川東北物資供應儲備中心工程地基處理設計

程振華 高常慶

(1.中國石化天然氣工程項目管理部，四川成都 610081; 2.中原石油勘探局勘察設計研究院，河南濮陽 457001)

為了滿足川氣東送工程建設需要，增強物資保障能力，股份公司決定建設川東北物資供應儲備中心工程(以下簡稱該工程)，構建物資集中儲備管理機制。該工程選址于四川省達州市西外新區(qū)城市規(guī)劃物流區(qū)，占地面積401.05畝。場區(qū)位于達州市西外新區(qū)皂角埡村六組和高峰洞村四組，為構造作用形成的川東平行嶺谷地貌的開闊谷地，場地處于低山丘陵地貌區(qū)，整體地勢西高東低、北高南低。南北方向高程309.00 m～330.00 m，相對高差約21 m，地表坡度5°～30°不等;東西方向高程283.00 m ～390.00 m，相對高差約107 m，地表坡度10°～35°不等。場區(qū)微地貌單元表現(xiàn)為脊狀斜坡、陡坎和凹地。脊狀斜坡基本遍及全區(qū)，植被不發(fā)育，部分被用于耕地。坡度集中在10°～30°，由紫紅色粉砂質泥巖、砂巖及第四系覆蓋層組成，由流水侵蝕和風化剝蝕形成。

根據地形及鐵路專用線要求，按土方平衡原則，總平面設計為東、西兩塊臺地，東臺地高程為324 m(以填方為主)，西臺地高程為332 m(以挖方為主)，填方區(qū)最大填土厚度達32 m，為了減少新近回填的填土層在固結、密實過程中引起的不均勻沉降，在回填的過程中對填土層進行加固處理，以提高其密實度。根據場區(qū)初勘報告及總平面布置圖，該工程土石方設計挖填方分類見表1。

表1 土石方數量及分類表(104m3)

設計單位初步考慮地基處理方式采用分層回填、碾壓進行加固處理。分層回填的厚度為200 mm～300 mm，采用高能量壓路機碾壓，碾壓后的壓實系數不小于0.94?；靥畈牧蟻碜杂谕诜絽^(qū)，主要由泥巖、砂巖、粘土組成，粒徑小于2 mm的部分不應超過總重的45%，碎石粒徑不宜大于200 mm?；靥钔翍壟淞己?，不含植物殘體、垃圾等雜質，填料有機質含量不得超過5%。

該工程場平屬于高回填，回填碾壓施工高度25 m～40 m，回填地面原始坡度30°左右，由于廠區(qū)土石比例為1∶5.5，且泥巖和次堅石比例為5∶4，回填料如果按照設計粒徑控制要求，將增加機械次堅石碎石費用1 771萬元(機械碎次堅石單價35元/m3)，土方開挖工程造價將超設計概算。按照碾壓工藝每層200 mm～300 mm施工，考慮檢測期，施工周期長，且會造成爆破、運輸等設備閑置和人員窩工。按照工期和造價這兩個重要影響因素，和設計單位協(xié)商后，地基處理工藝擬由碾壓更改為8 000 kN·m(回填厚度6 m～10 m)和3 000 kN·m(回填厚度小于5 m)強夯施工工藝。填土強夯地基處理后地基承載力特征值不小于160 kPa，壓縮模量不小于10 MPa。

在理想的自然和機械條件下進行技術經濟比較，采用強夯施工8 000 kN·m施工面積10×104m2，3 000 kN·m施工面積12.8×104m2，8 000 kN·m 造價 56 元/m3，3 000 kN·m 造價25元/m3，總造價880萬元，低于機械破碎次堅石造價;由于強夯工藝對回填粒徑要求不宜大于600 mm，比碾壓標準低很多，土石方開挖成本會降低，采用分區(qū)施工，合理搭接，強夯和土方工程可以高效作業(yè)，總工期可大大縮短。經過技術經濟比較后，地基處理采用強夯施工工藝。

根據強夯處理有效深度，總體上按虛土厚度10 m(強夯處理后厚度約9.5 m)的方案進行分層回填。填方臨時邊坡為1∶1。施工中應及時做好場區(qū)內排水工作，嚴禁填方區(qū)積水。

324 m臺地填土共分為三層進行回填，各層標高(處理后)分別為 304.50 m(局部區(qū)域)，314.00 m 和 323.50 m。

332 m臺地填土共分為兩層進行回填，各層標高(處理后)分別為322.00 m 和331.50 m。

回填材料塊石粒徑不宜大于600 mm，且粒徑大于400 mm的塊石含量不宜大于30%。強夯采用8 000 kN·m能級對填土進行處理。根據本工程情況，布置2個強夯試驗區(qū)，每個試驗性施工區(qū)面積1 500 m2。8 000 kN·m能級強夯試驗性施工參數及夯點圖如圖1所示(3 000 kN·m能級略)。

兩遍8 000 kN·m點夯，一遍1 500 kN·m能級滿夯。點夯要求:一、二遍點夯(8 000 kN·m能級)每點10擊～14擊，由第0擊起開始記錄，最后連續(xù)兩擊的平均貫入度不大于150 mm，若不滿足夯沉量要求可適當增加擊數。

點夯結束后用1 500 kN·m能級滿夯一遍，每點3擊～4擊。滿夯夯印搭接1/3，不得留有空白。

根據設計單位試夯參數進行強夯施工，試驗區(qū)完成14 d后，采用N120動力觸探、地面瞬態(tài)瑞雷波進行檢測測試，均達到設計密實度、地耐力標準。

本工程強夯由山西省機械施工公司從2007年7月開始施工，2008年2月竣工，經過獨立于設計和施工的第三方檢測單位進行N120動力觸探測試、靜載荷試驗、地面瞬態(tài)瑞雷波測試，檢測結果完全合格。并一次通過中石化質監(jiān)總站和相關部門驗收，質量優(yōu)良，竣工結算投資946萬元。

結論如下:

1)對于山地丘陵地區(qū)，高回填、高土石比、高硬度次堅石區(qū)域采用強夯地基處理工藝，對回填料粒徑適應性好，和土方開挖搭接施工配合協(xié)調，效率高。2)大面積、高回填區(qū)域采用強夯施工工藝比傳統(tǒng)碾壓工藝適應性強，施工周期短，綜合造價低，施工效果好。3)對于山區(qū)施工，強夯機械進出場不方便，增加成本，工程量較小時單位施工成本較高。

[1]高 衛(wèi).淺談強夯法在工程中的應用[J].山西建筑，2010，36(9):122-123.