灰?guī)r區(qū)高層建筑地基處理方案探討

摘 要:本文結(jié)合實(shí)際工程，詳細(xì)闡述了灰?guī)r區(qū)高層建筑基礎(chǔ)的一種解決辦法。文中比較了在特定條件下軟基處理方案與樁基礎(chǔ)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了自己的建議。

關(guān)鍵詞:巖溶; 樁基方案; 軟基處理方案

中圖分類號(hào):TU753.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

文章編號(hào):1008-0422(2009)07-0186-01

1工程概況及地質(zhì)條件

1.1工程概況

本工程地處湘江邊銀盆南路北側(cè)，距湘江約1KM，地上15層，地下一層，其中地上設(shè)一層裙樓作為底盤上接4棟14層的塔樓，一層裙樓為商場(chǎng)，4棟塔樓為住宅，地下室為公用站房及停車庫。采用現(xiàn)澆框架剪力墻結(jié)構(gòu)。

1.2場(chǎng)地水文地質(zhì)條件

本場(chǎng)地原始地貌單元屬湘江沖積階地，后經(jīng)人工整平。根據(jù)地勘報(bào)告，場(chǎng)地內(nèi)埋藏地層有人工填土、第四系淤積層、第四系沖積層、第四系殘積層，下伏基巖為泥盆系白云質(zhì)灰?guī)r，從基礎(chǔ)底面往下各巖土層如下:

①人工填土:以層厚1.2-7.5m不等，層厚較大，上部松散，未完成自重固結(jié);

②第四系淤積含有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土:干強(qiáng)度中等，韌性中等呈濕～飽和，可塑～軟塑狀，層厚0.5-2.90m，地層層位不穩(wěn)定，強(qiáng)度低，屬軟弱地層;

③粉質(zhì)粘土:干強(qiáng)度及韌性中等，呈稍濕～濕，可塑～硬塑狀，層厚1.5-6.1m，具中等強(qiáng)度及中等壓縮性，埋藏較深;

④含有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土:層厚0.4-2.5m，強(qiáng)度低，壓縮性高，屬軟弱地層，層位極不穩(wěn)定;

⑤中細(xì)砂:層厚1.2-8.0m，整個(gè)場(chǎng)地普遍分布，呈松散～稍密狀態(tài)，強(qiáng)度低，為強(qiáng)透水性地層，內(nèi)賦存有較豐富的地下水;

⑥圓礫層:層厚0.8-5.6m，強(qiáng)度中等，為強(qiáng)透水層，內(nèi)賦存有較豐富的地下水;

⑦第四系殘積粉質(zhì)粘土:層厚0.5-11.7m，具有中等強(qiáng)度及中等壓縮性，層位不穩(wěn)定，且不均;

⑧泥盆系中風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r:是場(chǎng)地下伏基巖，強(qiáng)度較高，屬較硬巖，巖體完整，但溶蝕現(xiàn)象發(fā)育，主要表現(xiàn)為溶溝、溶槽，溶蝕孔洞內(nèi)地下水較豐富(典型柱狀圖見圖1)。

本場(chǎng)地地下水類型屬上層滯水，潛水和巖溶裂隙水類型，均較豐富，水量大，常年水位高于本工程地下室室內(nèi)地面2m以上。

1.3場(chǎng)地不良地質(zhì)現(xiàn)象

本場(chǎng)地現(xiàn)狀條件下是穩(wěn)定的，位局部存在溶溝、溶槽的現(xiàn)象，且溶蝕孔洞內(nèi)地下水豐富。

2地基處理方案選擇

根據(jù)本場(chǎng)地地勘報(bào)告及收集的周邊地塊資料，作為高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，本場(chǎng)地必須處理的兩個(gè)方面:①地下水:由于本工程緊臨市政道路及其他建筑物，基礎(chǔ)方案必須竭盡可能減少地下水對(duì)周邊建筑物的影響;②巖溶。

首先從概念上講，對(duì)于灰?guī)r地區(qū)的巖溶，基礎(chǔ)方案無非兩種類型:①樁基方案;②軟基處理方案。下面分析兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn):

2.1樁基礎(chǔ)

