劉曉娟

(太原市城市規(guī)劃設(shè)計研究院，山西太原 030002)

太原某工程液化地基處理措施

劉曉娟

(太原市城市規(guī)劃設(shè)計研究院，山西太原 030002)

結(jié)合太原市小店區(qū)某多層商業(yè)建筑的工程地質(zhì)條件，對該場地土進行了液化判別，并針對土體液化的原理及起因，提出了工程場地的地基處理方法，使建筑地基的承載力滿足了規(guī)范要求。

液化土，地基處理，建筑物，基坑

我國是地震多發(fā)的國家，地震頻度高，大震頻發(fā)，分布范圍廣，1/3國土具有發(fā)生7級以上強烈地震的可能。尤其是近幾年地震活動比較頻繁，幾年前的汶川大地震等，大量的房屋遭到破壞和坍塌，給人民生命財產(chǎn)帶來了巨大的損失，給家庭及社會造成了巨大的危害。

地震的危害之一就是地震作用下地基土的液化。液化土，特別是飽和松散的無粘結(jié)或弱粘結(jié)的砂土、粉土，在地震荷載作用下，土中超孔隙水壓力逐漸積累，有效應(yīng)力下降，當(dāng)孔隙水壓力積累至總應(yīng)力時，有效應(yīng)力為0，土粒處于懸浮狀態(tài)，表現(xiàn)出類似于水的性質(zhì)而完全喪失其抗剪強度，這類現(xiàn)象稱為土的液化。在建筑物自重作用下產(chǎn)生較大的沉降。使地基液化出現(xiàn)噴水冒砂，從而使地上建筑物產(chǎn)生坍塌，下沉等破壞性損失。

由上可知引起液化的條件為:1)松散無粘結(jié)或弱粘結(jié)的土(土自身性質(zhì));2)飽和的(地下水位以下的);3)振動荷載作用下，主要是地震作用;4)孔隙水壓力積累至總應(yīng)力，也就是有效應(yīng)力為0;最終導(dǎo)致土的抗剪強度為0。

規(guī)范要求的處理辦法:根據(jù)GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范4.3.6條，當(dāng)液化砂土層、粉土層較平坦且均勻時，宜按表1選用地基抗液化措施;尚可計入上部結(jié)構(gòu)重力荷載對液化危害的影響，根據(jù)液化震陷量的估計適當(dāng)調(diào)整抗液化措施。不宜將未經(jīng)處理的液化土層作為天然地基持力層。

1 工程概況

某多層商業(yè)，位于太原市小店區(qū)，地上6層，地下2層，總建筑面積12 203.2 m2，地下建筑面積 6 009.11 m2。結(jié)構(gòu)總高度25.500 m，為框架結(jié)構(gòu)。采用梁板式筏型基礎(chǔ)。建筑功能:地下2層為人防層，車庫;地下1層為營業(yè)廳;庫房地上1層～6層為營業(yè)廳。根據(jù)GB 50223—2008建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)6.0.5商業(yè)建筑中，人流密集的大型的多層商場抗震設(shè)防類別應(yīng)劃為重點設(shè)防類(乙類)。根據(jù)條文說明，該工程為一大型商場，即營業(yè)面積大于7 000 m2以上的商業(yè)建筑?？拐鹨?guī)范6.1.3條，4款中規(guī)定，乙類建筑按提高1度確定其抗震等級，改工程框架抗震等級為一級，且采用比一級更有效的抗震構(gòu)造措施;基礎(chǔ)設(shè)計等級為乙級。建筑室內(nèi)地面標(biāo)高±0.000，相當(dāng)于絕對高程774.700 m，室內(nèi)外高差0.6 m?；A(chǔ)底標(biāo)高為－9.150。

表1 抗液化措施

2 工程地質(zhì)條件

場地所處地貌單元為沖積平原，地形平坦，根據(jù)地質(zhì)勘查單位提供的地勘報告，勘查深度范圍內(nèi)地基土自上而下分為6層:①人工填土，分為兩個亞層。①1層:雜填土，雜色，主要由爐渣、煤渣、磚塊、石子、白灰等建筑垃圾及少量粉土組成，結(jié)構(gòu)松散，成分雜亂，均勻性差。層厚平均值0.76 m。①2層:素填土，黃褐色，粉土為主，含云母、氧化物、磚屑、白灰等，濕，中密狀態(tài)，具有中壓縮性，層厚平均值1.53 m。②粉土，黃褐色～灰褐色，含云母、氧化物等，局部夾粉質(zhì)粘土薄層或透鏡體。濕～很濕，稍密～中密，具有中等壓縮性，層厚平均值8.7 m。承載力特征值110 kPa。③中砂，灰褐色，礦物成分主要為石英，長石，云母等，飽和，松散，顆粒級配不良，層厚平均值3.2 m。承載力特征值140 kPa。④粉土，灰褐色～黃褐色，含云母、氧化物等，局部夾粉質(zhì)粘土薄層，濕～很濕，一般呈中密狀態(tài)，具有中壓縮性。層厚平均值2.16 m。承載力特征值120 kPa。⑤中砂，黃褐色，礦物成分主要為石英、長石、云母等，飽和，稍密～中密，顆粒級配不良，層厚平均值7.39 m。承載力特征值220 kPa。⑥粉土，黃褐色，含云母、氧化物等，混夾粉質(zhì)粘土互層。濕～很濕，一般呈稍密狀態(tài)，具有中壓縮性，本次勘查未揭穿該層，最大揭露深度35 m。承載力特征值170 kPa。地下水穩(wěn)定混合水位埋深在現(xiàn)地面下1.7 m～1.9 m之間，水位季節(jié)性變化幅度約為±0.5 m，抗浮設(shè)防水位按772.3 m考慮。

