劉 雙 英

(1.太原理工大學(xué)，山西 太原 030024； 2.山西建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030006)

山西陽泉桃園廣場工程的基礎(chǔ)設(shè)計及地基處理

劉 雙 英1,2

(1.太原理工大學(xué)，山西 太原 030024； 2.山西建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030006)

對山西陽泉桃園廣場工程的基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計計算及分析，制定了相應(yīng)的地基處理方式，總結(jié)了一些常用的地基處理方式，并分析了其優(yōu)缺點，為不同的工程特性選擇合理的基礎(chǔ)設(shè)計形式提供借鑒。

基礎(chǔ)設(shè)計，地基處理，不均勻沉降

隨著近代地基處理設(shè)計水平的不斷提高、施工工藝的不斷改進(jìn)和施工設(shè)備的不斷更新，地基處理技術(shù)發(fā)展非?？?，對于各種不良地基，經(jīng)過恰當(dāng)?shù)牡鼗幚砗?，一般都可滿足地基承載要求。而且一些新的地基處理技術(shù)在近年來建筑工程設(shè)計中應(yīng)用相當(dāng)普遍，新技術(shù)和新材料的應(yīng)用，也極大地提高了地基處理的效果，實現(xiàn)了安全、經(jīng)濟(jì)的目的。

傳統(tǒng)意義上的地基處理，主要是針對軟弱地基的處理，包括淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層等構(gòu)成的地基。地基處理方式包括碾壓夯實、換土墊層、排水固結(jié)、振動擠密及化學(xué)加固等，目的是提高地基的承載力及減小地基沉降量。

1 工程概況

1.1 工程介紹

本工程位于山西省陽泉市桃園路，擬建成陽泉市中心集大型商業(yè)、餐飲、娛樂、智能化辦公、酒店及住宅為一體的現(xiàn)代豪華商務(wù)圈，總建筑面積230 000 m2。其中地下2層，分別為車庫、6級人防防護(hù)單元及超市，地上部分含6層大型商業(yè)體、兩幢16層智能化商務(wù)寫字樓、三幢19層商務(wù)公寓及一幢28層商住辦公綜合樓。工程采用鋼筋混凝土筒體與鋼框架混合結(jié)構(gòu)，柱子采用矩形鋼管混凝土柱，梁采用國標(biāo)熱軋H型鋼，樓板及屋面板均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，外立面為玻璃幕墻，局部考慮使用要求，采用大孔非承重空心磚。

1.2 工程地質(zhì)條件

建筑場地地貌單元屬太行山前沖洪積平原，自然地坪標(biāo)高介于69.39 m～71.07 m之間，自上而下地層結(jié)構(gòu)為：

①雜填土，雜色～黃褐色，由碎磚、灰渣、粘性土組成，呈稍密狀態(tài)；②粉質(zhì)粘土，黃褐～褐黃色，可塑～硬塑，中壓縮性；③粉土，褐黃～淺黃色，稍密，稍濕～濕，大孔，中～高壓縮性；④粉土，褐黃～淺黃色，稍密～中密，稍濕～濕，中～低壓縮性；⑤粉細(xì)砂層，淺黃色～灰白，稍密～中密，稍濕；⑥中砂，灰黃色～灰白，以石英及長石為主，粒度不勻，含少量卵石及礫石，局部粉土夾層，中密，稍濕，厚約5 m，層底標(biāo)高57.6 m～62.7 m，為基底持力層，地基承載力fak=200 kPa；⑦粉質(zhì)粘土，褐黃～黃褐色，可塑～硬塑，中壓縮性土。

依據(jù)地質(zhì)勘察報告，本場地黃土不具濕陷性，最大凍土深度0.6 m，地下水位在自然地面下42 m處，場地屬非液化場地，無危巖、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

1.3 地基基礎(chǔ)設(shè)計

塔樓基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土筏基及CFG樁復(fù)合地基，裙樓采用天然地基，鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。