根據(jù)本場(chǎng)地巖土層分布的情況，樁基方案擬采用人工挖孔樁或機(jī)械鉆孔樁。

2.1.1機(jī)械鉆孔樁

樁端持力層采用白云質(zhì)灰?guī)r，單樁承載力較大，具有較強(qiáng)經(jīng)濟(jì)性，但是由于本場(chǎng)地地下水均較豐富，且具有承壓性，軟弱土層較多，施工會(huì)有較大難度，且須穿透巖溶孔洞，施工周期較長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)大，具有非常大的不可預(yù)見性，同時(shí)采用泥漿護(hù)壁無制漿場(chǎng)地，盡管相比人工挖孔樁能避免有機(jī)質(zhì)土層的毒氣，但綜合造價(jià)及施工周期不理想。

2.1.2人工挖孔樁

人工挖孔樁具有造價(jià)低、承載力大、能直觀反映土層的優(yōu)點(diǎn)。但在本工程中，由于地下水豐富，在穿越粉砂及圓礫時(shí)可能出現(xiàn)流砂的現(xiàn)象，且要進(jìn)行大面積的井點(diǎn)降水，這勢(shì)必影響周邊市政道路及建筑物的安全(當(dāng)然可以采用圍幙降水，但由于兩個(gè)強(qiáng)透水層埋藏較深，這個(gè)投入較大)。另外對(duì)于溶洞內(nèi)豐富的地下水，挖孔樁施工較困難，容易出現(xiàn)安全事故。

在基礎(chǔ)方案比較階段，業(yè)主方出于投資考慮，想采用人工挖孔樁，便進(jìn)行了試挖樁，如果成功了，就可以節(jié)省一筆造價(jià)。試挖樁在中細(xì)砂以上比較順利，當(dāng)進(jìn)入中細(xì)砂后，涌水量很大，用兩巖泵難以抽干，后又設(shè)置若干降水點(diǎn)，降水的第一天，緊臨的房屋便出現(xiàn)裂縫，井點(diǎn)降水隨即停止。加之湘江汛期臨近，挖心鉆(挖)樁影響湘江堤防，故樁基礎(chǔ)否決。

2.2軟基處理方案

筆者在研究本工程地質(zhì)報(bào)告后，考慮到灰?guī)r面埋置較深，均在15m以上，如果采取一定的措施對(duì)這些土層進(jìn)行加固處理，使其具有足以承載本工程上部結(jié)構(gòu)的能力，那就可以直接采用筏基，這樣既不用處理巖溶的問題，也不用考慮因降水造成的對(duì)臨近建筑物的影響，這樣就很自然想到CFG樁復(fù)合地基。

根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析，若采用筏基，地基承載力特征值須達(dá)到350kpa，即fspk=350kpa。據(jù)此按照地質(zhì)報(bào)告提供的有關(guān)數(shù)據(jù)及JGJ79-2002規(guī)范第9節(jié)有關(guān)公式計(jì)算，采用500mm直徑的樁，間距1500mm布樁，復(fù)合地基承載力特征值即可達(dá)到400kpa以上，承載力沒問題。

那以下一步就是選擇成樁機(jī)械和工藝的問題。到底采用什么機(jī)械呢?盡管本場(chǎng)地地質(zhì)報(bào)告反應(yīng)未發(fā)現(xiàn)土洞，但根據(jù)灰?guī)r地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，一般都會(huì)伴隨有土洞出現(xiàn)，這樣振動(dòng)沉管灌注不太合適。采用長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁，即可滿足樁身充盈度，又能充填可能遇到的土洞，故最后決定采用長(zhǎng)螺旋成樁，見圖2。

復(fù)合地基完成后按照相關(guān)檢測(cè)規(guī)范做了樁身及復(fù)合地基的靜載荷試驗(yàn)，均能滿足設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)在該工程已投入使用，到目前為止定期的沉降觀測(cè)結(jié)果均滿足規(guī)范要求

3結(jié)論與建議

3.1在有溶蝕現(xiàn)象的灰?guī)r區(qū)，灰?guī)r埋藏較深的，可結(jié)合場(chǎng)地周邊情況考慮充分利用上層土層，作為復(fù)合地基，本工程中，經(jīng)過測(cè)算，軟基處理方案在工期及造價(jià)上均優(yōu)于樁基方案。

3.2灰?guī)r區(qū)采用CFG樁，建議考慮土洞的影響，盡可能采用長(zhǎng)螺旋成樁，本工程中局部樁身充盈系數(shù)達(dá)到5倍以上。

3.3由于CFG樁灌注混合料時(shí)對(duì)地下水水壓產(chǎn)生影響，可能造成局部范圍的流砂、地面塌陷等現(xiàn)象，施工中應(yīng)密切監(jiān)控周邊情況。