關(guān)于卵石地基高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計分析

東莞市建筑設(shè)計院有限公司 523000

摘要：本文主要分析了卵石地基高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計，闡述了在當(dāng)前形勢下，加強(qiáng)高層建筑卵石地基基礎(chǔ)設(shè)計的重要性，針對目前在高層建筑地基設(shè)計中相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究。筆者通過研究，總結(jié)和歸納自身多年工作經(jīng)驗，提出一些加強(qiáng)高層建筑卵石地基設(shè)計的對策。希望通過本文的分析能幫助相關(guān)高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計單位提高卵石地基設(shè)計工作水平和質(zhì)量，能更好地做好設(shè)計工作。

關(guān)鍵詞：卵石地基；高層建筑；基礎(chǔ)設(shè)計分析

高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計是一項十分復(fù)雜且重要的工作，設(shè)計工作包括很多方面，而卵石地基的設(shè)計工作作為整個高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計系統(tǒng)中最重要的組成部分，其設(shè)計工作水平和質(zhì)量將直接影響著整個高層建筑工程的施工質(zhì)量，關(guān)系著后期工程的使用周期和使用壽命，甚至?xí)绊懭藗兩踩?。因此，探討、分析高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計具有重要的作用和意義，只有相關(guān)高層建筑工程管理工作人員重視工作、研究卵石地基的設(shè)計，最終，才能積極尋找高層建筑卵石地基基礎(chǔ)設(shè)計的相關(guān)設(shè)計方案，從而提高整個卵石地基高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計工作的水平和質(zhì)量。

一、工程概況

關(guān)于卵石地基高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計分析，我們主要結(jié)合工程實例進(jìn)行探究。本文主要借鑒了某建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計及地基處理，對卵石地基在高層建筑中的基礎(chǔ)設(shè)計進(jìn)行分析。

某建筑總建筑面積為36000平方米，高度為100米，分為地上和地下兩個部分，主樓的基底面積為40*40平方米，地下建筑有停車場、設(shè)備及人防用房等。該工程的地質(zhì)條件相對穩(wěn)定，土層主要有雜填土、粉土、粉質(zhì)粘土等，圓礫卵石層主要的成分有卵石、砂等進(jìn)行填充。圓礫卵石層的上部屬于粘土質(zhì)，下部屬于砂質(zhì)，并且地下水的類型分為兩種，在雜填土中的類型為上部滯水，主要的成分是雨水或是生活用水等，圓礫卵石層地下水的類型主要是下部承壓水，并且水位的變化影響著建筑物的基礎(chǔ)設(shè)施及地基的承受力。該地區(qū)其他的高層建筑物主要的基礎(chǔ)一般采用的是大直徑的鉆孔或是沉管灌注樁以及鋼筋混凝土預(yù)制樁，但是，存在一定的缺陷。

二、卵石地基的基礎(chǔ)設(shè)計

（一）基礎(chǔ)設(shè)計方案

該地區(qū)的地形地貌特點和地質(zhì)構(gòu)造的主要特點有：基巖埋藏較深，最高可達(dá)83米；圓礫卵石層的厚度可達(dá)62米，其上層的覆蓋層的厚度可達(dá)11米，在通常情況下不能作為建筑物的地基持力層；另外地下水位高且隨季節(jié)變化較大。根據(jù)這些特點，我們設(shè)計了相關(guān)的方案：本建筑主要采用的是筏板基礎(chǔ)并且對地基進(jìn)行加固。由于該地區(qū)的圓礫卵石層埋藏在8米左右并且層面較為穩(wěn)定且承載力度高，因此，設(shè)計時持力層的筏板淺基礎(chǔ)主要采用的是圓礫卵石層。同時，主樓板的埋深占整個建筑物高度的1/12。由于圓礫卵石層的上部不能將地基的承載力以及壓縮性很好的體現(xiàn)出來，因此在進(jìn)行設(shè)計的時候?qū)⒎ぐ逑碌穆咽瘜幼隽藟毫酀{處理，使筏板下的卵石層可以固結(jié)在一起，增加了地基的承載力，保證了建筑物的安全。但是，在該設(shè)計方案中，還存在以下幾個問題：1、圓礫卵石層作為高層建筑的地基，是否存在沉降不均勻的問題。2、在圓礫卵石層內(nèi)進(jìn)行灌漿加固地基，這種地基處理方式的效果如何。3、地下水位的高低對卵石層面的地基的影響如何考慮等。因此，我們進(jìn)行了以下方面的研究。

（二）基礎(chǔ)設(shè)計研究

在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計時，要用高層建筑的淺基礎(chǔ)設(shè)計方法，對地基承載力、基礎(chǔ)沉降等方面進(jìn)行計算的時候，要按照相關(guān)的要求進(jìn)行。主要考慮以下幾個方面：