2 基礎(chǔ)分析

1)本工程上部塔樓為鋼框架—鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)，基底單位荷重450 kPa，埋深12 m左右，基底持力土層為⑥層中砂或⑦層粉質(zhì)粘土，地基土承載力特征值為200 kPa～220 kPa，即使周邊裙樓采用筏基，地基土承載力經(jīng)寬度和深度修正后仍不滿足要求。由于基底標(biāo)高以下13 m為承載力較高的中粗砂層(樁極限端阻力特征值3 300 kPa)，故塔樓基礎(chǔ)可考慮采用剛性樁復(fù)合地基，將樁尖置于中粗砂層，從經(jīng)濟(jì)性和方便施工兩方面比較可發(fā)現(xiàn)：剛性樁復(fù)合地基較適合本工程。本工程剛性樁平面采用等邊三角形布置，間距1 400 mm，直徑400 mm，樁長15 m，樁尖進(jìn)入密實中粗砂層不小于0.6 m，長螺旋孔鉆，管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁。剛性樁材料選用水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)或素混凝土樁，強(qiáng)度等級在C15以上。樁頂與基礎(chǔ)間設(shè)200 mm厚級配砂石或碎石褥墊層。剛性樁復(fù)合地基承載力特征值為550 kPa。塔樓基礎(chǔ)為鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)。

裙樓為全鋼框架結(jié)構(gòu)，柱底軸壓力標(biāo)準(zhǔn)值約4 000 kN～6 500 kN，柱軸網(wǎng)尺寸6 m×6 m～8.4 m×8.4 m，天然地基承載力即可滿足要求。為了使沉降盡可能與主樓接近，裙樓采用鋼筋混凝土十字交叉梁條形基礎(chǔ)。

2)不均勻沉降的計算。

a.裙樓基底沉降計算。

裙樓基底附加壓力的準(zhǔn)永久值控制在140 kPa，按《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》分層總和法計算出裙樓鄰近塔樓的第二排柱以外范圍內(nèi)的柱底位置，基底的絕對沉降為20.4 mm。

b.塔樓基底沉降計算。

塔樓基底附加壓力的準(zhǔn)永久值控制在450 kPa，按《地基處理規(guī)范》中第9.2節(jié)有關(guān)規(guī)定及《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》第5.3節(jié)給出的公式，用分層總和法計算出塔樓基底中點處的絕對沉降為54.9 mm，塔樓基底邊中點處的絕對沉降為27.5 mm，塔樓基底角點處的絕對沉降為13.7 mm。

從以上沉降計算結(jié)果可算出，塔樓基底中點處與裙樓鄰近塔樓的第二排柱底處的不均勻沉降為34.5 mm，但在塔樓邊中點處，塔樓基底與相鄰裙樓基底間不均勻沉降僅為7.1 mm，在塔樓角點處，塔樓基底與相鄰裙樓基底間不均勻沉降為-6.7 mm(此處裙樓基底沉降大于塔樓基底沉降)。

為了進(jìn)一步減小這些不均勻沉降給結(jié)構(gòu)構(gòu)件帶來的附加內(nèi)力，在主體塔樓與裙樓連接位置設(shè)置后澆帶，調(diào)節(jié)局部不均勻沉降，該后澆帶于主體塔樓施工完畢、沉降基本穩(wěn)定后，用微膨脹混凝土澆搗。按一般經(jīng)驗，對于中～低壓縮性的粘性土在封閉后澆帶時，應(yīng)完成總沉降的一半左右，故封閉后澆帶后，構(gòu)件所要承受的剩余沉降為：在塔樓邊中點處，塔樓基底與相鄰裙樓基底間為3.55 mm，在塔樓角點處，塔樓基底與相鄰裙樓基底間不均勻沉降為-3.35 mm，此部位的基礎(chǔ)梁配筋配足附加鋼筋，考慮了差異沉降引起的內(nèi)力變化。

[1] 郭天強(qiáng).框架下筏式基礎(chǔ)的反力及其在極限狀態(tài)下的性狀[D].北京：中國建筑科學(xué)研究院，1988.

[2] JGJ 79-2012，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 余志成，施文華.深基坑支護(hù)設(shè)計與施工[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

[4] 閆明禮，吳春林，楊 軍.CFG樁復(fù)合地基設(shè)計[A].第四屆地基處理學(xué)術(shù)討論會論文集[C].1995.

On foundation design and treatment of Taoyuan Square project in Yangquan of Shanxi

LIU Shuang-ying1,2

(1.TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China; 2.ShanxiArchitecturalCollege,Taiyuan030006,China)

The paper undertakes the design calculation and analysis of Taoyuan Square project in Yangquan of Shanxi, makes out respective foundation treatment approaches, sums up some common foundation treatment ways, and analyzes their advantages and disadvantages, so as to provide some reference for the foundation design forms with different engineering features.

foundation design, foundation treatment, uneven settlement

1009-6825(2014)30-0085-02

2014-08-12

劉雙英(1984- )，男，在讀工程碩士，助教

TU753

A