李 寧

(陽泉市建筑設(shè)計院,山西 陽泉 045000)

0 引言

隨著社會的發(fā)展，小高層和高層的剪力墻住宅在我們的日常生活中越來越多的出現(xiàn)，由于高層建筑自重大，抗震性能要求高，而一般的天然地基不經(jīng)處理都很難達(dá)到設(shè)計要求，因此，產(chǎn)生了多種地基處理的方法。每個工程項目應(yīng)根據(jù)自身實際情況，選擇相對應(yīng)的、最適合的地基處理方法。本文介紹工程的主樓基礎(chǔ)采用原狀土+鋼筋混凝土樁(剛性樁復(fù)合地基的一種)形成復(fù)合地基。此類復(fù)合地基處理方法由樁和褥墊層、樁間土共同受力支撐基礎(chǔ)，承擔(dān)上部荷載，通過樁和土的協(xié)同作用，不但能夠很大程度上提高工程地基的承載能力，而且還能有效減小地基的變形概率。工程的造價通常占到普通樁基的1/2～1/3左右，所以具有很良好的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。

1 工程概況

萬隆國際一期工程，場地位于某市市區(qū)南大東街南側(cè)，德業(yè)居小區(qū)東側(cè)。本工程主體結(jié)構(gòu)由7個獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元組成，地下有2層，商業(yè)部分地上4層，局部5層，主樓部分(1號、2號樓)地上31層。其中地下1層、2層為車庫、設(shè)備用房及儲藏，2號主樓地下2層設(shè)有人防。主樓地上部分功能為住宅。建筑面積為9.8萬m2，結(jié)構(gòu)總高度1號樓Hg=96.40 m，2號樓Hg=96.80 m，商業(yè)部分Hg=21.55 m。單元之間采用抗震縫分隔。主樓基礎(chǔ)采用原狀土+鋼筋混凝土樁(樁徑450 mm)形成復(fù)合地基、商業(yè)部分基礎(chǔ)形式采用鋼筋混凝土嵌巖樁+聯(lián)系梁+防水板。主樓為A級高度現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系。商業(yè)部分為現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系。主樓剪力墻的底部加強(qiáng)區(qū)為-5.100～9.950，結(jié)構(gòu)計算的嵌固端是地下1層的頂板。

2 場地工程地質(zhì)概況

根據(jù)巖土工程地質(zhì)勘查報告，場地由人工回填形成的雜填土、建筑垃圾、素填土、粉土、粉質(zhì)粘土、泥巖、煤巖、石灰?guī)r、砂質(zhì)泥巖等成分組成。其中雜填土揭露厚度為2.6 m～8.2 m，粗礫砂為1.9 m～8.4 m，粉土為7.4 m，粉質(zhì)粘土為6 m，粗礫砂為5.8 m，卵石為2.6 m，泥巖為15.7 m。

3 基礎(chǔ)方案的選擇

在該工程的設(shè)計過程中，我們認(rèn)真分析了工程地質(zhì)勘查報告，解讀建筑總平面用地紅線圖，對基坑周邊環(huán)境進(jìn)行了調(diào)查，包括基坑周邊建筑物、構(gòu)筑物、地下管線、地下設(shè)施及周邊交通工程等相關(guān)資料進(jìn)行綜合分析，對以下三種基礎(chǔ)方案擇優(yōu)選擇。

1)由于主樓為地上31層，建筑的自身重量較大，如果選用樁筏基礎(chǔ)施工，樁持力層應(yīng)該是泥巖層，且設(shè)計樁深平均長度約為30 m，且場地地下水位較高，成孔施工困難，基礎(chǔ)費(fèi)用大。從施工條件、施工難度和施工費(fèi)用等方面的因素考慮，此類方法顯然不合適。

2)假如采用梁板式筏基施工，地基持力層應(yīng)該選粗礫砂層，清除上部雜填土，再采用地基填換，并且換填厚度必須大，基坑的開挖深度足夠深，下部還需驗算軟弱下臥層，深基坑的挖土方量巨大，運(yùn)輸土及堆放土方都要增加額外費(fèi)用，并且還要占用施工場地，深基坑還必須進(jìn)行深基坑的支護(hù)設(shè)計，支護(hù)費(fèi)用較高，工期勢必延長。工程實際不具備諸多要求的條件，故放棄此方法。

3)若使用復(fù)合地基法，即采用原狀土+鋼筋混凝土樁。按照樁徑450 mm，樁距1.6 m，三角形布樁，基底面積范圍外布樁2排，1號樓主樓下638根樁，2號主樓下661根，樁長10 m左右。由于樁和土聯(lián)合作用，大幅度提高了該地基的有效承載力，且地基的變形相對減小，處理完單樁承載力特征值不小于1 300 kN,處理完復(fù)合地基承載力特征值不小于620 kPa。地基承載力及變形均達(dá)到設(shè)計要求，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，故最后優(yōu)選復(fù)合地基方案。

