施工中发现砂窝或石子成堆现象，应将该处砂子或石子挖出，分别填入级配好的砂石。
3、铺筑的级配砂石在碾压前，应根据其干湿程度和气候条件，适当地洒水以保持砂石的最佳含水率，一般为8%～l2%。
3.2岩石层、土层交汇地基处理方法：置换褥垫层
根据岩土勘察报告及现场实际施工发现，建筑物基础底下存在岩石层与土层交汇的地基。由于岩石层与土层的土质压缩性不一样，在相同受力情况下地基发生下沉的速度和沉降量的大小往往不相同，容易造成结构拉裂，结构安全存在很大的隐患。为防止地基发生不均匀沉降，对存在岩石层作为持力层的地基，先将岩石层开挖至基底设计标高以下50cm处，并将基地下所有扰动土清理干净后，铺筑50cm厚褥垫层，其材料选用中粗砂。置换褥垫层时要分层铺设密实，铺设厚度宜为250mm-300mm。对于大面积换填处采用20t压路机分层压实，每层碾压次数应不小于3遍；对于边角处及小面积换填处采用蛙式打夯机夯实，打夯次数不少于3遍。地基加固处理后先进行地基承载力检测以及密实度检测，满足设计要求后，再进行基础施工。
施工注意事项：
1、夯压时，应注意不要破坏基坑底面和侧面土的强度。
2、地基范围内不应留有孔洞。完工后如无技术措施，不得在影响其稳定的区域内进行挖掘工作。以免造成回填土发生扰动，影响地基承载力。
3.3非原生花岗岩地基处理方法：毛石混凝土浇筑
根据基槽开挖情况发现，某建筑物地基持力层主要为坚硬岩石层，局部存在非原生花岗岩。由于非原生花岗岩土质压缩性较坚硬岩石层大，特别是遇水时容易软化、崩解，而该建筑物采用的是柱下独立基础，如果以这两种土层同时作为基础持力层，在雨季旺盛期，容易造成建筑物发生不均匀沉降。为解决此类问题，本工程对存在地基持力层为非原生花岗岩的地基采用置换毛石混凝土的处理方法。即换填时先将基槽开挖至基底设计标高以下1m，且开挖深度自基底设计标高以下不小于1m，毛石混凝土周边应大于基础边线0.5m。毛石混凝土的混凝土强度不小于C15，所掺加毛石数量应控制不超过基础总体积的25%。
施工注意事项：
1、掺用的毛石应选用坚实、未风化、无裂缝洁净的石料；毛石尺寸不应大于所浇部位最小宽度的1/3，且不得大于300mm，表面如有污泥、水锈，应用水冲洗干净。可现场取材。
2、浇筑时，应先铺一层100-150mm厚砼打底，再铺上毛石，毛石插入砼约一半后，再灌砼，填满所有空隙，再逐层铺砌毛石和浇筑砼，直至基础顶面，保持毛石顶部有不少于100mm厚的砼覆盖层。
3、毛石铺放应均匀排列，使大面向下，小面向上，毛石间距一般不小于100mm，离开模板或槽壁距离不小于150mm，以保证能在其间插入振动棒进行捣固和毛石能被砼包裹。振捣时应避免振动棒碰撞毛石、模板和基槽壁。
4 检测
为防止地基发生不均匀沉降，保证建筑物整体稳定性和安全性，在基础施工前需对地基处理区域进行地基承载力检测以及密实度检测。本工程对级配碎石换填区域采用浅层平板荷载试验进行地基承载力检测。
4.1地基承载力检测
1、浅层平板荷载试验
1）承压力换算
浅层平板荷载试验荷载值：F（压力）=P（压强）*S（受压面积）。以某建筑为例，F=400Kpa（地基承载力特征值200Kpa的2倍）*1.0平方米（1m*1m方形钢板面积）=400kN（试验荷载）。
2）试验安装
①采用油压千斤顶加载，加载反力装置采用压重平台。以单块底面积为2㎡的钢筋混凝土重块作为基座，基座总面积15㎡，要求基座地基土极限承载力不小于50kPa
②百分表安装：2个百分表对称固定于桩头侧面。
③荷载压力表安装：串联安装于千斤顶进油管上。
3）试验步骤
①试验加载方式：加载分10级进行，其中第一级加载量为2倍分级荷载。
②试验方法：本次试验采用慢速维持荷载法，每级荷载施加后，第一小时内按间隔10、10、10、15、15 min，以后为每隔半小时测读一次沉降。当在连续两小时内，每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。
③终止加载条件：出现下列情况之一时，终止加载：
a、承压板周围的土明显地侧向挤压；
b、沉降s急骤增大，荷载～沉降（p～s）曲线出现陡降段；
c、在某一级荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定；
d、沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于0.06。
检验数量为每300㎡不应少于1点，超过3000㎡部分每500㎡不应少于1点。每单位工程不应少于3点。
检测结果：以某建筑单体检测结果为例，其地基土浅层平板荷载试验检测结果如下：
5 结语
实践应用证明，按照上述施工技术对地基进行加固处理后，各岩层的地基承载能力不仅满足建筑物的设计和使用要求，还有效预防和解决地基不均匀沉降对建筑物造成的影响，大大的提高了建筑物的整体稳定性和安全性。在达到预期效果的同时，也降低了工程施工难度，加快了施工进度，为整个工程施工取得了良好的经济效益。
参考文献：
[1] 中国建筑科学研究院.JGJ79-2012建筑地基处理技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[2] 中国建筑科学研究院.GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[3] 东南大学，浙江大学，湖南大学，苏州大学.土力学[M].第四版.北京：中国建筑工业出版社，2016
论文作者:陈运读,佟振东,陈国宝,吴坤聪
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签：地基论文; 毛石论文; 荷载论文; 建筑物论文; 标高论文; 土层论文; 花岗岩论文; 《基层建设》2019年第13期论文;