浅谈堆载预压结合强夯的软土地基处理施工质量控制

王建文

浙江东南建设管理有限公司 ,湖州， 313000

摘要：软土作为特殊岩土的一种，具有低承载力、高压缩性、渗透性低、固结缓慢等特征。软土地基处理常用换填法、堆载预压法，偶用强夯法，换填法造价高，堆载预压法排水固结周期较长，强夯法易产生弹簧土现象。

一、工程概况

普陀山观音法界正法讲寺工程总占地面积22.4万㎡，建筑面积10万㎡ ，共有28个院落，由110余栋单体建筑组成，各单体建筑之间通过廊道连接。项目位于浙江省舟山市朱家尖白山景区南侧地块，朱家尖岛329国道旁，距朱家尖大桥约4km，该场地现为农田，现状自然地坪平坦，北侧靠山，自然地坪标高介于0.15̃--1.59m之间，建成后室外地坪标高为2.5m。由于场地地势较低和分布较厚淤泥土层，需大面积回填土，本工程则采用了堆载预压结合强夯动力固结，加速固结排水的施工方法进行软土地基处理，解决了因场地发生较大的差异沉降，影响室外综合管网、路面、广场等安全和使用的问题。

场地地质情况：

1层：素填土(ml Q4)

杂色，稍湿~饱和，松散，主要成份为块石、碎石和粘性土等，块石含量60-80%不等，块石粒径以10-30cm为主，个别大于50cm；块石、碎石呈棱角至次角状，母岩成份主要为凝灰岩；具高压缩性，系人工填土，均匀性差。该层土主要零星分布于场地内变电所及道路范围内，层厚0.30~1.40m。

2层：粉质粘土(ml Q4)

灰黄色，软塑~软可塑，顶部30cm为松散的耕植土，中干强度，中韧性，土切面稍有光泽，具中偏高~高压缩性。该层土全场分布，层厚0.40~2.70m。

3-1层：淤泥质粘土(m Q42)

灰色，流塑，鳞片状结构，含有少量腐殖质，局部含朽木碎块或贝壳碎片，有轻微的腥臭味，中干强度，高韧性，土切面有光泽，具高压缩性。该层土全场分布，层厚6.50~26.30m。

3-2层：粉质粘土(m Q41)

灰色，软塑、局部流塑，鳞片状结构，含有少量腐殖质，局部含朽木碎块或贝壳碎片，有轻微的腥臭味，中干强度，中韧性，土切面稍有光泽，具高压缩性。该层土局部分布，层0.00~8.10m。

工法特点：以塑料排水板为竖向排水通道、砂垫层为水平排水通道进行排水固结。竖向排水采用塑料排水板，该材料质量轻，强度高，单孔过水断面大，排水畅通、耐久性好、成本较低；由于塑料板及插板机械轻便，更适用于大面积超软弱地基土上进行机械化施工； 堆载预压和强夯结合施工方法土体加固效果好，承载力提升显著，经过2-3个月，固结度达到要求。

堆载预压剖面示意图

施工工艺流程 ：施工准备→场平清障、明暗浜换填→表土剥离→碎石盲沟、边界水沟→铺设0.5m厚砂垫层→插打塑料排水板→铺设一层土工布→土方分层碾压回填→堆载预压→低能级强夯

二、监理质量控制要点

1. 做好事前质量控制：参加图纸会审和设计交底，熟悉设计图纸、地质勘察报告，对施工场地的周围环境及场地外排水设施摸排清楚，根据标准规范和设计文件编制监理实施细则，确定监理内容、方法和措施、监理工作程序等，用以指导监理人员在施工过程中进行质量控制；审查施工方质量管理体系及资质，管理人员资格及特殊工种人员持证上岗；根据设计及规范要求，认真审查专项地基处理施工方案。督促施工方按照已批准的施工方案做好平整场地，铺设临时施工便道，布设施工测量基线，划分施工区段，确定施工机械及回填材料等施工准备工作。

2. 事中对以下重点工序加强质量管控

2.1、铺设水平排水砂垫层

2.1.1、原材料控制：采用透水性好的中粗砂，要求干容重≥17kN/m³,含泥量≤5%，渗透系数≥5×10^-3/cm/s，可混有少量粒径<50mm的砾石。

2.1.2、排水砂垫层的施工采用机械分摊摊铺法，人工进行配合，排水砂垫层厚度≥500mm，预压中心砂垫层底标高须高于周边砂垫层底标高，在施工过程中尚需避免对软土表层的过大扰动，在预压区设置与砂垫层相连的排水盲沟，并把地基中排出的水引出预压区。