4 施工工藝與質(zhì)量檢測結(jié)果

1)施工工藝。

由于所建工程地處城市市區(qū)，考慮施工噪聲和對環(huán)境的影響，故采用長螺旋鉆機(jī)成孔。這種施工設(shè)備的噪聲低，沒有廢漿的排污，且設(shè)備調(diào)用靈活，成樁的速度也較快。施工期間，不僅嚴(yán)格執(zhí)行國家和行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范，而且還要符合以下要求：在進(jìn)行施工前，要按照設(shè)計的要求在專門的試驗室進(jìn)行配合比專項試驗，施工過程中要按配合比的要求配制混合料。澆灌混凝土?xí)r樁頂面標(biāo)高高出設(shè)計標(biāo)高500 mm，在進(jìn)行試樁前，樁頂?shù)奶幚硪皆O(shè)計的標(biāo)高。在澆筑基樁的過程中，按照要求，都抽樣加工了混合料試塊，每臺施工機(jī)械天天都要加工一組(3塊)試塊，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的全面養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)格測定試塊的立方體抗壓強(qiáng)度。如果在冬天進(jìn)行施工，混合料的入孔溫度一定要不小于5 ℃，樁頭以及樁間土必須及時采取必要的保溫措施。進(jìn)行截樁和清土過程中，嚴(yán)禁造成在樁頂標(biāo)高下方的樁身斷裂，也不能擾動樁間土。施工垂直度的誤差要不大于1%，進(jìn)行滿堂布樁基礎(chǔ)，各樁位的基本偏差必須不大于0.4倍的樁徑。褥墊層的處理采用的是250 mm厚的碎石，其最大的粒徑不大于30 mm，碎石量不得小于30%。含泥量不得大于5%。砂粒徑5 mm以下的中粗砂，進(jìn)行人工或機(jī)械拌合，按夯填度為0.88～0.9虛鋪，然后采用靜力壓實至設(shè)計標(biāo)高。

施工中對鋼筋混凝土樁復(fù)合地基單樁樁長的控制：土層厚度大于8 m時，樁端入巖深度不小于1.5 m；土層厚度小于6 m時，樁端入巖深度不小于2.5 m。

2)復(fù)合地基的檢測。

a.樁身完整性檢驗。

施工結(jié)束后，根據(jù)基樁檢測規(guī)范設(shè)計要求，建設(shè)方委托了具有資質(zhì)的檢測單位進(jìn)行了隨機(jī)抽驗，進(jìn)行檢測的基樁數(shù)量為總基樁數(shù)的30%。本工程的1號樓共澆筑638根樁，共檢驗了195根，其中檢測Ⅰ類樁161根，檢測Ⅱ類樁34根，；工程的2號樓共施工661根基樁，隨機(jī)抽檢了200根，其中檢測Ⅰ類樁165根，檢測Ⅱ類樁35根。檢測的結(jié)果顯示，兩棟樓所檢測的基樁全部合格，完全滿足設(shè)計要求和規(guī)范要求。

b.復(fù)合地基增強(qiáng)體樁身強(qiáng)度。

樁身強(qiáng)度按地基處理規(guī)范JGJ 79—2012式7.1.6-2計算得：

4×650/0.158 9×(1+(18×8.0)/620)=20 150 kPa=20.15 MPa。

Fcu=25 MPa>20.15 MPa，滿足要求。

c.單樁靜載荷試驗。

根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)要求，分別隨機(jī)抽取1號樓、2號樓的7根基樁，采取了單樁豎向抗壓靜載試驗，最終的試驗結(jié)果全部滿足設(shè)計要求。

d.復(fù)合地基靜載荷試驗。

根據(jù)規(guī)范《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》附錄B復(fù)合地基靜載荷試驗要點，試驗點數(shù)量1號樓4個、2號樓4個，試驗結(jié)果顯示承載力均滿足設(shè)計要求。

通過以上分析檢驗結(jié)果，強(qiáng)有力的證明該施工場地的地基變形情況、復(fù)合地基的承載力特征值和單樁承載力的特征值全部能滿足設(shè)計的要求。

從本工程的基礎(chǔ)施工至全部工程結(jié)束后，均對該建筑物實時進(jìn)行了沉降觀測，數(shù)據(jù)顯示，1號樓的最大沉降量為25 mm， 2號樓最大沉降量為22 mm。沉降量及沉降差均符合設(shè)計規(guī)定要求。

5 結(jié)語

復(fù)合地基處理法，施工質(zhì)量相對容易把控，施工難度小、流程簡單，建造成本也較低，而地基處理的效果良好，主體建筑的沉降量相對較小，具有環(huán)境效益、社會效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)非常明顯等優(yōu)點。隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，這種復(fù)合地基的處理方法已經(jīng)愈發(fā)得到建筑施工行業(yè)的認(rèn)可和肯定，將來一定會有更好的發(fā)展后勁。