黃曉雯

廣東建筑藝術(shù)設(shè)計(jì)院有限公司江門分公司

基于復(fù)雜地質(zhì)條件的地基基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)

黃曉雯

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建筑物的地基基礎(chǔ)方案合理與否直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的安全和經(jīng)濟(jì)，一旦發(fā)生地基失效或基礎(chǔ)破壞，不僅損失巨大，而且難以補(bǔ)救，因此需要引起我們的重視。尤其是在復(fù)雜地質(zhì)條件下，基坑設(shè)計(jì)施工前，要根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，綜合考慮地基處理方案，對(duì)若干可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行完善的預(yù)案，從而切實(shí)提升復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下地基處理的技術(shù)水平?；诖吮疚姆治隽藦?fù)雜地質(zhì)條件的地基基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

復(fù)雜地質(zhì)條件；地基基礎(chǔ)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

引言

地基處理是絕大多數(shù)建筑工程都必須高度重視的問題。我國(guó)幅員遼闊，地質(zhì)條件各不相同，隨著城市化的不斷發(fā)展與交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的推進(jìn)，越來越多的建筑出現(xiàn)在山區(qū)、戈壁高原、濱海軟土、沖積平原等地區(qū)，這些地區(qū)地理環(huán)境復(fù)雜，譬如地基巖體中可能存在斷層或夾層等不利的軟弱結(jié)構(gòu)面，這些軟弱結(jié)構(gòu)面往往對(duì)結(jié)構(gòu)抗滑穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。為了保證工程的質(zhì)量安全與施工安全，在這樣的地質(zhì)條件下進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)必須進(jìn)行相應(yīng)的處理。

1 、不同地質(zhì)條件對(duì)于工程施工的影響

在不同的工程施項(xiàng)目建設(shè)中，由于復(fù)雜地質(zhì)的影響都會(huì)對(duì)施工項(xiàng)目的建設(shè)產(chǎn)生重要影響。比如在建筑工程的建設(shè)施工中，由于不同的地質(zhì)條件對(duì)于地基的基礎(chǔ)面會(huì)造成影響，這會(huì)影響到工程的施工質(zhì)量以及施工進(jìn)度，甚至是對(duì)于主體工程的的質(zhì)量也會(huì)造成影響。在具體的過程中，需要進(jìn)一步加強(qiáng)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)優(yōu)化，從而確保工程的質(zhì)量。

2 、不良地質(zhì)作用防治

場(chǎng)地中的土洞、部分溶洞處于發(fā)展期，因此對(duì)本場(chǎng)地分布的土洞、空溶洞和具沖刷潛蝕發(fā)展趨勢(shì)的充填物性質(zhì)差的溶洞，綜合運(yùn)用多種處理技術(shù)進(jìn)行組合優(yōu)化，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，采用有效措施進(jìn)行防治，達(dá)到滿足地基穩(wěn)定性和強(qiáng)度以及建筑物變形的要求。

(1)土洞處理：土洞處理方法尚無(wú)現(xiàn)行的規(guī)范可借鑒和遵循，也多為經(jīng)驗(yàn)手段，最常用的方法是注漿加固處理法，淺層土洞采用鑲補(bǔ)、楔狀填塞、置換填充等方法處理。或與旋噴樁復(fù)合地基、CFG樁復(fù)合地基等其它地基處理方法聯(lián)合使用。其目的是達(dá)到對(duì)洞穴進(jìn)行填充擠密加固，置換松軟充填物，阻堵地下水活動(dòng)通道，確保地基穩(wěn)定，消除安全隱患，并能提高地基承載力和模量?；蛐纬蓮?fù)合地基，將上部荷載一部分傳遞至地層深部，滿足地基強(qiáng)度和變形要求。本工程場(chǎng)地土洞埋藏一般較淺，采用綜合措施予以處理，對(duì)于處在基坑底面上下，勘探查明或開挖過程中發(fā)現(xiàn)的的土洞，采用挖除直接置換方法(一并)處理;對(duì)于掩藏基底以下的土洞分布范圍內(nèi)，采用壓力注漿處理，設(shè)計(jì)承載力處理后的承載力特征值150kPa，設(shè)計(jì)壓縮模量Es0.10-0.3為8.0MPa。分項(xiàng)工程完成7d后進(jìn)行，質(zhì)量檢測(cè)按本地區(qū)慣例選代表性地段，數(shù)量取注漿孔的3%，采用鉆探取芯和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，孔內(nèi)無(wú)漏水，填充飽滿密實(shí)，水泥混合土(注漿加固體)標(biāo)貫擊數(shù)7～9(實(shí)測(cè))，滿足設(shè)計(jì)要求;(2)溶洞處理：溶洞處理與土洞處理同時(shí)一并進(jìn)行，空溶洞采用先灌入細(xì)石、粗砂，充填物性質(zhì)差的充填溶洞先進(jìn)行高壓噴水，清除置換充填物中的“稀泥”成分，而后灌注粗砂，再采用與土洞處理流程相同的方法進(jìn)行處理，填充洞穴，堵塞滲漏通道。