本次勘察1號，7號鉆孔的實測剪切波速結(jié)果，場地20.0 m深度范圍內(nèi)等效剪切波速計算值Vse分別為219.58 m/s，209.80 m/s。

天然地基持力層為②層粉土，持力層底面標(biāo)高的坡度小于10%、持力層及其下臥層在基礎(chǔ)寬度方向上的厚度差值小于0.05b，因此該工程天然地基均為均勻地基。

3 場地土的液化判別

土的液化判別見表2。根據(jù)表2計算判別結(jié)果，液化指數(shù)介于8.2～24.3之間，擬建場地為液化場地，主要液化土層為第②層粉土和第③層中砂，地基液化等級可按嚴(yán)重考慮。

4 地基處理

由于擬建建筑物四周，三側(cè)都有既有建筑物，且為多層磚混住宅，南側(cè)緊鄰市政道路，新建建筑物外墻基礎(chǔ)與原有建筑物外墻距離很近，且現(xiàn)場還有原始施工時打下的混凝土管樁，位置數(shù)量均不詳。設(shè)計提供樁基礎(chǔ)，擠密碎石樁，管樁等基礎(chǔ)處理方案，但由于支護、施工場地不足及現(xiàn)場等其他客觀原因均無法實施。

表2 場地土的液化判別結(jié)果

結(jié)合工程實際情況，了解土體液化的原理以及起因，得出處理辦法。本工程地下水位較高，基底水浮力約為772.3－(774.7－9.15)×10=67.5 kPa。考慮水浮力后基底反力為75 kPa。埋深為9.15－0.6=8.55 m，深度修正后，天然地基土承載力能滿足要求。

地勘報告中指出地基液化指數(shù)為8.2～24.3區(qū)間之間，屬于中等～嚴(yán)重液化場地，根據(jù)規(guī)范要求乙類建筑地基液化等級為嚴(yán)重時，全部消除液化沉陷，乙類建筑地基液化等級為中等時，全部或部分消除液化沉陷并且對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，但也可根據(jù)震陷量的估計適當(dāng)調(diào)整抗液化措施。且工程地質(zhì)手冊(第四版)中規(guī)定，8度時，當(dāng)?shù)鼗休d力特征值fak＞100 kPa或等效剪切波速Vse＞140 m/s時，可不考慮震陷影響。本工程場地地基均勻，采用筏板基礎(chǔ)，框架結(jié)構(gòu)，整體性好。且現(xiàn)有液化嚴(yán)重的土層均集中在地表范圍，基礎(chǔ)開挖時已全部挖除液化嚴(yán)重的土層。

并針對該問題開專家論證會，聽取專家對于本工程地基處理的意見:本建筑基礎(chǔ)埋深較深，基礎(chǔ)底絕對標(biāo)高為765.55 m，墊層底標(biāo)高為765.55－0.17=765.38 m，位于整平標(biāo)高(775.5 m)地面以下10.12 m，該范圍內(nèi)液化土層已挖除，根據(jù)表1可知，2號孔:剩余液化指數(shù)為4.5;4號孔:剩余液化指數(shù)為2.6;6號孔:剩余液化指數(shù)為2.6;8號孔:剩余液化指數(shù)為5.5?？砂创酥悼紤]其對工程的影響。基坑周邊設(shè)封閉止水帷幕，對液化土層的外流有很強的約束作用，該建筑地上僅有6層，基坑挖土的土重與上部結(jié)構(gòu)重量相近，產(chǎn)生的基底附加荷載很小。綜合以上因素后可以推論，該工程采用天然地基，筏板基礎(chǔ)，不再處理液化土的設(shè)計方案是安全可行的。采取的措施，墊層與周邊基坑支護結(jié)構(gòu)封閉，且施工中應(yīng)切實做好基槽回填土的夯實工作，嚴(yán)格按照施工規(guī)范分層夯實后取樣。

實際工程中場地，建筑自身及現(xiàn)場情況多種多樣，對于液化處理的方法規(guī)范統(tǒng)一給出處理措施，并允許在規(guī)范允許范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整時，需理解土液化的原理及成因，才能得出正確的處理辦法，才能經(jīng)濟合理安全的解決問題。

本文結(jié)合一工程實例，在自身及復(fù)雜的場地周邊情況下，為地基液化處理方法提供一種處理的思路。

On liquefied foundation treatment of some project in Taiyuan

Liu Xiaojuan
(Taiyuan Urban Planning and Design Institute，Taiyuan 030002，China)

Combining with the engineering geological conditions of some multi-floor commercial buildings in Xiaodian District of Taiyuan，the paper undertakes the liquefied judgment of the site soil，and points out the foundation treatment methods for the engineering site according to the principle and reasons for the soil evolution，so as to meet the demands for the loading capacity of the architectural basement.

liquefied soil，foundation treatment，building，foundation pit

TU472

:A

1009-6825(2016)36-0086-03

2016-10-17

劉曉娟(1985-)，女，工程師