楊龍

（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南三門峽472000）

[工程建設(shè)與管理]

淺談高填砂土油庫地基的處理方法

楊龍

（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南三門峽472000）

改革開放以來，我國的經(jīng)濟(jì)水平和綜合國力都有了一個(gè)長足的發(fā)展，大發(fā)展帶動了國內(nèi)各行業(yè)的前進(jìn)，對于建筑業(yè)和能源需求尤為明顯，國內(nèi)各地也呈現(xiàn)出一片蓬勃發(fā)展的景象，然而我國疆域遼闊，涉及到的地質(zhì)類型也各不相同，這給建筑行業(yè)帶來了許多新的問題。在建筑工程中，地基的穩(wěn)定直接決定了（構(gòu)）建筑物的安全性、穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、使用需求性等。本文以內(nèi)蒙古某一鐵路油庫建設(shè)為例，介紹高填砂土地基的處理方法，分析該類工程在實(shí)際操作中出現(xiàn)的問題以及處理措施，希望對同類型工程起到一定的借鑒作用。

地基；砂土；夯實(shí)；回填

地基，作為（構(gòu)）建筑物直接的荷載承載體，其可靠的穩(wěn)定性對于上部荷載起著至關(guān)重要的作用，為建筑物之根本。由于我國各地地質(zhì)類型復(fù)雜，人工地基的處理方法也不盡相同，換填法、強(qiáng)夯法、擠密樁復(fù)合地基、預(yù)壓加固法等多種方法在類似的建筑地基處理過程中也都有體現(xiàn)，然而，高填砂土地基只有在西北、內(nèi)蒙古等一些氣候干燥、土質(zhì)沙化的地區(qū)才有可能出現(xiàn)。對于高填砂土，最核心的問題就是如何提高回填地基的密實(shí)度，因?yàn)樯巴敛煌谝话沭ね?，其在回填、碾壓的過程中，固體顆粒之間的空隙較大，為了提高碾壓質(zhì)量，保證地基的承載力和穩(wěn)定性，必須采用適當(dāng)可行的特殊方法進(jìn)行處理。

一、工程概況

本工程全長約588m、寬264m，場區(qū)地形為原取土遺留基坑，按照此次設(shè)計(jì)標(biāo)高，場區(qū)最高出需填筑8m，平均填筑高度達(dá)到7.6m，土質(zhì)為含水量極少的砂土，含有少量地表灌木植被。在油庫鐵路專用線西側(cè)新建鐵路卸油棧橋一座，作業(yè)場區(qū)新建4座1000m2立式拱頂鋼油罐，并在外圍修建環(huán)形防火堤，防火堤南側(cè)依次修建隔油池、消防泵房、消防水池等生產(chǎn)構(gòu)筑物，總面積440m2。儲油罐環(huán)形防火堤西側(cè)新建772m2付油棚一座，內(nèi)設(shè)裝油棧臺1座，5.5m槽車付油車道2條。公路付油棚北側(cè)新建441m2綜合辦公樓一棟，南側(cè)新建室外箱式變電站一座。將新建庫大門外匯車區(qū)和寬20m、長1022m的Ⅱ級硬化路面總共22440m2作為油庫區(qū)外聯(lián)絡(luò)道路。以上（構(gòu)）建筑物地基中，4座鋼制油罐和辦公樓地基處理尤為重要，上部荷載較大，在地基處理過程中須采取特殊方法。

二、施工準(zhǔn)備

考慮到此次砂土地基回填的特殊性，在填筑施工前必須要做好充分的技術(shù)準(zhǔn)備、回填料準(zhǔn)備和相關(guān)的資料準(zhǔn)備。

1.技術(shù)準(zhǔn)備

砂土填筑時(shí)，影響填筑地基密實(shí)度的因素主要有三個(gè)方面。首先是壓實(shí)功，在這方面我們擬采用3輛18t壓路機(jī)進(jìn)行全程平碾靜壓和振動壓；其次，回填料攤鋪厚度，砂土不同于黏土，每層的攤鋪厚度不宜過厚，否則影響壓實(shí)功的傳遞，使底層密實(shí)度達(dá)不到規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，所以，回填料每層的攤鋪厚度設(shè)計(jì)為0.3m；第三，含水率，由于該地砂土含水率較低，不利于回填過程中壓實(shí)，故在填筑施工過程中及時(shí)進(jìn)行每層回填料灑水工作，場區(qū)旁新建蓄水池一座，灑水車兩臺，確?；靥钌巴恋暮省?/p>

