巖石山坡地區(qū)基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)

郝利君

1 工程概況

本工程位于山西省陽(yáng)城縣縣城,為8層～12層住宅樓,上部結(jié)構(gòu)采用異型柱框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。擬建場(chǎng)地地形總體西南部高,東部逐漸變低,北側(cè)為陡坎,總體標(biāo)高介于631.97 m～616.60 m,高差約15.37 m。場(chǎng)地土類型為巖石～中硬土,建筑場(chǎng)地類別為1類～2類,場(chǎng)地地震設(shè)防烈度為6度,設(shè)計(jì)地震基本加速度為0.05g,設(shè)計(jì)地震分組為第三組。根據(jù)甲方提供的勘察報(bào)告,場(chǎng)地土層情況如表1所示。由于場(chǎng)地高差較大,土層分布不均,各層土厚度在場(chǎng)地內(nèi)分布差異較大,除8號(hào)、9號(hào)樓外,其余樓座基礎(chǔ)持力層均不位于同一土層,基底一部分已經(jīng)位于第⑤層石英砂巖層,而另一部分距離砂巖層仍有十幾米到二十米的高度。基礎(chǔ)持力層存在很大差異,故在本工程設(shè)計(jì)中解決基礎(chǔ)選型問(wèn)題至關(guān)重要,經(jīng)過(guò)認(rèn)真的分析比較采用了部分獨(dú)立基礎(chǔ)加部分樁基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案。樁基礎(chǔ)采用大直徑人工挖孔灌注樁。

表1 場(chǎng)地土層情況

2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)介紹

經(jīng)過(guò)多種方案比較,最終選擇了如下的混合基礎(chǔ)形式的基礎(chǔ)方案:1)基礎(chǔ)持力層為石英砂巖層的部分采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)(剪力墻下為帶梁條基或者筏板)。2)基礎(chǔ)底標(biāo)高距離石英砂巖層小于3 m時(shí)采用附加短柱的獨(dú)立基礎(chǔ)。3)基礎(chǔ)底標(biāo)高距離石英砂巖層大于3 m時(shí)采用人工挖孔樁基礎(chǔ)。7號(hào)樓①軸～⑩軸為柱下獨(dú)立基礎(chǔ),?軸～ ?軸為附加短柱的獨(dú)立基礎(chǔ),?軸～ 27軸為樁基礎(chǔ)。

柱下獨(dú)立基礎(chǔ),采用PKPM系列JCCAD軟件進(jìn)行設(shè)計(jì);對(duì)于附加短柱的獨(dú)立基礎(chǔ),設(shè)計(jì)中參考構(gòu)造手冊(cè)中工業(yè)廠房高杯口基礎(chǔ)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì),上部框架柱邊距離短柱柱邊不小于250 mm,通過(guò)附加短柱比上部框架柱有較大的截面慣性矩來(lái)保證框架柱在短柱頂部的嵌固,以此保證不增加框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度。短柱按照構(gòu)造配筋,基底面積按照短柱基礎(chǔ)的實(shí)際埋深分別進(jìn)行地基承載力修正后進(jìn)行計(jì)算。短柱基礎(chǔ)構(gòu)造見(jiàn)圖1。

樁基礎(chǔ)分別采用800 mm,1 000 mm,1 200 mm三種大直徑人工挖孔灌注樁基礎(chǔ),樁長(zhǎng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)確定,實(shí)際樁長(zhǎng)3 m～20 m不等,要求樁進(jìn)入巖層不小于0.5 m?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為C30,縱向鋼筋采用二級(jí)鋼直徑14,螺旋箍圓8間距200,樁體通長(zhǎng)配筋。對(duì)樁進(jìn)行擴(kuò)底,擴(kuò)底尺寸為:直徑800 mm的樁擴(kuò)為1 600 mm;直徑1 000 mm的樁擴(kuò)為1 800 mm;直徑1 200 mm的樁擴(kuò)為2 000 mm。擴(kuò)底構(gòu)造如圖2所示。

單樁極限承載力特征值:直徑800 mm為3 400 kN,直徑1 000 mm為 5 000 kN,直徑 1 200 mm為6 000 kN。所有工程樁均進(jìn)行了低應(yīng)變檢測(cè),按照規(guī)范要求進(jìn)行了單樁靜載試驗(yàn)。靜載試驗(yàn)表明樁基滿足設(shè)計(jì)要求及規(guī)范規(guī)定。

3 樁基礎(chǔ)穩(wěn)定性問(wèn)題

由于本場(chǎng)地為坡地,土層、巖層均為傾斜分布,部分樁位于巖層的陡峻部位須考慮其穩(wěn)定問(wèn)題,采取了如下措施:1)如果此樁的上坡方向有距離比較近的樁,且這根樁位于比較平緩的巖層,則將此樁與上坡方向的樁承臺(tái)連為整體。2)如果上坡方向樁離此樁較遠(yuǎn)則加大與此樁相連的基礎(chǔ)梁截面及配筋,加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性,來(lái)保證陡峻部位樁的穩(wěn)定性,如圖3所示。

4 基底空洞的處理

根據(jù)物探報(bào)告、巖土工程勘察報(bào)告,場(chǎng)地范圍內(nèi)存在空洞,由于本工程采用一柱一樁的樁基礎(chǔ),如果樁底出現(xiàn)空洞沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)有可能帶來(lái)嚴(yán)重后果,所以在每個(gè)樁孔開(kāi)挖后都對(duì)樁底進(jìn)行了鉆探,鉆探范圍為樁端以下5 m～7 m。發(fā)現(xiàn)空洞處全部進(jìn)行了注漿處理。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程由于場(chǎng)地條件復(fù)雜,場(chǎng)地高差較大,巖層分布陡峭,所以給基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的難度,經(jīng)過(guò)分析比較,最終采用了獨(dú)立基礎(chǔ)加樁基礎(chǔ)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案,本基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案于2008年5月5日通過(guò)了專家論證會(huì)的論證,專家一致認(rèn)為此方案設(shè)計(jì)安全、合理。目前本工程的11棟樓已全部封頂,經(jīng)沉降觀測(cè),變形很小,沉降穩(wěn)定,滿足國(guó)家規(guī)范要求。

在巖石坡地進(jìn)行基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)須注意以下事項(xiàng):1)建筑場(chǎng)地必須是穩(wěn)定的,不得將基礎(chǔ)支撐于邊坡潛在的滑動(dòng)體上。2)樁基必須支承于穩(wěn)定巖層以下足夠深度,來(lái)保證樁基的穩(wěn)定性。3)樁端巖層為斜面時(shí),應(yīng)對(duì)此樁基承臺(tái)與其他較穩(wěn)定基礎(chǔ)采取有效拉結(jié)措施。4)樁基成孔過(guò)程不應(yīng)產(chǎn)生擠土效應(yīng),應(yīng)采用人工挖孔樁等成孔方式。

[1]GB 50007-2002,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]JGJ 94-94,建筑樁基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]劉惠珊.地基基礎(chǔ)工程283問(wèn)[M].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2002.

[4]馬 捷,鐘演材,李文雄.嵌H型鋼樁在基礎(chǔ)工程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].山西建筑,2008,34(27):125-126.