孫莉

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提升，房屋工程建設(shè)也有了較大的進(jìn)展。在大型、重型廠房建設(shè)過程中，遇復(fù)雜地質(zhì)情況時應(yīng)就基礎(chǔ)選型、地基處理方式進(jìn)行分析比較。本文針對某工程產(chǎn)業(yè)園內(nèi)建筑物基礎(chǔ)選型及地基處理方案分析，通過對場地土層的勘察，然后制定淺基礎(chǔ)形式、樁基礎(chǔ)形式等方案，通過將廠房基礎(chǔ)選型及地基處理方案進(jìn)行比較，從而選擇最佳的方案，既保證工程質(zhì)量，又實(shí)現(xiàn)將工程造價控制在合理范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞：某廠房；基礎(chǔ)選型；地基處理；方案

在工程建設(shè)過程中，地基基礎(chǔ)工程量和工程造價對整個工程而言具有重要作用，地基選型、地基處理的合理性，將影響整體建筑工程質(zhì)量。同時，在地基處理過程中，必須考慮到項(xiàng)目的安全性和經(jīng)濟(jì)性，將工程造價控制在合理范圍內(nèi)。因此在某工程產(chǎn)業(yè)園工程在建設(shè)過程中，必須加大基礎(chǔ)選型和地基處理的力度，進(jìn)而保證廠方房結(jié)更加合理，而且確保工程更加經(jīng)濟(jì)。因此，必須對園區(qū)內(nèi)廠房基礎(chǔ)選型及地基處理方案分析，并結(jié)合工程地質(zhì)條件，選擇切實(shí)可行的地基處理方案，然后做好基礎(chǔ)選型，從而使得地基的承載能力和變形都符合要求，確保廠房地基工程質(zhì)量有所保障。

一、工程概況

某工程產(chǎn)業(yè)園擬建工程場地位于蘭州市七里河區(qū)彭家坪，場地以農(nóng)田為主，由南向北地勢下降，高差最多為10m。對于工程產(chǎn)業(yè)園擬建設(shè)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的辦公樓一幢，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房三座。辦公樓的平面軸尺寸為18.0m×55.0m，總體高度為38m，包含地上10層，地下1層，建筑面積13040m2；采用框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)用鋼筋混凝土柱下條形基礎(chǔ)；對于三座工業(yè)廠房，均采用鋼結(jié)構(gòu)，平面軸線尺寸分為1號車間：120.0m×144.0m，建筑面積18120 m2，屋下弦高度12.0m；2號車間：180.0m×120.0m，建筑面積33480 m2，屋下弦高度12.0m；3號車間：90.0m×150.0m，建筑面積13910 m2，屋下弦高度30.0m；基礎(chǔ)擬采用柱下樁基礎(chǔ)或復(fù)合地基鋼筋混凝土條基礎(chǔ)。

根據(jù)勘察單位提供的《某工程工業(yè)園場地巖土工程勘察報告》顯示，在對工程地質(zhì)深度勘察過程中，場地地層主要由厚層風(fēng)積相黃土狀粉質(zhì)粘土、沖洪積形成的混合土層和卵石構(gòu)成，第一層是素填土，層厚0.7～2.0m，主要成分由黃土狀粉質(zhì)粘土和漂石或卵石組成，粗顆粒約占總體積40%，成分是黃土狀粉質(zhì)粘土和漂石或卵石，該層土質(zhì)松散，層厚較薄，均勻性差，不能作為建筑物基礎(chǔ)的持力層；第二層是黃土狀粉質(zhì)粘土（Q4eol），層厚為47.3～51.1m，層面標(biāo)高1604.54～1609.01m，由于厚度較大，在洪水的影響下將導(dǎo)致平面分布不均勻，所以必須對淺部土層進(jìn)行地基處理后，才能作為建筑物的基礎(chǔ)持力層；第三層是混合土（Q4al+pl），主要以透鏡體形式分布，該層為碎石層，不連續(xù)，層厚較薄，層面埋深較深，不考慮作為建筑物持力層。總之，這些土層粘土的承載能力較低，并不能滿足建筑承載能力和變形要求，因而需要對地基進(jìn)行處理，并做好基礎(chǔ)選型工作，從而確保工程基礎(chǔ)選型和地基處理更加合理。

