填海工程建筑地基处理方法
摘要：本文结合实际工程案例，分析填海造陆工程不同建筑的地基处理方式的选择及其他常用的地基处理方式。
关键词：填海造陆；强夯法；碎石桩；钻孔灌注桩；CFG桩 1、引言
由于社会经济的发展，土地资源的紧缺，尤其是一些沿海城市因为受到建设用地保有量有限和发展经济等因素的压力，而需向海岸边开辟新土地。填海造陆区域作为建筑物的地基，需要通过有效的地基处理措施，来保证满足地基承载力及沉降的要求。本文结合实际工程案例，探讨几种常见的地基处理方式。
2、工程概况
某沿海城市填海区域面积42000m2，区域规划建筑物有7层住宅（多层）3栋，11层住宅（小高层）3栋，17层住宅（高层）3栋。区域地质由上至下为回填开山混合料、砂层，局部区域有淤泥质土。
3、地基处理方式的比选依据
地基处理方式的选择需要依据建筑物的设计地基承载力、区域填土的类型和基础底层的软土的分布情况等。根据本工程各建筑物荷载的不同，将填海造陆区域分成3个区，每个区分别经过比选，选择确定经济、有效的地基处理方式。
4、多层建筑区域地基处理方式
该区域要求地基承载力不小于220kpa，查看地勘报告，该区域回填材料为开山混合料及砂砾层（含淤泥20%）。根据以上基础资料及建筑市场调查资料，经过技术、经济比选后，选择确定采用强夯法进行地基处理。
强夯法是为提高地基的承载力，用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法，也称动力固结法。利用起吊设备,将10～25吨的重锤提升至10～25米高处使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。
强夯法施工前需根据工程需要通过现场试验以确定夯实遍数和有效夯实深度。该区域采用强夯法处理，实现松软土层人工固结，施工效率较高，施工成本较低。为保证强夯效果，施工中严格控制夯击遍数、夯击深度、夯沉量等。夯击的遍数由地基土的性质决定，本工程采取先夯2～3遍，最后再以低能量夯击一遍；夯击加固的深度依据土层实际厚度和湿陷等级来确定，单位夯击量应综合考虑地基的土壤属性、结构类型载荷大小和打算夯击的深度等。
5、小高层建筑区域地基处理方式
该区域要求地基承载力不小于280kpa，查看地勘报告，该区域为回填材料开山混合料，基础下5米为淤泥质土。由于地基承载力要求较高，单纯使用强夯法，以及采用增大单击夯能、增加夯实遍数的方法均达不到良好处理效果，所以经技术经济的比选，最终采用碎石桩及强夯法结合的处理方案，碎石桩穿越软土层，并进入良好土层不小于1米。
强夯法与碎石桩的联合处理，其工作原理是在施工中先在填土层中处理好碎石桩体，对地基土进行挤密和排水固结，然而再选定强夯点，借助强大的冲击能将碎石桩体击散，并将碎石沿着桩径挤入周围的护土层，使其在地基上部形成密实的碎石与土混合的硬壳层和扩径后高置换率的碎石桩复合地基，从而达到满足建筑物对地基强度的稳定性要求。
6、高层建筑区域地基的处理方式
该区域要求地基承载力不小于380kpa，查看地勘报告，该区域为回填材料开山混合料，下有砂层及软土层。由于地基承载力要求较高，该区域的地基处理拟选择桩基处理。
备选方案有：预制桩、钻孔桩、沉管灌注桩和挖孔桩等。预制虽然施工速度较快、施工成本较低，但由于回填材料中含有大块石料，不利于预制桩的施打，且需挖出上面的开山碎石填土引孔；沉管灌注桩同样存在填土引孔问题，同时由于中间穿越软土层，很容易出现缩颈的隐患，施工质量不易保证；挖孔桩在水量丰富、存在潮汐水且透水性材料的情况下，很容易塌孔，施工质量和安全均难以保证。经过比选，最终选择采用钻孔灌注桩方式，虽然成本较预制桩略高，但成桩质量易于保证。
在钻孔灌注桩施工中，一定要控制好泥浆的质量，这对于成孔质量及最终的桩基承载力的发挥都有重要的意义。在穿越砂层时，控制好进尺速度及泥浆比重，保证孔壁稳定。
7、可供选择的其他处理方法
7．1振冲挤密法：该方法是通过振冲器产生水平方向振动力，振挤填料及周围土体，达到提高地基承载力、减少沉降量、增加地基稳定性、提高抗地震液化能力的地基处理方法。该法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基，对于吹砂填海型地基处理较为适用。该方法处理砂土类地基主要有无填料加固和填料加固法两种。施工速度一般，实现振冲挤密固结，消除不均匀沉降和液化，提高地基承载力，但施工成本偏高。
7.2水泥搅拌桩：水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，是软基处理的一种有效形式，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高基础强度。软土基础经处理后，加固效果显著，可很快投入使用。适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土土质。
水泥搅拌桩按材料喷射状态可分为湿法和干法两种。湿法以水泥浆为主，搅拌均匀，易于复搅，水泥土硬化时间较长；干法以水泥干粉为主，水泥土硬化时间较短，能提高桩间的强度。但搅拌均匀性欠佳，很难全程复搅。
水泥搅拌桩比较适用于加固较深、较厚的软粘土、淤泥质地基，特别对超软粘土加固效果更为显著，对土体无侧向挤压，对临近建筑物的影响较小，且施工速度快。因此对于需要快速处理的区域，一般采用该方法加固。
7.3 CFG桩:CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C15-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。适用范围很广，在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。
7.4排水固结法：该方法通过加速土体固结过程来提高土体强度，是用于处理淤泥质土较典型的方法，为加速排水固结速度一般采用塑料排水板作为竖向排水体。
8、结论
根据填海造陆工程的具体填土性质、建筑物地基承载力及沉降、稳定性等发面的要求，合理地选择最佳地基处理方案,实现技术可行、经济合理、质量可靠的处理效果。
参考文献：1、《工程地质手册》 第四版 中国工业出版社
2、建筑地基处理技术规范JGJ79-2002
填海工程建筑地基处理方法