2.1.3、砂垫层上铺设一层≥200g/cm²土工布，土工布搭接≥200mm；砂垫层内部每隔20m设置一条500（宽）×500（高）碎石排水盲沟。

2.2、插打塑料排水板

2.2.1、进场材料、设备的检查验收：塑料排水板采用原生SPB-B型板，规格、型号、材质符合《塑料排水板质量检验标准》JTJ/T256的有关规定及设计要求；插板机型号、设备参数、插板长度须满足施工工艺要求，设备经检验合格后方可投入使用。

2.2.2、测量定位检查：按图纸及施工方案呈正方形布置，用全站仪或经纬仪、钢尺确定打设区域控制角点位置，放出每个塑料排水板的打设点位置，并做好标记。如下图所示

塑料排水板平面布置大样图

2.2.3、插板机就位：根据打设板位标记进行插板机定位。

2.2.4、安装管靴：将塑料排水板穿过插板机的套管，从套管下端穿出，与专用管靴连接。排水板与管靴连接。如下图所示

排水板与管靴连接示意图

1、排水板；2、排水板弯折部分；3、管靴；4、套管

2.2.5、调整垂直度：调整插板机套管的垂直度，垂直度不大于1.5%，满足相关规范规定的要求。

2.2.6、标高控制：在打设套管或打设架上设置明显的深度标记。

2.2.7、打设、拔管：将插板机套管（连同管靴和塑料排水板）插入地层，当排水板插入到设计深度后，拔出插板机套管，则排水板被固定于孔底。

2.2.8、剪断排水板：插打排水板完成后，拔出插板机套管，剪断排水板，塑料排水板超过孔口的长度应能深入砂垫层300mm，预留段应及时弯折埋设于砂垫层中。

2.2.9、检查排水板板位、垂直度、打设深度、外露长度等，符合规范要求后方可移机，否则须在邻近板位处重打；

2.2.10、插入塑料排水板后，在孔洞收缩之前，用中粗砂及时回填，防止泥土等杂物掉入孔内。

2.2.11、设置集水井，根据地基处理的排水量大小，及时与业主、设计沟通，调整集水井数量和位置。

3、土方分层回填、堆载预压

3.1、监督检查土方不得含有污染物质、有机质、金属类和有辐射物质的建筑垃圾；不得使用沼泽土、淤泥质土、含树根、易腐 蚀物质物质及城市生活垃圾等材料填筑；不得使用液限≥50%及塑性指数≥26的填土。 所有填料应控制好含水量，要求含水量范围为最优含水量±2%，土方进场之前，施工方应委托专业检测单位 对土方来源取样进行室内击实试验确定其最优含水量，击实试验结果经监理认可。

3.2、严格按照设计要求分层回填，控制回填厚度<500mm，加载经变形监测满足要求的前提下方可进行下一层回填。堆载控制指标：最大竖向变形量不应超过1.5cm/d；堆载边缘处水平位移不应超过0.5cm/d；超孔压不应超过70%填土荷载。堆载边缘应超出地基处理边界以防止强夯造成的土体滑移。

4、低能级强夯

施工准备→确定强夯参数→点夯第一遍、监测→场地平整→点夯第二遍、监测→场地平整→满夯、监测→夯后监测→工程验收

4.1、平整场地，用推土机推平场地，使场地平整具备施工条件；根据设计要求进行放线并结合地基处理图纸，进行能级分区。

4.2、控制基准点和夯点测设，使用经纬仪和钢尺或经纬仪和红外测距仪，测定区域内的边界控制基准点。使用经纬仪和钢尺布设点夯的夯点位置，夯点中心放置白灰以标明位置。

4.3、选用符合设计要求的起重器械与夯锤，检查夯锤重量，按设计要求单点夯击能量来设定夯锤落距。

4.4、施工机械的平面行走路线：可沿场地长边方向或短边方向开始，退行施工，起重机臂杆左右摆动范围内可覆盖4排夯点，依次进行。

4.5、夯坑推平，一遍点夯完成后，推平夯坑，再进行下一遍夯击，不应将在进行第一遍夯点与在进行第二遍夯击的夯点混在一起，交替施工，及时回填夯坑，不至回填夯坑不及时而影响后续的强夯面夯施工，第一第二遍夯实完成后进行满夯，夯实过程中对地基承载力进行检测，如满足要求则结束施工。

