太原某項(xiàng)目地基處理方案選型淺析

　　摘 要: 通過(guò)對(duì)太原市某輕微液化場(chǎng)地丙類建筑的地基處理方案選型對(duì)比，介紹了對(duì)項(xiàng)目最終采用處理方式的檢測(cè)情況，為該地 區(qū)類似場(chǎng)地的地基處理方案選型提供參考建議。

　　關(guān)鍵詞: 液化，復(fù)合地基，樁基礎(chǔ)

　　引言

　　太原市區(qū)內(nèi)常見(jiàn)需特殊處理的場(chǎng)地為液化場(chǎng)地和濕陷 場(chǎng)地，液化場(chǎng)地集中分布于汾河兩岸一級(jí)階地，濕陷性黃土 場(chǎng)地集中分布于太原西山和東山山麓。在實(shí)際工作中，對(duì) 液化場(chǎng)地的地基處理方式選型，一直是各個(gè)勘察、設(shè)計(jì)及建 設(shè)單位所重視并感覺(jué)為難的工作，因?yàn)榇隧?xiàng)工作直接影響 著整個(gè)工程的成本和進(jìn)度。下面就以太原某項(xiàng)目為例，進(jìn) 行具體闡述。

　　1 項(xiàng)目概況

　　該項(xiàng)目位于平面為矩形，外輪廓尺寸較大，長(zhǎng) 80. 7 m， 寬60. 0 m，地上9 層，地下1 層，建筑總高度45. 6 m，主體結(jié) 構(gòu)類型為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋深 5. 2 m，預(yù)估基底壓力 為 220 kPa。設(shè)計(jì)室外地面標(biāo)高為 789. 0 m。

　　2 場(chǎng)地地質(zhì)條件簡(jiǎn)要描述

　　場(chǎng)地地貌單元屬汾河西岸一級(jí)階地。場(chǎng)地地層主要有 第四系全新統(tǒng)近期人工堆積物( Q2ml 4 ) ，第四系全新統(tǒng)早、中 期河流相沖、洪積層( Qal + pl 4 ) 、第四系上更新統(tǒng)河流相沖、洪 積層( Qal + pl 3 ) ，土性以砂土、粉土、粉質(zhì)粘土組成。

　　3 地下水

　　場(chǎng)地地下水類型屬孔隙潛水，主要由側(cè)向徑流補(bǔ)給和 大氣降水補(bǔ)給。豐水期穩(wěn)定水位介于地表以下 2. 9 m ～ 3. 2 m，水位標(biāo)高 786. 10 m ～ 786. 81 m。水位隨季節(jié)性變化 幅度為 1. 0 m。

　　4 場(chǎng)地液化情況

　　該建筑場(chǎng)地類別為Ⅲ類。主要液化層為第②層粉土第③1 層中砂及第④層中砂，該場(chǎng)地為輕微液化。

　　5 地基處理選型

　　對(duì)于地基處理選型，我們一定是遵循先易后難的原則， 難易主要取決于施工成本、施工進(jìn)度、施工條件等三個(gè)方 面。往往要通過(guò)多方面比對(duì)，才能從多個(gè)備選的方案中選 取出最優(yōu)的方案來(lái)。下面就根據(jù)該項(xiàng)目具體情況，對(duì)地基 處理方案選型的思路進(jìn)行分析。

　　5. 1 天然地基

　　1) 該場(chǎng)地為輕微液化場(chǎng)地，建筑抗震設(shè)防類別為丙 類。根據(jù) GB 50011—2010 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范( 2016 年 版) 第 4. 3. 6 條規(guī)定，相應(yīng)抗液化措施為“基礎(chǔ)和上部結(jié) 構(gòu)處理，亦可不采取措施”，天然地基的使用前提條件是 滿足的。 2) 該項(xiàng)目基底標(biāo)高為 783. 8 m，預(yù)估基底壓力為 220 kPa( 建立在筏板基礎(chǔ)上) ，天然地基持力層為第②層粉 土( 地基的均勻性滿足) ，承載力特征值為 95 kPa，按照 GB 50007—2011 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范式 5. 2. 4: fa = fak + ηbγ( b - 3) + ηdγm ( d - 0. 5) 。 對(duì)天然地基承載力進(jìn)行深寬修正，修正后地基土承載 力特征值 為 230 kPa，天 然 地 基 承 載 力 要 求 可 滿 足 設(shè) 計(jì) 要求。 3) 該項(xiàng)目屬于體型簡(jiǎn)單的高層建筑，按 GB 50007— 2011 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中地基變形允許值控制。基 底附加壓力為 140 kPa，經(jīng)沉降計(jì)算并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)， 預(yù)估天然地基總沉降量約為 300 mm，約超出規(guī)范要求的 50% 。就變形控制而言，天然地基并不適用。

　　5. 2 復(fù)合地基

　　既然天然地基承載力基本滿足，但變形不能夠滿足規(guī) 范要求，從節(jié)約成本的方面考慮，我們可以繼續(xù)考慮采用復(fù) 合地基來(lái)達(dá)到減小建筑物變形的目的。 根據(jù)場(chǎng)地條件，可選的復(fù)合地基形式有振動(dòng)沉管碎石 樁、水泥土攪拌樁和 CFG 樁。振動(dòng)沉管碎石樁既可以通過(guò)擠密樁間土達(dá)到消除液化 的效果，也可以提高地基承載力和減小沉降，但由于工藝原 因，它施工產(chǎn)生的噪聲與振動(dòng)很大，不適合市區(qū)人口密集的 地方使用。再者，該項(xiàng)目工期緊張，碎石樁處理后樁間土承 載力恢復(fù)期較長(zhǎng)，根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，28 d 后的復(fù)合地基承載力 檢測(cè)值往往不能夠達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的數(shù)值。

