某厂房地坪堆载区软弱地基处理方法探讨

摘 要 某厂房工程地质条件较差，地坪载荷大且要求不能产生过大的沉降。根据其特点提出了三种地基处理方案：灌注桩+基础梁+基础板方案；水泥粉煤灰碎石桩处理地基方案；堆载预压法处理地基方案。灌注桩+基础梁+基础板方案地坪沉降控制的比较好，施工检测方便。水泥粉煤灰碎石桩地基处理方案，需要进行桩基静载荷试验，复合地基载荷试验，造价方面优于灌注桩+基础梁+基础板方案。堆载预压法地基处理方案工期较慢，沉降不容易控制。通过比较最终选择了灌注桩+基础梁+基础板方案为厂房地坪的地基处理方案。

关键词 地基处理 沉降 地坪堆载

1工程概况

某矿业有限公司选矿工程-主厂房长60米，宽48米，结构形式为排架结构。其中在球磨跨溢流型球磨机基础旁边留出3跨用于检修设备及成品堆载区，工艺要求地坪载荷检修区达到20KN/ m?，成品堆载区达到30KN/ m?，且地坪不能产生过大的不均匀沉降。其中检修堆载区平面布置见图1.1。

2工程地质条件

（1）地基土特性

拟建场地为农田，局部为水沟，已回填整平，地形较平坦，开阔。勘察场地表层为耕填土，其下为第四系全新统冲积而成的软塑粉质粘土、流塑淤泥质粉质粘土、可塑粉质粘土、硬塑粉质粘土，底部为闪长岩风化带。现将场地层向上而下分述如下：

1）耕填土：杂色，灰色，呈湿～饱和，松散～稍密状态，表面大部份有约0.2米厚的混凝土，上部为新近回填碎石土，含植物根茎，局部为水沟，夹塘泥。该层厚度为0.40～8.40米。场地内普遍分布。

2）粉质粘土：褐黄色，呈湿，软塑状态，干强度中等，韧性中等。该层厚度为0.80～5.10米，层底标高为6.40～0.87米。场地内大部份分布。

3）淤泥质粉质粘土：灰色，呈饱和、流塑状态。含少量腐烂植物。干强度低，韧性低。该层厚度为2.40～6.80米。

4）粉质粘土：褐黄色，呈湿、可塑状态，含少量铁锰结核颗粒及其氧化物，干强度中等，韧性中等。该层厚度为1.00～3.50米，层底标高为-2.15～-11.69米。

5）粉质粘土：褐黄色，呈稍湿、硬塑状态，干强度高，韧性高，下部夹少量风化碎石，碎石粒径约2～3cm。可见厚度为3.40～4.70米，其余场地未揭穿，最大控制深度为19.60米。场地内普遍分布。

6）闪长岩：灰白色、棕红色等，强风化状态。裂隙发育，较破碎，呈碎块状，易溶矿物等均已风化成粘土矿物多已流失，岩石基本质量等级为Ⅴ级。

（2）各层典型工程地质剖面图。

（3）各岩土层承载力特征值fak（KPa）

3地坪地基处理方案

根据工勘报告，勘察场地表层为耕填土、其下为第四系全新统冲积而成的软塑粉质粘土、流塑淤泥质粉质粘土、可塑粉质粘土、硬塑粉质粘土，底部为闪长岩风化带。其中淤泥质粉质粘土层厚达5～8米，压缩性高，承载力低，工程地质条件较差。对地坪的地基处理提出了三种方案：

（1） 灌注桩+基础梁+基础板方案

采用沉管灌注桩，每桩设承台，承台与承台之间设置基础梁，在基础梁上布置混凝土板。地坪载荷通过混凝土板传到基础梁上，通过基础梁传到桩基础上，再由桩基础传到持力层第5层粉质粘土层上。避免了较厚的淤泥质粉质粘土，从而基本上解决了地坪的沉降问题。由于结构跨度较大，需要设置较多的基础梁，基础混凝土板。

沉管灌注桩桩径为400mm，桩端持力层选择为第5层粉质粘土层，单桩承载力标准值达到800KN。平均桩长L=10.5米左右。桩矩形布置，间距为4X4米，桩承台间基础梁为250X400，基础梁间的基础板厚为100mm。

（2） 水泥粉煤灰碎石桩处理地基方案

它是一种加固饱和软粘土地基的方法。它利用水泥，石灰，粉煤灰，碎石等材料作为固化剂，通过深层搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，使软土硬结成具有整体性，稳定性和一定强度的优质地基。

一方面利用它与周边土的共同工作，改善软弱土的功能，另一方面利用它作为桩的特性，将地坪载荷传至承载力和压缩性都好的土层上，从而提高地坪承载力，降低其沉降。

设计中深层搅拌桩的桩径选用桩径为500mm，桩端持力层选择为第5层粉质粘土层，平均桩长L=9～10米左右。搅拌桩的面积置换率为8.5%。

（3） 堆载预压法处理地基方案

通过改善地基的排水条件和施加预压荷载，加速地基的固结和强度，使基础沉降提前完成，从而减小使用过程中的地坪沉降。堆载预压法处理地基的设计应包括下列内容：选择塑料排水带或砂井，确定其断面尺寸、间距、排列方式和深度；确定预压区范围、预压荷载大小、荷载分级、加载速率和预压时间； 计算地基土的固结度、强度增长、抗滑稳定性和变形。其优点是可控性较好，地基土沉降比较均匀，处理深度主要受堆载荷载大小及排水板长度影响。缺点是工期相对较慢，土体会产生部分侧向变形，需要堆载土源，沉降不容易控制。

4处理方案经济技术比较

主要对灌注桩+基础梁+基础板方案和水泥粉煤灰碎石桩处理地基方案进行相应的经济分析。两基础方案的经济指标列出如下：

（1）方案1，沉管灌注桩数为36个，基础梁尺寸为250X400，基础板厚为100mm。总共混凝土用量为58多立方米，总造价为49万多。

（2）方案2，深层搅拌桩的桩径选用桩径为500mm，平均桩长L=9～10米左右，复合地基所用总桩数为180个，150厚普通地坪。总造价为39万多。

从上可以看出，地基处理方案2比方案1可以节省造价20%左右。

5结语

根据工勘报告，对厂房设备检修区和产品堆载区的地坪提出了三种地基处理方案：灌注桩+基础梁+基础板方案；水泥粉煤灰碎石桩地基处理方案；堆载预压法地基处理方案。灌注桩+基础梁+基础板方案地坪沉降控制的比较好，施工便捷，施工质量检测方便。水泥粉煤灰碎石桩地基处理方案，需要进行桩基静载荷试验，复合地基载荷试验。从造价方面稍微优于灌注桩+基础梁+基础板方案。堆载预压法地基处理方案工期相对较慢，需要堆载土源，沉降不容易控制。

由于厂房地坪地基处理工程量不是很大，且沉降要求比较高，工期也不能太长。综合比较，选择灌注桩+基础梁+基础板方案为地坪处理方案。

参考文献：

[1]中华人民共和国建设部.GB50007-2002建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[2] 中华人民共和国建设部.JGJ94-2008建筑桩基技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[3]中华人民共和国建设部.GB50007-2012建筑地基处理技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.