淺析魯南地區(qū)建筑物的特殊地基處理方法

摘要:魯南地區(qū)沿黃河流域平原地貌單元為黃河沖積平原，場區(qū)地基屬于中軟土。在住宅小區(qū)建筑物地基處理中:多層的地基采用天然地基，在建筑結構采筏板基礎增加建筑物的整體剛度，以適應地質環(huán)境;小高層與高層的地基處理采用CFG樁復合地基。以上處理措施已用到工程實踐中，并取得了良好的效果。

關鍵詞:地基處理;CFG樁;復合地基

中圖分類號:TU753

文獻標識碼:B

文章編號:1008-0422(2009)12-0133-01

1前言

魯南地區(qū)某小區(qū)場區(qū)地基屬于中軟場地土，在自然地面以下大約6m范圍內的地基承載力的標準值在90Kpa~120Kpa之間，并且存在軟弱下臥層。下面以該小區(qū)為例具體說明中軟土的處理。

2工程概況

該小區(qū)總用地面積16.3hm2，規(guī)劃總建筑面積29.2萬m2;以多層為主，在小區(qū)的北側、東西兩側設有小高層和17層的高層，其中多層25棟，小高層7棟，高層9棟。

3工程地質條件

小區(qū)地貌單元為黃河沖積平原，地層多為粘性土、粉土。地下水為第四系孔隙潛水，穩(wěn)定水位埋深2.00m左右。地下水屬堿性水，對混凝土結構中的鋼筋具弱腐蝕性。地層情況大致如下:

①層耕土:褐色，松散， 濕，以粉土為主。

②層粉土:中密-密實，屬中壓縮性土，層位穩(wěn)定，部分輕微液化，全區(qū)分布，埋藏較淺。

③層粉質粘土:可塑，局部軟塑，屬于中高壓縮性土。

④層粉土:密實-中密，厚度變化大，屬中壓縮性土。

⑤層粉質粘土:可塑，局部硬塑，中壓縮性土，層位穩(wěn)定，全區(qū)分布。

⑥層粉土:密實，全區(qū)分布，屬中壓縮性土。

⑦層粉質粘土:硬塑，局部可塑，屬中壓縮性土，層位穩(wěn)定，全區(qū)分布，為良好的基礎持力層。

⑧層粉質粘土:硬塑，局部可塑，屬中壓縮性土，層位較穩(wěn)定，全區(qū)分布。

⑨層粉質粘土:堅硬塑，局部硬塑，屬低-中壓縮性土。

4地基處理

4.1多層地基的處理

通過考察當?shù)氐亩鄬咏ㄖ?，并結合勘探報告，我們選擇第2層土作為多層的持力層。多層磚砌房屋抗拉能力弱，基礎座在第2層土上，需要采取適當措施以增加其抗拉強度。措施一，選擇整體性較好的筏板作基礎，增加建筑物的整體剛度來調整建筑物不均勻沉降。措施二，設置沉降縫。例如在建筑物長高比過大或平面形狀復雜建筑物的轉折部位設置沉降縫。措施三，減少建筑物的自重。建筑物的墻體采240mm墻體多孔磚砌筑，以減少建筑物的重量。

通過以上措施可大大減少由于地基土軟弱引起的不均勻沉降縫，陽光水岸的一期多層主體已于08年12月封頂，至今未發(fā)現(xiàn)沉降不均勻，墻體或樓板發(fā)生開裂的現(xiàn)象。

4.2小高層與高層地基的處理

對于小高層與高層地基進行修正，驗算其承載力。11層、17層建筑物基礎埋深4.5m。地基承載力標準值為fak=120kpa;基底壓力約在240Kpa，360Kpa。

基礎寬度的地基承載力修正系數(shù)ηb=0.3

基礎深度的地基承載力修正系數(shù)ηd=1.0

基礎底面以下土的重度=7.5KN/m3

基礎底面以上土的重度=13.5KN/m3

基礎底面寬度b=6m

基礎埋深d=4.5m

fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=120+

0.3*7.5*(6-3)+1.0*13.5(4.5-0.5)=180.75 kpa

fa=180.75 kpa<240 kpa，地基達不到強度要求，因此對地基需要進行處理。

對地基如何進行處理?

我們根據(jù)“安全使用、技術先進、經濟合理、確保質量、保護環(huán)境”的原則，再結合工程本身特點以及建設地區(qū)周邊的環(huán)境，我們選用CFG樁對地基進行處理。

CFG樁復合地基粘結強度樁是復合地基的代表，是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱(即cement fIying-ash gravel pile)。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結強度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復合地基。CFG樁復合地基通過褥墊層與基礎連接，無論樁端落在一般土層還是堅硬土層，均可保證樁間土始終參與工作。由于樁體的強度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應力比樁間土表面應力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應減少了樁間土承擔的荷載。這樣，由于樁的作用使復合地基承載力提高，變形減小。

按照《建筑地基處理技術規(guī)范》(JGJ79-2002)，初步設計可按正方形布孔，樁間距1.2m，樁徑φ400mm，自地面下4.5m算起處理深度13.5m，以第7層粉質粘土作為樁端持力層。CFG樁初步設計按下式進行估算:

fspk=mRa/Ap+B(1-m)fsk①

fspk—復合地基承載力特征值

m—面積置換率，經計算取0.087

Ap—樁的截面積，經計算Ap=0.1256

B—樁間土承載力折減系數(shù)，本工程取0.75

fsk—樁間土天然地基承載力特征值

Ra—單樁豎向承載力特征值，按下式進行試算(應通過現(xiàn)場載荷實驗確定)

Ra=Up∑qsikli+qpkAp②

Up—樁周長

qsik—樁周第i層土的側阻力特征值

li—樁長范圍內第i層土的厚度

qpk—樁端天然地基土端阻力特征值

將上表的有關參數(shù)代入②(自地面下4.5m算起)，經計算Ra 分別為433.6KN，421.6KN，431.6KN;再將Ra分別代入①式，經計算fspk分別為382.3kpa、360.5kpa、380.8kpa。因此地基經過處理4.5m以下土層的承載力均大于360kpa能夠滿足地基承載力的要求。

巨野陽光水岸工程小高層與高層的CFG樁已經施工完畢，并且已經完成了低應變動力試驗和復合地基靜力載荷試驗兩種試驗。低應變動力試驗90個;靜力載荷試驗9組，工程樁做試驗，沒有做到破環(huán)，當極限承載力達到400KPa時停止了試驗，9組試驗全部合格。根據(jù)試驗可知CFG樁復合地基滿足設計要求。

5總結

該小區(qū)目前已具備交房條件，小高層與高層的主體已經完工;從目前情況看，多層住宅在施工與裝修過程中均未發(fā)現(xiàn)由于地基原因引發(fā)工程質量問題;小高層與高層的沉降觀測數(shù)據(jù)也是均勻的，未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。這說明在魯南地區(qū)沿黃河流域平原場區(qū)，多層住宅地基采用天然地基，筏板基礎，結構稍加處理，小高層與高層采用CFG 樁復合地基是成功的;同時也說明高層建筑使用CFG 復合地基也是可行的。

參考文獻:

[1] 常士驃，張?zhí)K民主編.工程地質手冊.中國建筑工業(yè)出版社.

[2] 建筑地基處理技術規(guī)范.JGJ70-2002.中國建筑工業(yè)出版社.

[3] 巨野陽光水岸居住小區(qū)二期工程—巖土工程勘察報告.山東中煤物探測量總公司.