2.回填料準(zhǔn)備

本工程地處內(nèi)蒙古草原邊緣，由于氣候干燥、降雨量少，土地沙化嚴(yán)重，植被稀疏，故回填料的選擇為就近取土，在距離施工場區(qū)1km的可開挖地區(qū)進(jìn)行取土。由于回填土施工會直接影響到地基的承載能力，若是回填土質(zhì)量較差、密度較小、空隙較多的話，就有可能造成地基承載力嚴(yán)重下降，最終導(dǎo)致建成的建筑物出現(xiàn)垮塌的危險(xiǎn)。需要注意的是，對于回填料的選擇一定要遵守國家相關(guān)規(guī)定，不得使用淤泥、沼澤土、泥炭土、凍土、有機(jī)土以及生活垃圾的土做回填料，對于液限＞50、塑性指數(shù)＞26，可溶性鹽含量＞5%，700℃有機(jī)質(zhì)燒失量＞8%的土，未經(jīng)處理不得作為填料，所以在取土前應(yīng)進(jìn)行清表工作，清除取土場地表0.5m深度范圍內(nèi)的土棄置，其下方含植物根須較少的土才能作為回填土，且土質(zhì)均勻，適合工程碾壓、提高密實(shí)度的方法。其次，回填料中不能出現(xiàn)粒徑較大碎石，碎石粒徑最大不得超過攤鋪層厚度的2/3。

3.相關(guān)資料準(zhǔn)備

在砂土填筑正式施工前，必須準(zhǔn)備充分的相關(guān)資料并進(jìn)行詳細(xì)的審閱和學(xué)習(xí)，確保施工過程中有據(jù)可依。資料主要包括：一是設(shè)計(jì)施工圖紙，對于圖紙中涉及到的場區(qū)各處原地面標(biāo)高和設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)非常明確，設(shè)計(jì)總說明中提到的土質(zhì)類型、承載力要求在施工中也應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)督；二是砂土填筑符合相關(guān)國家規(guī)范，這主要是為了施工的過程中，能夠有具體的技術(shù)要求、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)方法；三是場區(qū)原地形圖，詳細(xì)、精確的地形圖能為填筑土方量的計(jì)算提供極大的幫助，也能為填筑初始階段土方的調(diào)配提供參考依據(jù)；四是場區(qū)地勘報(bào)告及地下附屬管線分布圖，在施工之前一定要清晰地知道場區(qū)地下情況，包括地質(zhì)分布、地下水位、地下既有管線分布等，這樣能保障在施工過程中不會出現(xiàn)由于施工而造成管線破裂等情況，若有管線，得采取遷移或保護(hù)的措施。

三、施工過程

在做好相關(guān)準(zhǔn)備工作后，即可進(jìn)行砂土地基填筑施工。其施工主要工作過程如下圖：

圖1 高填砂土地基填筑流程圖

1.清表

由于原場區(qū)地面有稀少的植被，多為灌木，在回填之前須對其進(jìn)行清除，按照國家規(guī)范，需要清除的不只是地表以上，而且是包括地面下一定深度。本工程中，考慮到植被的特點(diǎn)及根須的長度，清表深度定位0.5m，施工前利用推土機(jī)、裝載機(jī)和運(yùn)土卡車進(jìn)行清表工作，開出工作面，清理出來含有植被的土進(jìn)行棄置。

2.填筑

通過清表工作開墾出填筑工作面后，進(jìn)行已準(zhǔn)備好的砂土地基填筑施工。整個(gè)場區(qū)平均填筑高度達(dá)到7.6m，按照設(shè)計(jì)邊坡1:1.5的坡度，首先定位出各邊坡坡腳位置線，間隔5m立以小彩旗作為回填邊界標(biāo)志。在填筑初期，由于原地形不平整，回填料的調(diào)配也要按照實(shí)際情況合理調(diào)配，針對低洼處應(yīng)特殊對待，先行填筑，但不是一次性將低洼處填平，而是仍然遵守每層攤鋪厚度0.3m的要求，故前期填筑比較麻煩，沒有完整攤鋪層進(jìn)行碾壓，但是只要前期基底處理較好，填筑密實(shí)度及平整度合乎要求，對于后續(xù)上方填筑能起到非常有利的影響，可以提高整體填筑速度和填筑質(zhì)量。

填筑過程中，首先運(yùn)土卡車將砂土運(yùn)至現(xiàn)場指揮員指定位置，呈線形攤鋪，多輛卡車可以并行卸土，然后由推土機(jī)及裝載機(jī)平斗進(jìn)行攤鋪，嚴(yán)格控制每層攤鋪厚度，由現(xiàn)場技術(shù)員負(fù)責(zé)檢查。待回填料完全攤鋪好一段后，壓路機(jī)開始進(jìn)行首次靜壓，需要指出的是，碾壓順序應(yīng)從四邊向中間逐漸行進(jìn)，防止由于回填料碾壓過程中受到水平擠壓而產(chǎn)生過多位移，導(dǎo)致薄厚不均現(xiàn)象的發(fā)生。通過壓路機(jī)首次靜壓，回填料表面處理平整后，須及時(shí)向其表面灑水，其原因有二：第一，增加回填料含水量，使其在后續(xù)的碾壓過程中能到達(dá)最佳密實(shí)度；第二，及時(shí)灑水可以保證與上層填料有較好的黏連，防止出現(xiàn)分層現(xiàn)象。由于氣候干燥、天氣炎熱，為了防止水分過快地蒸發(fā)，灑水的同時(shí)，壓路機(jī)可同時(shí)進(jìn)行震動壓實(shí)，及時(shí)鎖住水分。每層填料灑水后應(yīng)進(jìn)行2～3次震動壓實(shí)，其后緊接著進(jìn)行上一層填筑施工，整個(gè)施工過程應(yīng)保持最佳的連續(xù)性和協(xié)調(diào)性。

