某高填方区大型堆场地基处理分析

0 引言

随着近几年绿色砂石矿山项目的大力发展，涌现了大量存放砂石骨料的堆场，包括半成品堆场、成品堆场、陆域堆场；由于我国独特的国情情况导致了我国目前用地情况相对来说是比较紧张的，这类型项目的建设场地常常位于山区或者河岸侧等地质条件较差的位置，堆场区域对地基的承载力及变形要求较高，地基处理难度大。在具体的回填施工过程中受施工环境、施工场地以及相关设备等客观因素的影响，而选用不同的方式进行对土方的有效施工。压实回填法目前采用的比较少通常在大回填厚度较小或者面积较小的场地会，对于回填较深的情况，采用强夯法回填具有比较明显的优势。回填土地的基础处理在建筑物的整体结构设计当中是十分重要的，回填的质量直接关系到建筑物后期的稳定性。

强夯法作为一种常用的地基处理方法，具有以下优点：使用工地常用简单设备；施工工艺、操作简单；适用土质范围广；加固效果显著，可取得较高的承载力，一般地基强度可提高2~5 倍；变形沉降量小，压缩性可降低2~10 倍，加固影响深度可达6~10 米；土粒结合紧密，有较高的结构强度；工效高，施工速度快；节省加固原材料；施工费用低，

1 堆场简介

场地属低山丘陵地貌类型，地面高程最高点海拔 128.1m ，最低点海拔约16.6m ，最大高差约 108m 。场地北部临近西江，水运便利；西侧地势起伏较小，此区域大量分布农田、民居等，地表植被较少，大多山头已被开发成阶梯形耕地。此外，有纵横交叉的村道贯穿各区域，部分道路已经水泥硬化，交通较为方便。场地东、南侧为山区，此区域为原始地貌，植被生长茂盛，分布有少量的民居，交通较为便利。加工区工程区域属于低山丘陵地貌，场地现状整体稳定，未见不良地质现象，地基土无液化土，软弱土分布于表层，厚度较小。

混合料堆场位于场地西北侧，现有地形高程约在 165m～230m 区间，依据总图平面规划，混合料堆场室外地坪高程为 193.50m～195.00m ，西北侧边坡高度13.5m～15.0m ，边坡坡比为 1:1.5~1.75，填方位置下部需采用挡土墙护坡。混合料堆场平面尺寸为 145m×136m （长 × 宽），设计堆料高度为 26.5m ， 堆料上部设落料皮带，为钢桁架结构，维护结构采用气膜结构；堆料下部设置4 条地弄，内设出料皮带，地弄顶标高为 ±0.000m （对应高程为 193.80～195.30m ），内部净空为 5m×4m （宽 × 高）。

结合总平面布置图，东北侧凹陷区域需填至 193.50m～195.00m ，填方厚度约为 0～30m 。

2 工程地质情况

本次勘察钻探深度范围内所揭示的地层为第四系残坡积层（ Qel+dl ）、晚侏罗世花岗岩岩体（ ）、寒武系牛角河组变质砂岩（ Ψ∈1n ）：

（1）粉质黏土 ① （ Qel+dl ）：褐黄色、褐红色、肉红色，湿，可塑- 硬塑状，含较多的石英砂粒，层理不明显，摇振反应无，稍有光泽反应稍有光滑，干强度中等，韧性中等，岩芯遇水易崩解、软化。层厚 1.50～17.50m ，平均厚度 4.64m 。（2）全风化花岗岩 ② -1（ ）：褐黄色，主要成分钾长石、受到风化呈褐色，岩芯呈坚硬土柱状，岩芯手捏易碎，岩芯遇水易崩解、软化。层厚1.70～9.40m ，平均厚度 5.23m. 。

（3）强风化花岗岩 ② -2（ ）：褐黄色，裂隙很发育，主要成分钾长石、受到风化呈褐色，岩芯呈半岩半土柱状，岩芯手捏易碎，岩芯遇水易崩解、软化。层厚 4.30～26.00m ，平均厚度 13.50m. 。

