大面積高填方壓實地基上建廠房的經驗教訓

夏國鑫  劉義智

(1.西安航天化學動力廠  2.西安航天建設監理公司 710025 )

    某研究院下屬六廠兩個廠房（S02、S03）和四廠（11#～15#）五座廠房均建筑在大面積高填方場地上。建設期間和建成后不久，六廠的S02、S03廠房就出現了地基下沉、墻體開裂、吊車梁移位、吊車無法正常使用的問題，廠方不得不停產，進行加固處理。而四廠的5座廠房，經過5年的使用，均未發現上述類似問題。為什么兩個廠的廠房都是建在大面積高填方場地上，會有截然不同的結果呢？我們作了一些調研，對兩廠的廠房設計、施工和監理情況進行分析，力求從中找出癥結，總結經驗教訓，起到舉一反三的作用。

一、兩個廠廠房的基本情況

    從上表可以看出，兩個廠的廠房都是建在平面尺寸和深度基本相同的大坑的高填方地基上，持力層都是回填壓實土層，基礎都是獨立柱基。不同的是四廠的廠房跨度和吊車噸位較大，地基下臥層是素土擠密樁，且打入原深坑底部的老土層上；而六廠地基下臥層是密實度不高的回填土。

二、六廠S02、S03廠房地基下沉，結構開裂及病害處理情況

    1、S02、S03廠房地基持力層設計為4m厚3:7灰土、3m厚素土，總厚度為7m.。詳見地基處理示意圖

    2、2002年，當S03廠房灰土夯填到1.2m時，整片的灰土及素土地基就出現了嚴重的開裂現象。經專家會診和反復論證，最后決定采用高壓注漿技術進行裂縫處理。共用水泥約400t，耗資20余萬元。

    3、2003年6月S03廠房主體結構完成后交付使用前，發現廠房的輔房地面下沉，墻體開裂，進一步暴露出地基變形過大，承載力不夠的問題，又采取了基礎托換樁技術進行加固，耗資63萬元。

    4、S03廠房交付使用后的2006年，廠房排架柱多處下沉，致使墻體開裂，吊車梁和鋼軌移位，最大處有280mm，無法正常使用。只好再次對主廠房柱基采用混凝土灌注樁進行托換加固，樁徑A 400mm,樁長20—25m，耗資68萬元。

    5、S03廠房前后5年，進行了三次加固處理，耗資151萬元，才勉強維持使用。迄今廠房地面東西兩端標高還相差300mm。

    6、S02廠房與S03廠房的病害大同小異，加固處理方法相同，為治理病害共花費90余萬元。

三、六廠S02、S03廠房地基下沉主要原因

    1、地基設計單位對現場地形地貌調查研究不夠深入，對廠址Ⅲ級自重濕陷性黃土場地的危害性認識不足，在做地基處理設計時考慮不周；

    2、施工單位在回填原來磚窯取土的深坑時，對坑底原有廢棄磚瓦等垃圾雜土沒有清理干凈；

    3、施工單位對大坑進行回填時，特別是對持力層以下（-9～-14m）的回填，采用的是自卸汽車運土，推土機整平，壓路機碾壓的方法，沒有密實度控制。這樣，地基下臥層土體既不能消除濕陷，也不能達到承載上覆土（7m厚持力層）自重壓力的強度。

    “建筑地基處理技術規范”JGJ79-2012 特別強調：對大面積填土的設計和施工，應驗算并采取有效措施，確保大面積填土自身的穩定性、填土下原有地基的穩定性、承載力、變形滿足設計要求。顯然，六廠兩個廠房的大面積填土的壓實地基沒有遵循規范的規定；

    4、設計單位對基底下的持力層，雖有密實度要求，但沒有驗算持力層以下的下臥層的強度。我們粗略計算：上覆土最少為7m時，土體自重壓力為17KN/m3×7m=119KPa.，附加荷載按自重壓力的20%計算，總壓力達到119×1.2=143KPa。但新填筑下臥層的承載力是達不到這麼高的。所以，下臥層的壓縮變形是不可避免的。

    5、“建筑地基基礎設計規范”GB50007-2002 規定：地基內有厚度較大或薄厚不均的填土，其自重固結未完成的，應按地基變形設計。設計院對新填土地基上建廠房并沒有做變形設計。因此，六廠在未完成固結的高填方場地上建廠房，結構開裂，地基變形是先天不足造成的。

    6、工程監理單位工作不到位。既沒有發現設計上存在的問題和缺陷，也沒有按施工驗收規范嚴把土方回填的質量關

四、四廠11#～15#五個廠房地基處理的成功之處

    1、設計上對基底下持力層回填土的密實度有明確要求，對下臥層采用了素土擠密樁處理，其承載力經實測達到200KPa以上，消除了下臥層變形對廠房的影響。詳見四廠廠房地基處理示意圖

    2、持力層回填施工時，嚴格按技術規范分層鋪填和壓實，壓實系數達到0.96以上。

    3、監理單位工作細致扎實，對高填方壓實地基的施工實施過程控制，對重點部位、關鍵工序采取跟蹤監督或旁站監理方式，并嚴格分層檢測驗收。

    總之，四廠五個廠房地基處理的成功之處，在于設計合理，施工到位，監理敬業。

五、經驗教訓

    1、設計單位應對建筑場地做充分地調查研究，根據實際情況做出切實可行的施工圖設計。對高填方地基持力層承載力應提出符合要求的參數，對下臥層的穩定性應進行驗算，對地基要作變形計算；

    2、施工單位要按照設計要求，精心施工。對壓實地基應按施工技術規范分層碾壓，按地基驗收規范做好施工檢驗，各項技術指標必須達到設計要求和質量標準；

    3、監理單位要發揮高智能的優勢，做好事前和事中控制。開工前，認真審查施工圖，對不符合規范要求、脫離實際情況以及錯漏的地方，要及時提出，以資修改完善設計，起到預先控制的作用。對地基回填土的施工實行工序控制，每道工序皆要嚴格把關，壓實系數應分層取樣檢測，達不到設計要求的，必須返工重做，不留隱患。

參考文獻：

1、“建筑地基基礎設計規范”GB50007-2002

2、“建筑地基處理技術規范”JGJ79-2012

3、“濕陷性黃土地區建筑規范”GB50025-2004

4、7414廠專項建筑工程監理竣工資料