二、工程地質(zhì)情況

根據(jù)勘察隊(duì)提供的地質(zhì)勘查報告可以得知，該工程地質(zhì)的土質(zhì)比較松軟，而且土質(zhì)飽和，是中性壓縮和可塑性土，而且地下水位在自然地面的0.99m，也可以說明地下水埋藏的比較淺。各土層容許承載力標(biāo)準(zhǔn)值為：I1雜填土層fk=70kpa，I2粉質(zhì)粘土層fk=80KPa，II1粉質(zhì)粘土層fk=160Kpa，II2粉質(zhì)粘土層fk=180KPa，該場地抗震設(shè)防裂度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20g，場地地基土部分力學(xué)指標(biāo)參考值如表1所示。

三、廠房基礎(chǔ)選型及地基處理方案分析

（一）基礎(chǔ)選型比較

根據(jù)某工程產(chǎn)業(yè)園現(xiàn)場地基和工程特征來看該廠房基礎(chǔ)選型建議有如下幾個方案：第一，淺基礎(chǔ)形式。該基礎(chǔ)需要用十字交叉的條狀筏板基礎(chǔ)，在地基處理過程中，需要用強(qiáng)夯法、換填墊層法或預(yù)浸水法，對黃土狀粉質(zhì)粘土予以處理后，才能作為基礎(chǔ)持力層。第二，樁基礎(chǔ)形式。當(dāng)采用樁基礎(chǔ)時，若用夯擴(kuò)載體樁，用非濕陷的②層作為樁底持力層，樁底在進(jìn)行持力層時要采用大于3倍的樁徑，采用該樁時，要考慮到濕陷性土層的負(fù)摩阻力對樁的影響。如果采用該樁型，施工質(zhì)量將難以保證，因而需要慎重選擇。若采用機(jī)械機(jī)械旋挖混凝土灌注樁基礎(chǔ)，必須用卵石層作為樁底持力層，樁底進(jìn)入卵石層深度不小于1倍的樁徑。若考慮采用人工挖孔混凝土灌注樁基礎(chǔ)，因樁孔深，成孔難度大且夾混合土，人員安全不易保證，澆注混凝土易產(chǎn)生離析等因素而慎重選擇。

需要用機(jī)械或人工成孔灌注樁水泥粉煤灰碎石樁（CFG）三種地基基礎(chǔ)形式。因此，在基層選型過程中，必須對如上幾個基礎(chǔ)形式進(jìn)行比較，然后選擇最佳的基礎(chǔ)選型。

（二）基礎(chǔ)選型方案的選擇

相關(guān)人員通過對某工程產(chǎn)業(yè)園現(xiàn)場進(jìn)行勘察，通過勘察報告得知，持力層的承載能力偏低，且場地位于地區(qū)二級自重濕陷土層，5mc以內(nèi)多呈高壓縮性，5至11m多呈中壓縮性，11m以下多呈低壓縮性。由于該建筑廠房的上部載荷很大，廠房跨度大，多為36米一跨，長度長，內(nèi)設(shè)吊車數(shù)輛較多，特別是3號車間，內(nèi)設(shè)吊車多達(dá)十余臺，其中最大起重噸位為200噸，最小起重噸位為10噸。

根據(jù)《門式剛加輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002表3.4.2-1剛架柱頂位移設(shè)計(jì)值的限值為h/400；《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002表5.3.4橋式吊車軌面傾斜（按不調(diào)整軌道考慮）縱向0.004、橫向0.003。

若采用淺基礎(chǔ)，需對基礎(chǔ)下天然地基濕陷性進(jìn)行處理。換填法處理深度達(dá)不到要求?；彝翑D密樁適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基，可處理地基的深度為5～15m。但該場地局部濕陷性土層厚度為16.5～23.0m，不滿足消除基底濕陷性的要求。

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)對變形要求以及所在場的地質(zhì)情況考慮采用機(jī)械或人工成孔灌注樁、柱錘沖擴(kuò)樁（孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法DDC）、水泥粉煤灰碎石樁（CFG）三種地基及基礎(chǔ)形式。

