復合地基施工處理方案探討

潘月亮，鄧旭東

(中國華西企業(yè)股份有限公司第十二建筑工程公司，四川成都610081)

1 工程概況

本項目位于成都市人民南路與東御街交匯處的東南面，北鄰天府廣場，南靠規(guī)劃中的染房街商業(yè)步行街，東接待建的成都國際商城，西靠人民南路。

本工程為地下5層、地上37層的商場、辦公、餐飲性質(zhì)的超高層建筑，總高度為162.75 m，總建筑面積為139 918 m2，屬一類高層公共建筑，地基基礎設計等級為甲級。擬建建筑物性質(zhì)見表1。

表1 擬建建筑物性質(zhì)一覽表

由于擬建物塔樓荷載較大，根據(jù)《項目巖土工程勘察報告》，塔樓地段基底下分布砂層、全～強風化泥巖等相對軟弱夾層，不能滿足設計要求，故需對塔樓地段地基進行處理。中筒筏板要求處理后復合地基承載力特征值fak不小于1 200 kPa，地基的基床系數(shù)KP=60 000 kN/m3;外框筏板要求處理后復合地基承載力特征值fak不小于800 kPa，地基的基床系數(shù)KP=45 000 kN/m3。

經(jīng)多種方案技術經(jīng)濟比較，建議采用人工挖孔置換樁復合地基對外框筏板范圍內(nèi)的地基土進行加固，樁端進入中等風化泥巖0.5 m以上;對中筒范圍采取C15毛石混凝土換填處理。通過對建筑場地地質(zhì)情況及建筑物結(jié)構、性質(zhì)的分析，認為采用本方案進行加固處理技術上可行。

2 場地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

擬建場地位于人民南路與東御街交匯處的東南面，北鄰天府廣場，地貌單元屬成都平原岷江水系Ⅱ級階地。場地地形變化較大，

孔口標高為498.89～503.16 m，高差為4.27 m。

2.2 地層結(jié)構

在擬建場地勘探深度范圍內(nèi)的地層主要由第四系人工填土層(Qm14)、第四系全新統(tǒng)沖洪積層(Qal+p14)、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層(Qal+p13)和白堊系上統(tǒng)灌口組(Kg2)泥巖組成，見表2。

表2 巖土層的工程物性指標建議值

2.3 地下水

本工程場地地下水類型為上層滯水、孔隙潛水和基巖裂隙水。上層滯水主要富存于場地上部的填土中，僅局部分布，靠大氣降水和管溝滲漏補給，埋藏較淺，無統(tǒng)一水面，水量較小，易于疏排;孔隙潛水主要富存于第四系砂卵石層中，受大氣降水和岷江水系地下水徑流補給，水量豐富。場地環(huán)境類別為Ⅱ類，強透水層。擬建場地地下水對混凝土結(jié)構和混凝土結(jié)構中的鋼筋不具腐蝕性，但對鋼結(jié)構具有腐蝕性。

場地基坑挖至設計墊層底標高以上300 mm時，CFG樁開始施工。最大樁長約11.00m，樁長標高約為496.50m，故在CFG樁前施工前，基坑需進行降水。

3 復合地基處理

3.1 外框筏板人工挖孔置換樁復合地基處理

人工挖孔置換樁徑1 200 mm(不含150 mm護圈)，樁長6.0 m左右，進入中風化泥巖0.5 m，按正方形布樁。A區(qū)布樁置換率m=0.168，B區(qū)布樁置換率m=0.216，褥墊層厚度30 cm，夯填度小于0.9。

換填處理:采用C15毛石混凝土換填至中風化泥巖頂面。

(1)根據(jù)場地地質(zhì)情況、地基承載力與地基基床率數(shù)值要求，結(jié)合成都地區(qū)類似工程經(jīng)驗，本工程中筒部分采用換填處理，基余部分采用人工挖孔置換樁進行處理的方案是適宜的。

(2)復合地基設計參數(shù)選取恰當，計算模型正確，計算無誤，圖示清楚，設計方案合理，可作為施工依據(jù)。

(3)由于復合地基承載力高，無法進行靜載試驗，本方案采用實測中風化泥巖的樁端端阻力特征值及樁周側(cè)阻力特征值，再計算復合地基承載力的間接方法可行，可作為竣工驗收依據(jù)。