3 、復(fù)雜地質(zhì)條件的地基基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 沖(鉆)孔灌注樁方案

沖(鉆)孔灌注樁基礎(chǔ)適應(yīng)于各種復(fù)雜地質(zhì)條件，采用泥漿護(hù)壁施工的該樁型尤其適用于樁底具有可靠持力層且持力層埋深較淺的情況，用于高層建筑基礎(chǔ)一般均按端承摩擦樁設(shè)計(jì)，承載力可靠且沉降量小。本場(chǎng)地中、微風(fēng)化花崗巖埋深均在40～50m以上，顯而易見，如此長(zhǎng)的灌注樁造價(jià)高、工期長(zhǎng);在施工遇到孤石較容易出現(xiàn)偏位現(xiàn)象;另外，長(zhǎng)樁施工質(zhì)量控制難度增大。由此，沖(鉆)孔灌注樁方案技術(shù)可行，但經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差，工期長(zhǎng)且質(zhì)量控制技術(shù)要求高，不作為設(shè)計(jì)推薦基礎(chǔ)方案。

3.2 復(fù)合地基與基礎(chǔ)方案

從地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)、習(xí)慣和施工機(jī)具便利等因素考慮，可采用剛性樁復(fù)合地基和柔性樁復(fù)合地基。砂石換填復(fù)合地基方案因上部軟弱土層分布嚴(yán)重不均和局部埋藏過深等原因不做考慮。

柔性樁復(fù)合地基一般采用深層攪拌樁復(fù)合地基，由于建筑高度近100m，上部荷載較大，深層攪拌樁復(fù)合承載力不能滿足要求，此外場(chǎng)地淺層部分存在的孤石和厚度較大的硬塑殘積土層對(duì)普通攪拌樁施工來說，存在施工困難，因此亦不作為推薦。

剛性樁復(fù)合地基基礎(chǔ)方案可作為選擇方案。剛性樁可采用長(zhǎng)螺旋泵壓混凝土樁和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，這兩種樁都存在遇到孤石如何應(yīng)對(duì)考慮的問題，由于長(zhǎng)螺旋泵壓混凝土樁的單樁設(shè)計(jì)承載力特征值較低，補(bǔ)樁困難。另外復(fù)合地基都需要設(shè)置厚度較大的鋼筋混凝土筏板和不小于300mm厚的石粉過渡層，本身造價(jià)較高，亦增加基坑開挖深度和土方開挖量，經(jīng)濟(jì)效果不具推薦性。

3.3 高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PHC)基礎(chǔ)方案

通過增加施工勘察鉆探孔進(jìn)一步揭露孤石的空間分布情況，綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工期、可控性和施工復(fù)雜程度等多種因素，采用在基坑底實(shí)施壓樁施工，基坑開挖范圍內(nèi)的孤石已經(jīng)挖除，基坑底小的揭露孤石同樣可以清除換填，更深層的孤石對(duì)管樁已不構(gòu)成施工影響，僅需要考慮中等深度的孤石對(duì)管樁施工及承載力等的影響，使復(fù)雜問題得到簡(jiǎn)化和明晰，因而設(shè)計(jì)采用了高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)。除了孤石這一不利因素之外，本場(chǎng)地殘積土層、強(qiáng)風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化巖層很厚，基巖埋藏較深，非常適宜于采用靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工。施工速度快、工期短，樁本身和基礎(chǔ)底板、承臺(tái)成本低，技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面優(yōu)勢(shì)十分明顯。

總之，根據(jù)工程建筑所處的環(huán)境不同，針對(duì)性的選擇地基處理方法，能夠有效滿足地基土體的承載力、穩(wěn)定性、沉降等要求，進(jìn)而保證建筑物本身的可靠和安全，因此進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究非常有必要。

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