關(guān)于巖土基礎(chǔ)類型的選取問題與分析

【摘 要】據(jù)作者多年工作中積累的經(jīng)驗，了解到巖土工程地基選取問題很多并且相對復(fù)雜。巖土工程基礎(chǔ)選取的任務(wù)是查明情況，提供相關(guān)技術(shù)資料，分析和評價領(lǐng)域的工程地質(zhì)條件。就此，作者對以下幾種巖土工程基礎(chǔ)選取的類型、特點、評價方法及應(yīng)特別注意的問題做了簡要闡述。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；巖土基礎(chǔ)；基礎(chǔ)類型選取

巖土工程的勘察與設(shè)計是項目建設(shè)的基礎(chǔ)，其成果將直接影響建設(shè)項目的工程安全和造價，必須引起高度重視。巖土工程勘察的目的是運用各種勘察測試手段和方法，對建筑場地進行調(diào)查研究，分析判斷修建各種工程建筑物的地質(zhì)條件以及建設(shè)對自然地質(zhì)環(huán)境的影響。場地巖土工程勘察中對場地地質(zhì)環(huán)境條件，巖土層特征，不良地質(zhì)現(xiàn)象，地基穩(wěn)定性和適宜性，基礎(chǔ)類型及巖土參數(shù)的選擇等問題必須根據(jù)地質(zhì)調(diào)查，鉆探及現(xiàn)場原位測試和室內(nèi)測試等勘察資料進行詳細分析總結(jié)，結(jié)合擬建工程的特點等，按現(xiàn)行的國家相關(guān)規(guī)范規(guī)程和社會上現(xiàn)有的建筑施工技術(shù)進行綜合評價，提供多種適用的基礎(chǔ)類型，對不同類型的基礎(chǔ)型式的優(yōu)缺點進行分析比較，并提出一種最優(yōu)方案供業(yè)主及設(shè)計部門選擇。

1、天然地基淺基礎(chǔ)

天然地基淺基礎(chǔ)是工程建設(shè)中最常用的基礎(chǔ)類型，因其經(jīng)濟、施工技術(shù)方法簡單，成為建筑工程首選的基礎(chǔ)類型。它不僅適用于多層建筑，當(dāng)?shù)貙有再|(zhì)良好時地適用于小高層及高層建筑。場地淺部存在滿足擬建工程的荷載要求的地層是選用該類基礎(chǔ)的首要條件，除此外勘察中的還應(yīng)側(cè)重注意以下問題：

1.1地基土的均勻性：地基的過量變形將使建筑物損壞或影響其使用功能。特別是高壓縮性土、膨脹土、濕陷性黃土以及軟硬不均等不良地基上的建筑物，如果考慮欠周，就更容易因不均勻沉降而開裂損壞。

1.2地基的穩(wěn)定性：位于坡地下的建筑要考慮基礎(chǔ)的穩(wěn)定性?？辈熘胁粌H要考慮建筑物本身的荷載，還要考慮建筑附加荷載對邊坡穩(wěn)定性的影響，勘察深度要滿足穩(wěn)定性評價的要求，必要時可以建議采用深基礎(chǔ)。

1.3地下水：對底面位于潛水位以下的基礎(chǔ)，除應(yīng)考慮基礎(chǔ)開挖排水、坑壁護外，還應(yīng)考慮地基土泡水軟化、涌土、流砂等問題。

1.4當(dāng)多數(shù)地段淺部地層性質(zhì)良好，僅個別存在軟弱土，可考慮局部換填或采用樹根樁的加固措施。

2、筏板基礎(chǔ)和箱型基礎(chǔ)

筏板基礎(chǔ)和箱型基礎(chǔ)是高層、超高層建筑常用的深基礎(chǔ)類型?；A(chǔ)埋深較深，地基開挖深度大。地下室一般為2-4層，埋深一般為9-16m的居多。有些超高層建筑的基礎(chǔ)埋深可達20多米。此類深基礎(chǔ)具有造價高、風(fēng)險大、施工難的特點?？辈靾蟾姹仨殞ζ浒踩?，經(jīng)濟合理性，施工可行性進行透徹的、正確的、全面的論證和評價。勘察的側(cè)重點及應(yīng)注意的問題：