4.6、点夯施工测量：需测量每个夯点的起夯面高程，每一击夯沉量：以及每遍最终夯沉量，测量应使用经校正好的水准仪，同一夯点每击夯沉量的测量仪器应架设在相同位置高程。

4.7、点夯记录：应按统一标准记录，应包含击数，夯沉量（与击数对应），能级、夯锤重、落距、施工时间、天数等。

三、施工监测与试验检测

委托具有资质的第三方专业监测队伍对堆载预压及强夯结合的软土地基处理效果进行监测；监理对第三方提供的检测设备进行检查，提供的监测方案进行审核，经设计单位批准后并监督实施；对每日监测进行旁站，对监测日报表及周报表进行核对。

1、原地基沉降观测

1.1、根据设计要求在场地内埋设沉降观测标志，设置沉降板，采用双管式表面沉降板，将分别将长50cm的Φ40X2.5mm的镀锌内钢管及Φ75X2.5mm镀锌外套钢管焊接于500×500×10mm厚钢垫板中心，内钢管作为内部测杆、外套钢管作为保护。如图所示。

双管式表面沉降板

1.2、降板观测测杆在观测期间派专人看管，测量标志一旦被损坏，应立即修复并补测标高。

2、地基土分层沉降观测

2.1、沉降管采用Ф53的PVC管，其自砂垫层顶部处以下埋设长度不少于18.5m、PVC管顶部高出砂垫层顶部不少于1.0m。埋设时，用粘土球封孔并填实，测线用Φ14×1.5~ 16×1.5钢管保护，并引出沉降管外。沉降管安装示意图如图所示。

图5.2.6-2沉降管安装示意图

2.2、堆载施工期间沉降环引导管随着堆载厚度的增加而接高，接口处必须用管箍连接密封，防止泥砂和水进入管内。

3、孔隙水压力观测

在埋设地点采用钻机钻孔，达到设计要求深度后，将孔隙水压力计先后放入，相邻孔隙水压力计间应有隔断措施，防止水压连通，每个孔隙水压力计间距不应小于1m。孔隙水压力计安装示意图如图所示。

图5.2.6-3 孔隙水压力计安装示意图

4、地下水位观测

用XY-1A型钻机成孔，通过孔内设置水位管，水位管在该部位插板完成后、土工布铺设之前设置，水位管采用PVC管、埋设的深度比初见水位深7.0m，顶部高出砂垫层顶部不少于0.3m。地下水位观测管安装示意图如下图5.2.6-4所示。

图5.2.6-4 地下水位观测管安装示意图

5、填土坡脚水平位移观测

将长约1.5m的Φ110X1.8mm的镀锌钢管作为主管（下部密封并呈锐角），钢管内灌注水泥砂浆，主管顶部焊接焊带“十”字丝车间，以十字丝的交点作为观测点。埋设采用钻机吊锤打入方式或机械压入方式，埋深1.40m、高出地表0.1m，边桩周边浅部0.5m深度范围内浇筑砂浆或混凝土。

6、试验检测

6.1、针对强夯区域，按设计给定的试验位置进行低能级强夯试验，试验区面积为20mx20m，检测内容包括静载荷试验、动探试验、静力触探，以确定地基承载力特征值（fak≥120kPa），分析填土密实程度和地基加固深度等；

6.2、施工过程检测：填土压实度检测，每层填土约500㎡布置一个点，压实度≥90%；

6.3、事后验收：强夯区静载荷试验（施工结束14d后进行），每2000㎡一个测点，承载力特征值不小于试验区测试结果；还需结合动力触探、静力触探、钻孔取土综合判定地基处理效果。

四、结论

普陀山观音法界正法讲寺工程自2016年11月至2017年6月历时7个月，应用本工法进行地基处理，完成了22万㎡面积、厚度20m左右的软土处理。当堆载稳定后沉降速度处于稳定，累计沉降达到114.9mm，固结度达到78.1%，地基沉降满足设计要求，取得了良好的社会与经济效果。

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