　　從建設(shè)單位角 度出發(fā)，不希望這個(gè)檢測(cè)周期太長(zhǎng)，所以振動(dòng)沉管碎石樁復(fù) 合地基方案對(duì)此項(xiàng)目不是很適用。 水泥土攪拌樁可以提高地基承載力和減小沉降，但是 不能處理液化，最主要的是 JGJ 79—2012 建筑地基處理 技術(shù)規(guī)范第 7. 3. 2 條規(guī)定“在腐蝕性環(huán)境中以及無(wú)工程 經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)適用時(shí)，必須通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)試驗(yàn)確定其實(shí) 用性”，此條規(guī)定的原因是水泥在腐蝕性土層中有可能不 凝固或發(fā)生后期崩解，安全隱患極大。

　　該項(xiàng)目土對(duì)混凝 土結(jié)構(gòu)腐蝕等級(jí)為弱腐蝕性，所以安全起見(jiàn)，不建議采用 該方法。 CFG 樁是太原地區(qū)常見(jiàn)的地基處理方法，工藝成熟， 結(jié)果可靠，無(wú)論是提高地基承載力還是減小沉降，效果都 很明顯，該場(chǎng)地比較適用。針對(duì)該工藝不能夠消除場(chǎng)地 液化，只要采取基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理即可( 即采用筏板基 礎(chǔ)等) 。

　　5. 3 樁基礎(chǔ)

　　如果考慮復(fù)合地基處理效果不明顯，項(xiàng)目有特殊要求， 需采用更高要求的抗液化措施時(shí)，可采用樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ) 對(duì)于提高地基承載力和減小沉降的效果是毋庸置疑的，但 和復(fù)合地基相比較，其主要劣勢(shì)為造價(jià)高，可作為復(fù)合地基 的備選方案。常用的樁基礎(chǔ)包括鋼筋混凝土灌注樁和高強(qiáng) 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁兩種。

　　針對(duì)輕微液化場(chǎng)地，采用樁基礎(chǔ)時(shí)需要重點(diǎn)注意的有 兩點(diǎn): 1) 如果采用灌注樁，該項(xiàng)目承臺(tái)底面上下均位于液化 土層中，根據(jù) JGJ 94—2008 建筑樁基技術(shù)規(guī)范第 5. 3. 12 條 規(guī)定，第②層粉土，第③1 層中砂及第④層中砂土層液化影 響折減系數(shù)取 0。 2) 如果采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁( PHC) ，由于靜壓管樁 對(duì)樁周土有擠密作用，因此液化折減系數(shù)應(yīng)根據(jù)樁基完 工后樁間土的 標(biāo) 貫 擊 數(shù) 確 定。另需提前預(yù)防由于本場(chǎng) 地砂層較厚，采用管樁可能有成樁困難情況，需 要 進(jìn) 行 引孔。 6 CFG 樁復(fù)合地基分析 該項(xiàng)目最終采用的是 CFG 樁復(fù)合地基處理方式，其設(shè) 計(jì)參數(shù)為樁徑400 mm，樁長(zhǎng)22. 0 m，樁間距1. 50 m，正方形布置，樁端持力層為第⑥層中砂層( 非液化土層) 。

　　采用素 混凝土樁，樁身強(qiáng)度等級(jí)為 C25。 根據(jù)勘察報(bào)告的土層參數(shù)，理論計(jì)算值為單樁豎向抗 壓承載力特征值 Ra 為 700 kN，復(fù)合地基承載力特征值 fa 為 350 kPa。設(shè)計(jì)要求單樁豎向抗壓承載力特征值 Ra 為 660 kN，復(fù)合地基承載力特征值 fa 為 280 kPa。 該項(xiàng)目對(duì) CFG 樁進(jìn)行了試樁承載力檢測(cè)。根據(jù)單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)結(jié)果，我們可以得出以下 兩個(gè)結(jié)論: 1) 從樁周( 端) 土阻力方面考慮，實(shí)際發(fā)揮阻力稍大于 勘察報(bào)告提供的參考值，分析原因是樁端位于第⑥層中砂 層，持力層較好，反作用于樁側(cè)阻力發(fā)揮效果好。 2) 從施工質(zhì)量方面來(lái)看，基底開(kāi)挖一次到位，導(dǎo)致基底 土層第②層粉土嚴(yán)重?cái)_動(dòng)，樁間土承載力降低明顯( 復(fù)合靜 載試驗(yàn)沉降普遍偏大) 。 對(duì)此 CFG 樁復(fù)合地基方案總體分析，是綜合考慮項(xiàng)目 成本、進(jìn)度、施工難度等眾多因素的最優(yōu)方案。

　　建筑工程師論文范例：淺談建筑地基加固技術(shù)

　　7 結(jié)語(yǔ)

　　對(duì)于太原地區(qū)輕微液化場(chǎng)地丙類建筑的地基處理方案 選型，在綜合考慮項(xiàng)目成本、進(jìn)度、施工難度及受市區(qū)土方 施工管制嚴(yán)格等因素，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)先采取對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié) 構(gòu)處理的措施，地基處理方式選取應(yīng)盡量選用常規(guī)的、成熟 的方法，盡量避免出現(xiàn)未知的、不可控的情況。

　　參考文獻(xiàn):

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　　[2] GB 50007—2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

　　[3] GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范( 2016 年 版) [S].

　　作者：許 明

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