2.1查明和評價地下水的埋藏狀態(tài)及地層的透水性和富水性，強含水層的分布范圍。

2.2巖土層的特征、狀態(tài)分析評價要準(zhǔn)確，報告提供的巖土層的內(nèi)磨擦角（擊）和凝聚力（C）值要準(zhǔn)確，為基坑的設(shè)計、開挖和邊坡支護提供準(zhǔn)確巖土參數(shù)。

2.3對坑底的基礎(chǔ)持力層、下臥層及其以上巖土層壓縮變形特征進行分析，為地基沉降提供準(zhǔn)確的地質(zhì)參數(shù)。

2.4勘察報告應(yīng)對提供的基坑開挖和邊坡支護方案進行分析論述，確保工程安全。

2.5分析研究和論述基礎(chǔ)施工對周邊地區(qū)的現(xiàn)有建筑物的影響。如基坑降水對周邊地區(qū)地面沉降的影響，基坑開挖對周邊建筑物基礎(chǔ)的影響等。

3、預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)

由于預(yù)應(yīng)力管樁具有易施工、適應(yīng)地層廣、工期短等優(yōu)點.當(dāng)淺部地層不能滿足荷載要求時，此類樁型為首選的深基礎(chǔ)形式。選用此類基礎(chǔ)類型時，在勘察中除了做好常規(guī)的地基勘察評價內(nèi)容工作外，應(yīng)特別注意分析評價的以下問題：

3.1沉樁的可行性評價，即樁要穿過的上部的地層特性評價。人工填土中有無大的填石、上部地層中有無孤石，厚的砂、卵石層等。當(dāng)樁要穿過的上部地層有較厚的砂層或有硬殼層時，就要根據(jù)砂層的厚度和密實度或硬殼層的厚度和硬度進行具體分析論證評價，在考慮到砂層厚度時還要考慮打（壓）樁產(chǎn)生的擠土效應(yīng)，確定沉樁的可能性。

3.2當(dāng)強風(fēng)化層很薄或缺失時，樁端很容易落到中或微風(fēng)化巖面。對第三系泥巖等軟質(zhì)巖，可選用中風(fēng)化巖為樁端持力層。而大多數(shù)平原的灰?guī)r地區(qū)，在其巖面上往往有一層 1～5m 厚的流迥狀的風(fēng)化殘積軟土，往下直接就是中風(fēng)巖。當(dāng)中風(fēng)化巖面產(chǎn)狀較陡且選用作樁尖持力層時，巖面上覆流塑狀的風(fēng)化軟土對樁周無側(cè)壓力和摩阻力，容易使樁尖產(chǎn)生位移。同時樁尖在巖面處易產(chǎn)生彎曲并折斷。上述地層條件不宜采用預(yù)制基礎(chǔ)。

3.3管樁的擠土效應(yīng)是否會對成樁質(zhì)量、鄰近建筑物、道路、地下管線和基坑邊坡等產(chǎn)生不利的影響。

4、沉井基礎(chǔ)

沉井基礎(chǔ)主要用于軟土地基的一種地下構(gòu)筑物的基礎(chǔ)類型及橋梁工程在河海中的基礎(chǔ)類型。此類深基礎(chǔ)在基礎(chǔ)施工中采用特殊方法--在井內(nèi)挖土靠其白重下沉或?qū)谒闹軟_水靠其自重下沉。根據(jù)沉井施工的特殊方法，勘察評價的側(cè)重點是：