（4）中风化花岗岩 ② -3（ ）：肉红色、灰白色，裂隙发育，块状构造，粒状结构，结构主要矿物成分为斜长石、钾长石和粗粒石英，以柱状为主，局部碎块状，岩石锤击声清脆。层厚 0.70～30.50m ，平均厚度 12.34m_⨀ 。

（5）全风化变质砂岩 ③ -1（ ）：灰褐色，灰黑色，大部份矿物成份已显著风化，原岩结构已基本破坏，节理裂隙很发育，岩芯呈泥土状，用手可捏碎，局部见少量中风化岩块，遇水易软化，崩解。层厚 6.00～7.00m ，平均厚度 6.50m ；顶板埋深 1.50～2.00m ，平均埋深 1.75m ；顶板标高 165.07～178.11m ，平均标高 171.59m 。

（6）强风化变质砂岩 ③ -2（ ）：灰褐色，褐红色，层状结构，岩芯呈半岩半土状或碎块状，块状构造，节理裂隙发育，可用手掰碎。本层岩石属极软岩，极破碎。层厚 3.20～8.30m ，平均厚度 6.03m. 。

（7）中风化变质砂岩 ③ -3（ Ψ∈1n ）：灰褐色，青灰色，层状结构，岩芯呈短柱状及块状，块状构造，节理裂隙较发育。灰褐色，青灰色，层状结构，岩芯呈短柱状及块状，块状构造，节理裂隙较发育。层厚 14.00～24.70m ，平均厚度 19.57m 。

3 地基处理目标

经初步估算，混合料堆场地基承载力要求不小于 310kPa_⨀ 。根据初勘察资料，粉质粘性土 ① 地基承载力特征值为 fak=135kPa ，不满足地基承载力要求，需对该区域进行地基处理。

根据规范 ^[1]5.2.4 条计算公式，要求处理后混合料堆场和成品堆场地基承载力特征值不小于 300kPa ；堆场整体稳定性，安全系数不小于1.35，经过地基处理后各参数指标应满足要求。

4 方案选择

根据整体稳定性、地基承载力和沉降变形要求，综合考虑场地的地质条件、地基处理方法的适用性，针对混合料堆场的粉质黏土层 ① 地基处理拟定两种比选方案：换填法和强夯置换法。从工程造价分析，换填法造价为 103.445 万元，强夯置换法造价为117.77 万元，换填法优；从施工工期分析，换填法工期为7 天，强夯置换法工期为20 天，换填法工期短；从施工难度分析，强夯置换法难度大。综上所述，选择换填法作为混合料堆场地基处理方案，但在施工过程中需控制施工质量，为项目安全、可靠运行打好基础。

对粉质黏土层 ① 处理后，采用分层强夯法回填石渣至设计标高；强夯后的地基土可作为荷载不大的建构筑物的地基持力层；卸料皮带机支架需回填后采用桩基础；在堆场以外区域靠回填边坡一侧采用分层碾压工艺对回填石渣碾压密实，同时每间隔 40cm 敷设一层土工格栅以确保回填边坡稳定；强夯之后地基承载力 ⩾310kPa ；压缩模量 ⩾18MPa 。

5 结论

按照本工程场地整体稳定性、地基承载力和沉降变形要求，综合考虑场地的地质条件、地基处理方法的适用性，对混合料堆场粉质黏土层 ① 的地基处理采用换填法处理方案。

本工程回填区最厚处为 30m ，若采用分层碾压回填处理方式，处理地基承载力和压缩模量无法达到设计要求，回填到设计地平标高后必须再采取复合地基方式加强处理，比如旋喷桩或水泥土搅拌桩，不论从经济性或是施工周期上，都不具备可选性，遂直接选用强夯的地基处理方式。

参考文献：

[1] GB 50007-2011 建筑地基基础设计规范 [S. 北京 : 中国建筑工业出版社 ,2012.