超高層建筑中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖層地基施工技術(shù)

摘要：超高層建筑施工中，地基施工成為整個(gè)施工工程的重點(diǎn)內(nèi)容，因?yàn)樵诘鼗┕ぶ袝?huì)遇到各種各樣的土層，比如本文研究的中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖層，如果地下水滲入巖層，將會(huì)影響地基的安全性，因此面對(duì)這種地基類型，最重要的就是降水。本文首先以某超高層建筑施工為例，概述了其施工特點(diǎn);其次介紹了施工工藝原理;最后探討了其施工步驟，僅供交流。

關(guān)鍵詞：超高層建筑;中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖層;地基;施工技術(shù)

在該工程制定方案之初，施工人員決定采用井點(diǎn)群井降水方法來完成降水的任務(wù)，但是經(jīng)過檢驗(yàn)方式，這種方式并不能將所有的地下水排除干凈，因此還需要采用挖掘明溝的方式來進(jìn)行第二次排水，經(jīng)過檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將兩種方法結(jié)合起來使用，效果明顯，但是因?yàn)楦叨冗^高，所以在施工期間要注意箱形基礎(chǔ)的質(zhì)量，在挖掘明溝時(shí)，也需要采用切割機(jī)，以此來保證挖掘的深度。

一、工程概況

某工程是某地區(qū)的標(biāo)志性建筑，屬于一項(xiàng)重點(diǎn)工程。該工程的建筑總面積達(dá)到9萬平米以上，高度為188m，主要分為地上45層、裙房部分3層以及地下結(jié)構(gòu)2層，屬于超高層建筑。該建筑的地基部分采用的是箱形基礎(chǔ)進(jìn)行施工，該基礎(chǔ)中，底板采用的是厚為1.8m的鋼筋混凝土筏板，結(jié)構(gòu)形式采用的是型鋼混凝土筒中筒結(jié)構(gòu);建筑的裙房部分是采用的獨(dú)立柱基進(jìn)行施工，結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)。在該工程中，主樓部分以及裙房部分的基礎(chǔ)埋深分別是17.500m、11.550m。

二、工程特點(diǎn)

從上述工程概況中，筆者能夠發(fā)現(xiàn)一個(gè)非常明顯的問題，即高度過高，盡管面對(duì)188m的高度，施工人員選擇使用箱形基礎(chǔ)，并且將這種基礎(chǔ)施工方式與天然基礎(chǔ)有機(jī)融合，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在解決高度問題的同時(shí)，也能夠減少工程成本支出，但是盡管如此，也需要多加注意，因?yàn)樵阡摶炷两Y(jié)構(gòu)施工期間，箱形基礎(chǔ)容易發(fā)生各種問題，尤其是其自身質(zhì)量不能保證的情況下，出現(xiàn)問題的可能性更大，所以在施工之前，需要對(duì)地基持力層進(jìn)行詳細(xì)認(rèn)真的分析與總結(jié)，最終制定出工程方案。

三、超高層建筑中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖層地基施工工藝原理

中風(fēng)化泥質(zhì)巖層在建筑工程施工中經(jīng)常會(huì)遇到，因其這種地基的特殊性，再加之建筑工程屬于超高層建筑，高度過高，因此需要選擇使用特殊的施工方法，通常情況下，面對(duì)這種基地，一般會(huì)選擇兩種施工技術(shù)方法，一種是井點(diǎn)群井降水法，另一種是明溝排水法，因本工程比較特殊，所以施工人員最終決定將兩者結(jié)合起來使用，其具體的施工工藝原理如下：