3.密實(shí)度檢測

本工程在填筑施工過程中，按階段進(jìn)行地基密實(shí)度檢測。當(dāng)填筑高度每上升1m時(shí)，在填土表面進(jìn)行密實(shí)度隨機(jī)抽檢，按照相關(guān)規(guī)范中的要求，結(jié)合本工程實(shí)地面積，每次抽檢5個(gè)點(diǎn)。在監(jiān)理及業(yè)主代表現(xiàn)場見證下，有質(zhì)監(jiān)站人員運(yùn)用灌砂法進(jìn)行取樣檢測，該密實(shí)度檢測可以及時(shí)地向工程反饋施工質(zhì)量，為后續(xù)填筑施工提供精確的技術(shù)指導(dǎo)。

4.邊坡修整

考慮到普通反鏟挖掘機(jī)的臂展范圍只有4～5m，當(dāng)?shù)鼗钪?～5m高度時(shí)，應(yīng)當(dāng)暫時(shí)停止填筑，進(jìn)行邊坡修整。在邊坡修整時(shí)，我們采用中型反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行刷坡，此時(shí)由現(xiàn)場技術(shù)員對已填筑邊坡坡度進(jìn)行測量，并定位出設(shè)計(jì)邊坡1:1.5標(biāo)志線，挖掘機(jī)按照已給定標(biāo)志線采用刷、壓對邊坡進(jìn)行表面處理和坡度修正，修整完的邊坡應(yīng)為表面平整、密實(shí)度合格的狀態(tài)。

5.強(qiáng)夯處理

按照之前的施工過程，當(dāng)填筑高度已達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高要求，即可結(jié)束填筑施工，但是由于上部荷載較大，對于4座鋼制油罐和辦公樓地基的處理應(yīng)進(jìn)行再次處理，采用強(qiáng)夯法進(jìn)行夯實(shí)，繼續(xù)增加地基密實(shí)度和承載力。強(qiáng)夯地基處理施工技術(shù)，是目前我國深層地基處理技術(shù)中最為常用、經(jīng)濟(jì)的一種方法，其主要利用大型起重機(jī)械，將噸位較大的夯錘提拉至6～30m左右的高度，通過自由下落的方式，直接沖擊地基土體，在高強(qiáng)度的沖擊波、沖擊應(yīng)力的作用下，壓縮土體中的間隙，使地基的局部土體出現(xiàn)液化，從而重新排列土料，以此提高地基的強(qiáng)度、承載能力。本工程強(qiáng)夯作業(yè)前，首先由測量人員進(jìn)行定位，放樣出4座鋼制油罐和辦公樓所處位置，按照（構(gòu)）建筑物所處的位置布置夯點(diǎn)，按照工程特點(diǎn)，強(qiáng)夯采用18t夯錘，提升高度為12m。強(qiáng)夯過程中，每一錘夯完過后都要及時(shí)使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量，測量夯錘的下降量，當(dāng)最后兩錘之間的下降量小于5cm時(shí)，視為夯實(shí)到位，結(jié)束該點(diǎn)強(qiáng)夯，否則會造成夯點(diǎn)土質(zhì)出現(xiàn)過度液化、翻漿的現(xiàn)象。

四、常見問題處理

（1）出現(xiàn)橡皮土現(xiàn)象

本工程偶爾出現(xiàn)橡皮土現(xiàn)象主要由于分層灑水時(shí)灑水過多，加之砂土含泥量較少，填料顆粒之間空隙較大，水在顆粒之間具有一定的潤滑作用，含水量適中可以提高填料的密實(shí)度，含水量過大則會造成碾壓或者強(qiáng)夯時(shí)出現(xiàn)橡皮土現(xiàn)象，解決方法為嚴(yán)格控制填料含水量。

（2）邊坡松動

邊坡松動主要原因有兩點(diǎn)：第一，每層填料在碾壓時(shí)，邊緣土體會由于受到擠壓向外運(yùn)動；第二，邊坡修整時(shí)，由于反鏟挖掘機(jī)斗口有齒狀挖抓，會擾動下層一定深度的土。針對上述問題，解決方法為填筑時(shí)邊坡向外側(cè)延伸一定距離，填筑出安全刷坡厚度，刷坡時(shí)只需將多余的填料刷除，從而不影響已達(dá)到密實(shí)度的內(nèi)部土體。

（3）壓實(shí)度達(dá)不到要求

影響回填料密實(shí)度因素主要有三個(gè)方面：含水率、攤鋪厚度和壓實(shí)功。三個(gè)方面在實(shí)際填筑施工過程中都有可能出現(xiàn)問題，故在檢測密實(shí)度達(dá)不到要求時(shí)從三個(gè)方面共同找問題的原因，如壓路機(jī)的碾壓次數(shù)是否滿足要求，有無沒碾壓到位的情況，填料一次攤鋪層是否過厚，灑水不到位等。

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1673-0046（2015）9-0167-02