川东北物资供应储备中心工程地基处理设计

程振华 高常庆

(1.中国石化天然气工程项目管理部，四川成都 610081; 2.中原石油勘探局勘察设计研究院，河南濮阳 457001)

为了满足川气东送工程建设需要，增强物资保障能力，股份公司决定建设川东北物资供应储备中心工程(以下简称该工程)，构建物资集中储备管理机制。该工程选址于四川省达州市西外新区城市规划物流区，占地面积401.05亩。场区位于达州市西外新区皂角垭村六组和高峰洞村四组，为构造作用形成的川东平行岭谷地貌的开阔谷地，场地处于低山丘陵地貌区，整体地势西高东低、北高南低。南北方向高程309.00 m～330.00 m，相对高差约21 m，地表坡度5°～30°不等;东西方向高程283.00 m ～390.00 m，相对高差约107 m，地表坡度10°～35°不等。场区微地貌单元表现为脊状斜坡、陡坎和凹地。脊状斜坡基本遍及全区，植被不发育，部分被用于耕地。坡度集中在10°～30°，由紫红色粉砂质泥岩、砂岩及第四系覆盖层组成，由流水侵蚀和风化剥蚀形成。

根据地形及铁路专用线要求，按土方平衡原则，总平面设计为东、西两块台地，东台地高程为324 m(以填方为主)，西台地高程为332 m(以挖方为主)，填方区最大填土厚度达32 m，为了减少新近回填的填土层在固结、密实过程中引起的不均匀沉降，在回填的过程中对填土层进行加固处理，以提高其密实度。根据场区初勘报告及总平面布置图，该工程土石方设计挖填方分类见表1。

表1 土石方数量及分类表(104m3)

设计单位初步考虑地基处理方式采用分层回填、碾压进行加固处理。分层回填的厚度为200 mm～300 mm，采用高能量压路机碾压，碾压后的压实系数不小于0.94。回填材料来自于挖方区，主要由泥岩、砂岩、粘土组成，粒径小于2 mm的部分不应超过总重的45%，碎石粒径不宜大于200 mm。回填土应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质，填料有机质含量不得超过5%。

该工程场平属于高回填，回填碾压施工高度25 m～40 m，回填地面原始坡度30°左右，由于厂区土石比例为1∶5.5，且泥岩和次坚石比例为5∶4，回填料如果按照设计粒径控制要求，将增加机械次坚石碎石费用1 771万元(机械碎次坚石单价35元/m3)，土方开挖工程造价将超设计概算。按照碾压工艺每层200 mm～300 mm施工，考虑检测期，施工周期长，且会造成爆破、运输等设备闲置和人员窝工。按照工期和造价这两个重要影响因素，和设计单位协商后，地基处理工艺拟由碾压更改为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)强夯施工工艺。填土强夯地基处理后地基承载力特征值不小于160 kPa，压缩模量不小于10 MPa。

在理想的自然和机械条件下进行技术经济比较，采用强夯施工8 000 kN·m施工面积10×104m2，3 000 kN·m施工面积12.8×104m2，8 000 kN·m 造价 56 元/m3，3 000 kN·m 造价25元/m3，总造价880万元，低于机械破碎次坚石造价;由于强夯工艺对回填粒径要求不宜大于600 mm，比碾压标准低很多，土石方开挖成本会降低，采用分区施工，合理搭接，强夯和土方工程可以高效作业，总工期可大大缩短。经过技术经济比较后，地基处理采用强夯施工工艺。

根据强夯处理有效深度，总体上按虚土厚度10 m(强夯处理后厚度约9.5 m)的方案进行分层回填。填方临时边坡为1∶1。施工中应及时做好场区内排水工作，严禁填方区积水。

324 m台地填土共分为三层进行回填，各层标高(处理后)分别为 304.50 m(局部区域)，314.00 m 和 323.50 m。

332 m台地填土共分为两层进行回填，各层标高(处理后)分别为322.00 m 和331.50 m。

回填材料块石粒径不宜大于600 mm，且粒径大于400 mm的块石含量不宜大于30%。强夯采用8 000 kN·m能级对填土进行处理。根据本工程情况，布置2个强夯试验区，每个试验性施工区面积1 500 m2。8 000 kN·m能级强夯试验性施工参数及夯点图如图1所示(3 000 kN·m能级略)。

两遍8 000 kN·m点夯，一遍1 500 kN·m能级满夯。点夯要求:一、二遍点夯(8 000 kN·m能级)每点10击～14击，由第0击起开始记录，最后连续两击的平均贯入度不大于150 mm，若不满足夯沉量要求可适当增加击数。

点夯结束后用1 500 kN·m能级满夯一遍，每点3击～4击。满夯夯印搭接1/3，不得留有空白。

根据设计单位试夯参数进行强夯施工，试验区完成14 d后，采用N120动力触探、地面瞬态瑞雷波进行检测测试，均达到设计密实度、地耐力标准。

本工程强夯由山西省机械施工公司从2007年7月开始施工，2008年2月竣工，经过独立于设计和施工的第三方检测单位进行N120动力触探测试、静载荷试验、地面瞬态瑞雷波测试，检测结果完全合格。并一次通过中石化质监总站和相关部门验收，质量优良，竣工结算投资946万元。

结论如下:

1)对于山地丘陵地区，高回填、高土石比、高硬度次坚石区域采用强夯地基处理工艺，对回填料粒径适应性好，和土方开挖搭接施工配合协调，效率高。2)大面积、高回填区域采用强夯施工工艺比传统碾压工艺适应性强，施工周期短，综合造价低，施工效果好。3)对于山区施工，强夯机械进出场不方便，增加成本，工程量较小时单位施工成本较高。

[1]高 卫.浅谈强夯法在工程中的应用[J].山西建筑，2010，36(9):122-123.