(4)根據(jù)工程類比經(jīng)驗，復合地基基床系數(shù)按45 000～50 000 kN/m3、換填地基基床系數(shù)按60 000 kN/m3取值恰當。

3.2 中筒筏板地基處理

中筒筏板要求處理后復合地基承載力特征值fak不于小1 200 kPa，根據(jù)成都地區(qū)類似工程處理經(jīng)驗，處理后復合地基承載力特征值fak很難達到1 000 kPa以上。且根據(jù)地勘報告顯示:樁間土大部分地段為細砂，處理有一定難度，處理費用加上相應檢測費用，已和直接采用C15混凝土換填費用相近，且工期較長，故中筒筏板地基建議采用C15混凝土換填，換填濃度至中等風化泥巖頂面，平均深度約4.5 m。基坑開挖按1∶0.1～1∶0.3放坡，換填總方量約3 500 m3。根據(jù)工程經(jīng)驗類比，其地基基床系數(shù)可達60 000 kN/m3以上。

為保證基坑東南側(cè)的護壁安全，要求換填施工時要求分塊分步換填，換填時分塊交接處須將泥土處理干凈(圖1)。

圖1 地基處理方案

挖至中風化泥巖頂面后，進行3點載荷試驗，以準確確定中等風化泥巖的承載力特征值。

4 施工質(zhì)量控制

(1)按《建筑地基處理技術規(guī)范》(JGJ 79－2002)施工。

(2)樁端須進入中等風化泥巖內(nèi)不少于0.5 m。

(3)樁體質(zhì)量控制標準:樁位允許偏差≤0.40D。樁垂直度偏差不超過1.0%，樁長允許偏差+100 mm，樁徑允許偏差－20 mm，現(xiàn)場進行抽樣檢查。護壁采用C20混凝土，樁芯采用C25混凝土，采用振動棒振實。

(4)水泥、砂、卵石應具備符合質(zhì)量要求的材質(zhì)試驗資料。

(5)認真作好施工記錄。

(6)每臺班取樣一組送試驗室作樁試塊28 d強度試驗。

(7)施工全過程有專業(yè)技術人員負責質(zhì)量自檢。

(8)對建筑物測量控制樁、軸線應專門保護。

(9)施工全過程配專業(yè)技術人員負責質(zhì)量自檢。

(10)在施工過程中如發(fā)現(xiàn)異常情況，須進行施工勘察，以進一步確定處理深度及處理范圍。

(11)嚴格控制施工質(zhì)量，確保樁端及換填深度進入中風化泥巖。

(12)施工結(jié)束后，嚴格按《建筑地基處理技術范圍》及《四川省地基質(zhì)量檢測若干規(guī)定》的有關要求進行復合地基檢測。檢測合格后方可進行下一步施工。

(13)經(jīng)地基處理后的建筑應進行地基變形驗算，并按規(guī)定進行沉降觀測。

5 施工流程

為避免中筒換填施工對復合地基施工造成影響，故先進行換填施工，再進行復合地基處理施工。流程如下:基坑開挖至設計標高(基底墊層底標高以下200 mm)→中筒開挖至設計深度→C15混凝土換填→人工挖孔至設計深度(進入中等風化泥巖0.5 m以上)→樁底深井載荷試驗→填料(C25混凝土)振搗密實，直至設計樁頂標高→樁身完整性檢測→人工撿底并裁樁→鋪設并壓實。

6 安全生產(chǎn)保證措施

為確保人身及財產(chǎn)安全，貫徹“安全第一、預防為主”的方針，施工中必須加強安全措施管理，以保證施工順利進行。

6.1 施工前期準備

(1)取得相應的工程地質(zhì)，施工前場地水文地質(zhì)特證，地下管網(wǎng)，相鄰建筑物的相關資料。

(2)根據(jù)前期基礎資料，組織總工辦及項目部編制工程施工方案安全技術措施和事故應急措施，經(jīng)技術部門審批及監(jiān)理單位簽字后進行施工。

(3)施工前針對人工挖孔置換樁施工特點、工藝、安全技術要求，對所有從事樁作業(yè)的工作進行安全教育、現(xiàn)場急救知識培訓和急救搶險培訓。

(4)樁作業(yè)前必須對施工人員進行針對性的安全技術交底，進行班前教育，做好班前教育記錄。

(5)現(xiàn)場配備漏電保護器、安全帽、絕緣膠鞋等用具。

(6)施工中的用電機具需由持證電工安裝和拆除。