1、地基承載力設(shè)計

地基承載力的是高層建筑基礎(chǔ)中地基持力層最重要的設(shè)計參數(shù)，其承載力的參數(shù)值直接影響著基礎(chǔ)設(shè)計的安全和成本的高低。對于圓礫卵石層的地基承載力的參考值，我們主要可以結(jié)合《地質(zhì)報告》中的動力觸探范圍值、當(dāng)?shù)亟?jīng)驗數(shù)值、以及地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范中的承載力取值范圍進(jìn)行計算。綜合這些取值范圍，我們最終確定以當(dāng)?shù)氐脑O(shè)計經(jīng)驗取值為主，該取值不僅計算方便，而且更加符合地基設(shè)計規(guī)范值。在經(jīng)過對地基深度及寬度修正后，得出的承載值比較符合該建筑物的設(shè)計情況。

2、地基基礎(chǔ)沉降的計算

地基基礎(chǔ)設(shè)計的一個重要的內(nèi)容就是將地基基礎(chǔ)沉降范圍值限定在規(guī)定的取值范圍內(nèi)，因此，本次對于地基基礎(chǔ)沉降值的計算方式主要采用了以下幾種：《地基規(guī)范》中的方法、彈性力學(xué)方法以及《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計綜合手冊》中的方法。其中《地基規(guī)范》中的方法主要是采用的簡化分層總和法，再對基低壓力計算時采用附加壓力值；《手冊》中的計算方式主要采用大基礎(chǔ)天然地基的沉降計算，并在對沉降量的計算過程中采用了基坑的地基回彈。而按彈性力學(xué)方法計算沉降值的結(jié)果偏大，主要是因為對地基沉降設(shè)計時持力層是單一的勻質(zhì)土層，所以采用的是建立在彈性半空間地基模型上的計算方法，而在設(shè)計中沒有對地基中的變形模量隨深度的變化而產(chǎn)生的影響進(jìn)行考慮，因此導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏大。

由于對地基基礎(chǔ)的沉降值還沒有一個準(zhǔn)確的算法，因此具有不確定性，所以在施工完成前對沉降的計算存在很大的難度，只能估算一個大致的范圍，所以在進(jìn)行取值時，要進(jìn)行綜合考慮。

3、地下水的影響

我們在對基坑進(jìn)行開挖時，雜填土中的上部滯水隨之排出并對基層開挖和持力層沒有造成影響。但是處于下部的承壓水則對其的影響較大。地下水會隨著周圍江河水位的增長而增加，因此要在周圍的水源處于枯水期的時候進(jìn)行開挖。并且要在地基基坑內(nèi)挖出集水井進(jìn)行對地下水的排放，盡量降低地下水對地基基坑和持力層帶來的不利影響。

4、地基壓力灌漿設(shè)計

在對地基沉降值進(jìn)行估算時選擇的范圍，雖然可以滿足設(shè)計要求，但是在實際的應(yīng)用中取值偏大。取值偏大的后果就是在進(jìn)行對建筑的管網(wǎng)、道路進(jìn)行設(shè)計時，需要采取預(yù)留沉降等多種措施。同時，持力層的圓礫卵石層上部級配質(zhì)量較差且分布不均，由此引發(fā)了地基的壓縮量增大，導(dǎo)致了基礎(chǔ)地基存在不均勻沉降或是大范圍沉降，這種情況是要堅決避免的。因此，針對這些問題，采取了對圓礫卵石層上部進(jìn)行壓力灌漿的處置措施，主要是為了達(dá)到持力層均勻以及提高地基的承載力的目的。

在對地基大面積開挖時，由于圓礫卵石層上部的孔隙進(jìn)行發(fā)育擴(kuò)大，導(dǎo)致滲透性隨之增強(qiáng)，因此，如果剛剛開挖到持力層就開始進(jìn)行灌漿，達(dá)不到應(yīng)有的效果。所以，我們可以考慮以下措施，先澆筑兩米厚的鋼筋混凝土筏板，并在筏板內(nèi)預(yù)留灌漿套管，過一段時間后進(jìn)行鉆孔灌漿，不僅可以保證灌漿的效果，而且還可以加快施工速度。在進(jìn)行灌漿時，灌漿孔應(yīng)采用梅花形進(jìn)行布置，結(jié)合地基沉降的發(fā)生的范圍進(jìn)行灌漿，可以節(jié)約成本。并且同時采用套管護(hù)臂，用鉆機(jī)將護(hù)臂套管分為三段，從下往上灌漿，灌漿材料的水灰比要逐漸變濃，灌漿的順序要分序孔分別進(jìn)行。

我們在進(jìn)行對基礎(chǔ)持力層的圓礫卵石層進(jìn)行設(shè)計計算時，為了保證設(shè)計的安全可靠，我們分別對承壓板荷載、灌漿層動力觸探、筏板下地基反力實測以及基礎(chǔ)的沉降觀測等不同的實驗。通過實驗我們可以發(fā)現(xiàn)圓礫卵石層在高層建筑中擁有良好的承載能力，而且更為經(jīng)濟(jì)、適用。

結(jié)束語

綜上所述，本文主要分析了卵石地基高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計方案，通過這些分析確定了卵石地基在高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計上的可行性。筆者希望更多的專業(yè)人士能投入到該課題研究中，針對文中存在的不足，提出指正建議，為提高我國卵石地基高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計工作做出重要的貢獻(xiàn)。

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