1）、機(jī)械成孔或人工成孔灌注樁，以③層卵石層作為持力層，樁端進(jìn)行卵石層不少于1倍的樁徑。該基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)是易滿足設(shè)計(jì)要求，工期相對較短。由于該工業(yè)廠房為四跨相連、三跨相連，每跨跨度為36m，且廠房內(nèi)設(shè)置有吊車，對廠房的變形要求較嚴(yán)格。該基礎(chǔ)形式地基變形較小，基本不產(chǎn)生不均勻沉降。缺點(diǎn)是樁長較長（53米），施工難度較。由于該基礎(chǔ)形式為柱下樁基礎(chǔ)，需對廠房內(nèi)房心土及廠房四周土層進(jìn)行處理，處理采用換填墊層法或灰土擠密樁進(jìn)行處理，處理費(fèi)用較高。2）、柱錘沖擴(kuò)樁（孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法DDC），是通過孔道將強(qiáng)夯引入到地基深處，用異型重錘對孔內(nèi)填料自下而上分層進(jìn)行高動能、超壓強(qiáng)、強(qiáng)擠密的孔內(nèi)深層強(qiáng)夯作業(yè)，使孔內(nèi)的填料沿豎向深層壓密固結(jié)的同時對樁周土進(jìn)行橫向的強(qiáng)力擠密加固。技術(shù)適用范圍廣，可適用于大厚度雜填土、濕陷性黃土、軟弱土、軟硬不均等各種復(fù)雜疑難的地基處理。該技術(shù)可根據(jù)不同的地質(zhì)情況和設(shè)計(jì)要求，就地取材，如：建筑碴土、素土、砂、毛石、砂卵石、粉煤灰、土夾石、灰土和混凝土等材料均可做成各種 DDC樁。該地基處理的優(yōu)點(diǎn)為大幅度降低工程造價，施工質(zhì)量容易控制、地面振動小、施工噪音低、施工速度快。房心土也可以采用該方法處理，處理費(fèi)用較經(jīng)濟(jì)?；A(chǔ)采用形式為柱下條形基礎(chǔ)。缺點(diǎn)是該方法處理后柱下條形基礎(chǔ)基礎(chǔ)梁配筋較大。3）、水泥粉煤灰碎石樁（CFG）適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。該樁采用承載力相對較高的土層作為樁端持力層，可在基礎(chǔ)范圍內(nèi)布置?；A(chǔ)形式可采用柱下承臺梁或承臺基礎(chǔ)。缺點(diǎn)是由于本場地濕陷性土層厚度不一致，非濕陷性土層層頂標(biāo)高變化較大，因此在該場地施工時CFG樁處理深度及質(zhì)量較難保證。同時還需對房心土及廠房四周土層進(jìn)行處理，采用換填墊層法或灰土擠密樁進(jìn)行處理，但處理時對已施工完成的CFG樁身產(chǎn)生側(cè)向壓壓，容易造成樁身移位，且施工費(fèi)用較高。

（三）基礎(chǔ)選型及地基處理方案

某工程產(chǎn)業(yè)園工程要想取得良好的效果，必須采取最佳的地基處理方案及基礎(chǔ)選型，從而保證地基工程建設(shè)質(zhì)量有所保障。由于該建筑物所在位置位于二級自重濕陷土層，而且局部為Ⅳ級自重濕陷土層，因而濕陷深度會達(dá)到23.0m。通過對機(jī)械成孔或人工成孔灌注樁、柱錘沖擴(kuò)樁（孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法）、水泥粉煤灰碎石樁等基礎(chǔ)型式施工難度、所需時間、經(jīng)濟(jì)費(fèi)用等比選分析，并針對本園區(qū)內(nèi)具體情況、施工條件、施工時間等具體情況，最終選擇采用機(jī)械成孔或人工成孔灌注樁，從而確保三座廠房不應(yīng)地基變形而影響廠房內(nèi)設(shè)備、吊車的正常使用。

同時，對廠房內(nèi)大型設(shè)備基礎(chǔ)底采用灰土擠密柱進(jìn)行地基處理。樁徑400mm，樁深7.0m，間距800mm，呈梅花狀布置?；彝僚渲冒?：7的比例，壓實(shí)系數(shù)≮0.95，進(jìn)而確保地基處理符合規(guī)范。廠房內(nèi)房心土采用換填法進(jìn)行地基處理，重載面層下做1.5m厚的3：7灰土墊層，灰土墊層下原土翻夯1.5m，壓實(shí)≮0.97。因此，從綜合角度考慮，最終基礎(chǔ)選型及墊層地基處理方案，確保某工程產(chǎn)業(yè)園地基工程質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

四、結(jié)束語

在某廠房工程建設(shè)過程中，需要對基礎(chǔ)選型及地基處理方案分析，通過勘察施工現(xiàn)場，選擇最佳的基礎(chǔ)形狀，并選擇合理的地基處理方案，對各個方案進(jìn)行周密的分分析，然后選擇工程造價較低而且保證工程質(zhì)量的方案，從而確保廠房地基工程取得良好的效果。

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