4.1查明和評價井下沉范圍內(nèi)土層的特點及其均勻性，特別是有無硬夾層。

4.2查明和評價沉井施工對周邊地基和建筑物的影響。

4.3查明和評價沉井井底的基礎(chǔ)持力層的產(chǎn)狀及其平整度。當(dāng)井底持力層采用巖層時，必須查明和評價巖面的產(chǎn)狀及其平整度，防止巖面傾角大使沉井傾斜而難于糾偏。

5、人工挖孔灌注樁

人工挖孔灌注樁具有工程質(zhì)量易控制，可多樁同時開工作業(yè)而工期短，造價較低等優(yōu)點。以前是深基礎(chǔ)中首選基礎(chǔ)類型，在廣東大量采用。其適用于地基均勻性較差，持力層起伏變化差異火且荷載較大的建筑工程?？辈斓倪^程中除做好常規(guī)勘察內(nèi)容的工作外，側(cè)重點和應(yīng)注意的問題如下：

5.1要查明和評價地層可挖性和井壁的穩(wěn)定性及其支護條件，查明和評價地層的有毒有害氣體。預(yù)測挖樁中可能出現(xiàn)潛在的安全問題。

5.2要查明和評價地下水的賦存狀態(tài)，地層富水性及透水性，強富水層的分布范圍。進行必要的水文地質(zhì)試驗，對挖樁施工中的地下水涌水量進行預(yù)測。特別是當(dāng)選擇中風(fēng)化巖作基礎(chǔ)持力層時，要十分注意基巖層富水性及透水性。

5.3選用強風(fēng)化為樁端持力層時要注意其泡水軟化現(xiàn)象。在七狀強風(fēng)化中不僅擴大頭施工困難，而且泡水軟化承載力迅速降低，宜選用砂狀或塊狀強風(fēng)化為持力層，勘察應(yīng)查明泡水不易軟化的強風(fēng)化層的埋深。

6、鉆沖孔灌注樁基礎(chǔ)

鉆沖孔灌注樁基礎(chǔ)具有適用于各類復(fù)雜地層，單樁承重荷載大等優(yōu)點，近年來在高層、超高層建筑及公路鐵路橋梁中得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)樁的受力不同又把鉆沖孔灌注樁分為摩擦樁和端承樁?？辈爝^程中除做好常規(guī)勘察內(nèi)容的工作外，側(cè)重點和應(yīng)注意的問題如下：

6.1對成孔的可行性進行評價。地層的穩(wěn)定性直接影響成孔，樁穿越的地層中有無太厚且易塌的軟土或砂礫層，對成孔的可行性進行分析論證評價，指出可能產(chǎn)生塌孔的層位并提出處理的方法。

6.2查明地下水的分布和狀態(tài)，對成樁的可行性進行預(yù)測。對樁穿越的強透水且厚度大的強富水層及地下逕流的狀態(tài)進行分析評價，預(yù)測地下水對注漿產(chǎn)生的影響，提供可采用的處理方案。

6.3做好室內(nèi)外的測試工作，提供準(zhǔn)確的樁周巖土摩擦力和樁端承載力參數(shù)。

6.4在孤石發(fā)育和巖溶地區(qū)，當(dāng)端承樁選用巖石作持力層時，須增加外孔查明穩(wěn)定的持力層，巖深地區(qū)宜一樁一孔，對大直徑樁宜一樁多孔?？紤]斜巖的情況，應(yīng)適當(dāng)加大鉆孔入巖深度。

7、結(jié)語

基礎(chǔ)選型首選成本低、施工簡單、質(zhì)量易控制的形式，一般的選擇順序是：淺基礎(chǔ)一預(yù)應(yīng)力管樁一人工挖孔樁一鉆、沖孔樁、樁筏式基礎(chǔ)。無論選擇哪種基礎(chǔ)，勘察除查明地層的物理力學(xué)特性外，還要注意施工的可行性、地下水的條件、持力層在施工開挖及地下水的作用下性質(zhì)的改變、周邊環(huán)境與施工的相互影響等幾個方面的因素，只有經(jīng)過全面的分析才能得出正確的基礎(chǔ)選型。