本文摘要:摘 要: 通過對太原市某輕微液化場地丙類建筑的地基處理方案選型對比,介紹了對項目最終采用處理方式的檢測情況,為該地 區(qū)類似場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)常見需特殊處理的場地為液化場地和濕陷
摘 要: 通過對太原市某輕微液化場地丙類建筑的地基處理方案選型對比,介紹了對項目最終采用處理方式的檢測情況,為該地 區(qū)類似場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)常見需特殊處理的場地為液化場地和濕陷 場地,液化場地集中分布于汾河兩岸一級階地,濕陷性黃土 場地集中分布于太原西山和東山山麓。在實(shí)際工作中,對 液化場地的地基處理方式選型,一直是各個勘察、設(shè)計及建 設(shè)單位所重視并感覺為難的工作,因?yàn)榇隧椆ぷ髦苯佑绊?著整個工程的成本和進(jìn)度。下面就以太原某項目為例,進(jìn) 行具體闡述。
1 項目概況
該項目位于平面為矩形,外輪廓尺寸較大,長 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)計室外地面標(biāo)高為 789. 0 m。
2 場地地質(zhì)條件簡要描述
場地地貌單元屬汾河西岸一級階地。場地地層主要有 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 場地液化情況
該建筑場地類別為Ⅲ類。主要液化層為第②層粉土第③1 層中砂及第④層中砂,該場地為輕微液化。
5 地基處理選型
對于地基處理選型,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、施工條件等三個方 面。往往要通過多方面比對,才能從多個備選的方案中選 取出最優(yōu)的方案來。下面就根據(jù)該項目具體情況,對地基 處理方案選型的思路進(jìn)行分析。
5. 1 天然地基
1) 該場地為輕微液化場地,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)計規(guī)范式 5. 2. 4: fa = fak + ηbγ( b - 3) + ηdγm ( d - 0. 5) 。 對天然地基承載力進(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 要求。 3) 該項目屬于體型簡單的高層建筑,按 GB 50007— 2011 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范中地基變形允許值控制; 底附加壓力為 140 kPa,經(jīng)沉降計算并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)測經(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) 合地基來達(dá)到減小建筑物變形的目的。 根據(jù)場地條件,可選的復(fù)合地基形式有振動沉管碎石 樁、水泥土攪拌樁和 CFG 樁。振動沉管碎石樁既可以通過擠密樁間土達(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)生的噪聲與振動很大,不適合市區(qū)人口密集的 地方使用。再者,該項目工期緊張,碎石樁處理后樁間土承 載力恢復(fù)期較長,根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn),28 d 后的復(fù)合地基承載力 檢測值往往不能夠達(dá)到設(shè)計所要求的數(shù)值。
從建設(shè)單位角 度出發(fā),不希望這個檢測周期太長,所以振動沉管碎石樁復(fù) 合地基方案對此項目不是很適用。 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)境中以及無工程 經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)適用時,必須通過現(xiàn)場和室內(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。
該項目土對混凝 土結(jié)構(gòu)腐蝕等級為弱腐蝕性,所以安全起見,不建議采用 該方法。 CFG 樁是太原地區(qū)常見的地基處理方法,工藝成熟, 結(jié)果可靠,無論是提高地基承載力還是減小沉降,效果都 很明顯,該場地比較適用。針對該工藝不能夠消除場地 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,項目有特殊要求, 需采用更高要求的抗液化措施時,可采用樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ) 對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,其主要劣勢為造價高,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。
針對輕微液化場地,采用樁基礎(chǔ)時需要重點(diǎn)注意的有 兩點(diǎn): 1) 如果采用灌注樁,該項目承臺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 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 該項目最終采用的是 CFG 樁復(fù)合地基處理方式,其設(shè) 計參數(shù)為樁徑400 mm,樁長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)度等級為 C25。 根據(jù)勘察報告的土層參數(shù),理論計算值為單樁豎向抗 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。 該項目對 CFG 樁進(jìn)行了試樁承載力檢測。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)量方面來看,基底開挖一次到位,導(dǎo)致基底 土層第②層粉土嚴(yán)重擾動,樁間土承載力降低明顯( 復(fù)合靜 載試驗(yàn)沉降普遍偏大) 。 對此 CFG 樁復(fù)合地基方案總體分析,是綜合考慮項目 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
對于太原地區(qū)輕微液化場地丙類建筑的地基處理方案 選型,在綜合考慮項目成本、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):
[1] JGJ 79—2012,建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].
[2] GB 50007—2011,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].
[3] GB 50011—2010,建筑抗震設(shè)計規(guī)范( 2016 年 版) [S].
作者:許 明
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