龍巖工業(yè)學(xué)校安置房基礎(chǔ)形式選擇

黃建寶

龍巖工業(yè)學(xué)校安置房為17層，建筑高度49.8 m，設(shè)地下室1 層(高度 4.5 m)，建筑占地面積(34.1 ×12.3)m2，設(shè)計室內(nèi)地坪標高為348.00 m，框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，擬采用片筏基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)，砌置深度5.5 m，單柱最大荷載約6 000 kN，基地壓力250 kPa，地基變形允許值不大于0.002L。

1 場地工程地質(zhì)條件

1.1 地形、地貌及地質(zhì)構(gòu)造

擬建場地位于龍巖市新羅區(qū)曹溪鎮(zhèn)蓮南路南側(cè)，臨近場地為5棟待建的龍祥安置小區(qū)建設(shè)用地。場地原為工業(yè)學(xué)校的操場，整體地勢平坦，原始地貌隸屬龍巖山間盆地，屬龍津河的Ⅱ級階地地貌單元。場地揭露土層為第四系(Qal+pl4)沖洪積物，基巖為二疊系棲霞組(P1q)灰?guī)r。根據(jù)《1/2.5萬龍巖盆地供水水文地質(zhì)勘探報告》及建筑物周圍的水文工程地質(zhì)勘察成果，并通過搜集區(qū)域地質(zhì)資料及勘察成果表明:場地內(nèi)及附近無新近形成的活動斷裂。本場地屬于深覆蓋型巖溶區(qū)，在巖溶、土洞一般發(fā)育的地質(zhì)作用分布區(qū)域內(nèi)。

1.2 巖土層概況

根據(jù)勘察鉆孔揭露情況，場地內(nèi)地層如下:

①素填土(Qml4)?；壹t、灰黃色，以粘性土為主，夾砂粒、植物根莖等，人工堆積成因。呈很濕、松散～稍密狀態(tài)。層厚0.50 m～0.80 m。填土?xí)r間15年以上。

②泥質(zhì)卵石(Qal+pl4)。黃、灰白、紅色，卵石占50%，礫石約15%～20%，磨圓一般，亞圓形，卵石粒徑一般20 mm～50 mm，礫石粒徑一般2 mm～20 mm，卵礫石成分多為強～中風(fēng)化的砂巖、粉砂巖，呈很濕，松散狀態(tài)。沖洪積成因。分布較不均勻。層厚0.70 m ～13.0 m。

③含少量角礫粉質(zhì)粘土(Qal+pl4)。深黃、灰黃色，干強度、韌性中等，稍有光滑～光滑，無搖振反應(yīng)，以粉質(zhì)粘土為主，角礫約占10%～20%，碎石約5%，成分以棱角狀硅質(zhì)巖、粉砂巖為主。呈強～中風(fēng)化狀，角礫粒徑2 mm～20 mm，碎石粒徑20 mm～40 mm，分布不均，局部富集，沖洪積成因。呈很濕，可～硬塑狀態(tài)。場地內(nèi)均有分布，最大揭露深度為66.62 m。

本層局部鉆孔底部發(fā)育有土洞。充填物成分以粘性土為主，含少量強風(fēng)化硅質(zhì)巖角礫，顏色呈灰黑色，呈飽和，流塑狀態(tài)，鉆探過程中有全泵量漏水及掉鉆現(xiàn)象。經(jīng)單柱單孔補充勘察，本場地內(nèi)發(fā)現(xiàn)5根柱位下分布有土洞，洞高3.20 m～5.50 m。

④中風(fēng)化灰?guī)r(P1q)?；?、灰黑色，棲霞組灰?guī)r，風(fēng)化程度中等，裂隙、節(jié)理較發(fā)育，裂隙主要由方解石充填，巖體呈碎塊～塊狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，芯較完整，多呈5 cm～20 cm的短柱—柱狀，最長達41 cm。屬較軟巖，較完整，巖體基本質(zhì)量等級類別Ⅳ類，采取率75%～95%，RQD值19～62。最大揭露厚度7.20 m。

本層局部鉆孔分布有溶洞，部分為空溶洞，大多為充填溶洞，充填物中碎石占10%～15%，其余為灰褐、灰黑色含少量角礫粉質(zhì)粘土充填，碎石、角礫成分為硅質(zhì)巖、灰?guī)r。呈飽和，軟塑～可塑狀態(tài)。高度1.80 m ～3.20 m。

1.3 巖土層設(shè)計參數(shù)

根據(jù)勘察報告，場地內(nèi)各巖土層設(shè)計參數(shù)見表1。

表1 各巖土層設(shè)計參數(shù)表

2 基礎(chǔ)形式選擇

凡是基礎(chǔ)直接建造在未經(jīng)加固的天然土層上時，這種地基稱之為天然地基。若天然地基土質(zhì)很軟弱，不能滿足地基強度和變形等要求時，則事先要經(jīng)過人工處理后再建造基礎(chǔ)，這種地基加固稱之為地基處理。地基處理的目的是提高地基的抗剪切強度，降低地基的壓縮性，介以減少地基的沉降或不均勻沉降，通過處理用以改良地基土的工程特性。

從工程地質(zhì)剖面圖可看出，場地中局部分布有土洞，若直接采用天然地基，經(jīng)計算有土洞分布地段地基承載力和變形不能滿足設(shè)計要求，且國家勘察規(guī)范明確規(guī)定土洞發(fā)育區(qū)為地基危險地段，未經(jīng)處理不能直接作為建設(shè)場地，因此須對此進行處理。

