某工民建復(fù)合地基工程施工分析

郝銀平

摘 要：某工程由于天然地基基底承載力不能滿足上部荷載要求，采用人工挖孔置換樁復(fù)合地基對外框筏板地基土進(jìn)行加固處理，對中筒范圍采取C15毛石混凝土換填處理，在保證安全生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：復(fù)合地基；施工處理；質(zhì)量保證；安全管理

1 工程概況

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162.75m，總建筑面積為139918m2，屬一類高層公共建筑，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級。

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(qiáng)風(fēng)化泥巖等相對軟弱夾層，不能滿足設(shè)計要求，故需對塔樓地段地基進(jìn)行處理。中筒筏板要求處理后復(fù)合地基承載力特征值fak不小于1200kPa，地基的基床系KP=60000kN/m3；外框筏板要求處理后復(fù)合地基承載力特征值fak不小于800kPa，地基的基床系數(shù)KP=45000kN/m3。

經(jīng)多種方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，建議采用人工挖孔置換樁復(fù)合地基對外框筏板范圍內(nèi)的地基土進(jìn)行加固，樁端進(jìn)入中等風(fēng)化泥巖0.5m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(gòu)、性質(zhì)的分析，認(rèn)為采用本方案進(jìn)行加固處理技術(shù)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

擬建場地地貌單元屬Ⅱ級階地。場地地形變化較大，孔口標(biāo)高為498.89～503.16m，高差為4.27m。

2.2 地層結(jié)構(gòu)

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（Q4ml）、第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+p1）、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+p1）和白堊系上統(tǒng)灌口組（K2g）泥巖組成，見表1。

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(bǔ)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(bǔ)給，水量豐富。場地環(huán)境類別為Ⅱ類，強(qiáng)透水層。擬建場地地下水對混凝土結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋不具腐蝕性，但對鋼結(jié)構(gòu)具有腐蝕性。

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

3 復(fù)合地基處理

3.1 外框筏板人工挖孔置換樁復(fù)合地基處理

人工挖孔置換樁徑1200mm（不含150mm護(hù)圈），樁長6.0m左右，進(jìn)入中風(fēng)化泥巖0.5m，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30cm，夯填度小于0.9。換填處理：采用C15毛石混凝土換填至中風(fēng)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(jìn)行處理的方案是適宜的。

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

（3）由于復(fù)合地基承載力高，無法進(jìn)行靜載試驗，本方案采用實測中風(fēng)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(fù)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(fù)合地基基床系數(shù)按45000～50000kN/m3、換填地基基床系數(shù)按60000kN/m3取值恰當(dāng)。

3.2 中筒筏板地基處理

中筒筏板要求處理后復(fù)合地基承載力特征值fak不于小1200kPa，根據(jù)成都地區(qū)類似工程處理經(jīng)驗，處理后復(fù)合地基承載力特征值fak很難達(dá)到1000kPa以上。且根據(jù)地勘報告顯示：樁間土大部分地段為細(xì)砂，處理有一定難度，處理費(fèi)用加上相應(yīng)檢測費(fèi)用，已和直接采用C15混凝土換填費(fèi)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(fēng)化泥巖頂面，平均深度約4.5m?；娱_挖按1∶0.1～1∶0.3放坡，換填總方量約3500m3。根據(jù)工程經(jīng)驗類比，其地基基床系數(shù)可達(dá)60000kN/m3以上。為保證基坑?xùn)|南側(cè)的護(hù)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）。

挖至中風(fēng)化泥巖頂面后，進(jìn)行3點(diǎn)載荷試驗，以準(zhǔn)確確定中等風(fēng)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(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）施工。

（2）樁端須進(jìn)入中等風(fēng)化泥巖內(nèi)不少于0.5m。

（3）樁體質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)：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+100mm，樁徑允許偏差-20mm，現(xiàn)場進(jìn)行抽樣檢查。護(hù)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(yīng)具備符合質(zhì)量要求的材質(zhì)試驗資料。

（5）認(rèn)真作好施工記錄。

（6）每臺班取樣一組送試驗室作樁試塊28d強(qiáng)度試驗。

（7）施工全過程有專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)質(zhì)量自檢。

（8）對建筑物測量控制樁、軸線應(yīng)專門保護(hù)。

（9）施工全過程配專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)質(zhì)量自檢。

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

（11）嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，確保樁端及換填深度進(jìn)入中風(fēng)化泥巖。

（12）施工結(jié)束后，嚴(yán)格按《建筑地基處理技術(shù)范圍》的有關(guān)要求進(jìn)行復(fù)合地基檢測。檢測合格后方可進(jìn)行下一步施工。

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

5 施工流程

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

6 結(jié)束語

人工挖孔置換樁處理地基的方式有著比單一樁處理地基無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，對于地質(zhì)條件比較復(fù)雜的場地，采用該方法進(jìn)行地基處理方式具有造價低，施工工期短，承載力較高，沉降量及差異沉降較小等優(yōu)點(diǎn)，值得推廣。

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