2.1 樁基方案

若采用預(yù)制樁，因上部有②泥質(zhì)卵石層分布，③含少量角礫粉質(zhì)粘土局部礫石含量富集，沉樁困難，難以施工，且下部的土洞還必須采用低壓注漿充填，施工成本大;若選用鉆孔灌注樁，則樁端要進入灰?guī)r，但因灰?guī)r面起伏較大，樁長40 m～55 m不定，且部分鉆孔基巖面較深，最深鉆孔70 m未見基巖，端承樁與摩擦樁兩種樁型共同使用，易造成建筑物不均勻沉降，地基變形無法滿足要求。綜上所述，本場地不宜采用樁基礎(chǔ)。

2.2 片筏基礎(chǔ)加土洞地基處理方案

本工程在地下室開挖后，基底土質(zhì)為③含少量角礫粉質(zhì)粘土，局部為②泥質(zhì)卵石層?？紤]到②泥質(zhì)卵石層地基承載力特征值較高，能直接滿足設(shè)計要求，③含少量角礫粉質(zhì)粘土厚度大，工程地質(zhì)性能較好，勘察報告提供地基承載力特征值介于設(shè)計要求的臨界值附近。為了更為準確、直接的取得③含少量角礫粉質(zhì)粘土層地基承載力，進行了淺層平板載荷試驗。

2.3 淺層平板載荷試驗

為了優(yōu)化基礎(chǔ)方案，在擬建工業(yè)學(xué)校安置房和臨近龍祥安置小區(qū)場地內(nèi)選取6個點進行淺層平板載荷試驗。

1)試驗點有關(guān)參數(shù)見表2。

2)試驗方法及儀器設(shè)備。地基土淺層平板載荷試驗按照國家行業(yè)標準GB 50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定進行，試驗靜荷載由安裝在板頂?shù)挠蛪呵Ы镯斶M行逐級加荷，千斤頂所需的反力由混凝土塊堆載壓重平臺承擔(dān)。

試驗加荷方式為慢速維持荷載法，分八級加載。各試驗點每級荷載增量均為62.5 kPa，最大試驗荷載均加至500 kPa，均未出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，各試驗點在最大壓力作用下板頂總沉降量分別為9.76 mm，8.88 mm，23.82 mm，20.37 mm，17.05 mm，16.70 mm，各試驗點P—s曲線均呈緩變形，均取s/b=0.01所對應(yīng)的壓力(b為壓板直徑)為各試驗點的承載力特征值。

表2 試驗點有關(guān)參數(shù)

3)試驗結(jié)果匯總表。

各試驗點載荷試驗結(jié)果見表3。

表3 各試驗點載荷試驗結(jié)果

試驗結(jié)論:試驗點1號～6號所統(tǒng)計的③含少量角礫粉質(zhì)粘土的地基承載力特征值為250 kPa。

2.4 土洞地基處理

基礎(chǔ)施工前，對場地內(nèi)發(fā)現(xiàn)的土洞進行充填處理，采用沖孔灌注樁成孔工藝，沖孔到達土洞深度部位時，拋填整袋425號水泥若干包，并用重錘沖擊成孔，終孔后灌注C20素混凝土進行充填土洞，根據(jù)土洞處理施工的施工記錄，各樁的充盈系數(shù)在1.10～3.36之間。為評價與檢測加固效果，28 d后抽取4個點位，在樁位周邊進行鉆孔內(nèi)標準貫入試驗和重型圓錐動力觸探試驗，檢測結(jié)果均符合設(shè)計，達到地基處理目的。本工程基礎(chǔ)采用片筏基礎(chǔ)加土洞注漿處理，這樣既保證了建筑物的安全，又節(jié)省了工程造價，取得良好的經(jīng)濟效益。

3 結(jié)語

1)地基承載力特征值的確定可根據(jù)原位測試、公式計算等方法確定，但高層建筑物對承載力要求較高，有條件時盡量進行載荷試驗綜合確定。

2)本工程基礎(chǔ)形式采用片筏基礎(chǔ)加土洞注漿處理方案，為臨近的5棟龍祥安置小區(qū)住宅樓基礎(chǔ)的選型提供了借鑒經(jīng)驗，既節(jié)省了資金，又縮短了工期。

3)本工程土洞處理的方法是采用沖孔灌注樁成孔工藝，終孔后灌注C20素混凝土進行充填土洞。此方法與采用高壓旋噴注漿方法工藝不同，為巖溶地區(qū)土洞處理提供了新的處理方法。

4)制定基礎(chǔ)方案時，應(yīng)充分掌握場地的工程地質(zhì)條件，選用合理的基礎(chǔ)形式和持力層是降低工程造價和施工工期的關(guān)鍵。

［1］ GB 50021-2001，巖土工程勘察規(guī)范［S］.

［2］ JGJ 79-2002，建筑地基基礎(chǔ)處理技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］ 龔曉南.復(fù)合地基理論及工程應(yīng)用［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.

［4］ 林宗元.簡明巖土工程勘察設(shè)計手冊(上冊)［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003.

［5］ 朱佩寧.淺談軟土場地地基基礎(chǔ)方案選擇［J］.山西建筑， 2010，36(17):99-100.