第一，相關(guān)施工人員應(yīng)該對(duì)該超高層建筑地基情況進(jìn)行充分的調(diào)查，了解具體情況，依據(jù)情況分析結(jié)果，設(shè)置排水設(shè)施，通過調(diào)查了解，該超高層建筑工程地下水主要呈現(xiàn)出階梯型的分布方式，另外，地基持力層上面覆蓋的土層其含水量非常高，在這種情況下，使用井群井降水法最為合理;第二，即便相關(guān)人員已經(jīng)設(shè)置排水設(shè)施，但是因?yàn)橥翆雍窟^高，因此無法阻止所有的進(jìn)入到中風(fēng)化泥質(zhì)砂層中，另外，因?yàn)樗吹牧飨驔]有固定的方向，所以單獨(dú)使用上述方法并不能完全的解決問題，因此還需要挖掘明溝，進(jìn)行第二次排水，將有可能進(jìn)入到中風(fēng)化泥質(zhì)砂層中的水都通過這條明溝排走，以此來解決該超高層建筑中地基所面臨的問題。但是因?yàn)樵摴こ痰鼗临|(zhì)十分堅(jiān)硬，普通的工具無法完成挖掘的任務(wù)，所以需要使用專門的挖掘工具，挖掘結(jié)束之后，由人工來清理基坑，進(jìn)而使得水流能夠完全的排出。

四、工藝流程及操作要點(diǎn)

1、工藝流程

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙來制定施工方案，施工開始之前對(duì)施工方案進(jìn)行仔細(xì)的研究，確定使用上述兩種方法之后，即可開始挖掘基坑。其主要的施工流程概括如下：第一，測(cè)量放線，以此來保證基坑邊線正確，與此同時(shí)做好標(biāo)高的控制工作;第二，基坑井點(diǎn)降水施工;第三，進(jìn)入到基坑的挖掘環(huán)節(jié);第四，建立基坑支護(hù)體系，支護(hù)體系搭建完成之后，進(jìn)入到下一施工環(huán)節(jié)，即第五步標(biāo)高抄測(cè)，至此井點(diǎn)降水施工基本結(jié)束，進(jìn)入到挖掘明溝的施工環(huán)節(jié)中，首先，利用切割機(jī)來切割地基持力層;其次，切割結(jié)束之后人工來清理基槽。完成上述兩個(gè)步驟之后，整個(gè)超高層建筑中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖層地基施工基本技術(shù)，但是需要注意的是，需要對(duì)地基承載力進(jìn)行再一次的復(fù)核考察，正式開始地基的施工工序。

2、井點(diǎn)選擇布置

該超高層建筑工程地下水主要呈現(xiàn)出階梯型的狀態(tài)，并且其屬于潛水類型，地基中的含水層全部都處在卵石層中，而且主要位于持力層的上方，該含水層滲透系統(tǒng)達(dá)到了每天50m，根據(jù)監(jiān)測(cè)其水流大致沿著東南方向流動(dòng)。該超高層建筑工程地下水大部分來源于雨水，以下部分來自于地表水，其主要是徑流的方式來泄流。在選擇井點(diǎn)時(shí)，需要根據(jù)工程的基礎(chǔ)埋深以及地下水埋深進(jìn)行分析，最終計(jì)算出地下水位的降深，為了達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，并不浪費(fèi)資源，我們可以選擇的方式有兩種，一是多層輕型井點(diǎn)，二是管井井點(diǎn)降水。由于該工程處于市中心，施工面積相對(duì)比較狹小，因此可以用管井井點(diǎn)降水措施更能滿足降水的要求。

3、基底明溝排水

根據(jù)分析，建筑主樓部分的地基土層處于中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖層，雖然這種土層密實(shí)度高，并且堅(jiān)硬，可以當(dāng)做防水板來避免出現(xiàn)滲透的情況，但是這種土層畢竟存在一定的縫隙，這就意味著會(huì)有少部分的水流入到其中，因此，為了提高地基部分的安全系數(shù)，我們必須要在基坑內(nèi)開挖明溝排水，以達(dá)到二次排水的效果。

4、地基施工

將基底部分進(jìn)行合理的劃分，然后根據(jù)各個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行基坑的清理，等到清理好一個(gè)區(qū)域之后，施工人員可對(duì)其澆筑混凝土，作為墊層，這樣做的目的是為了防止該區(qū)域受到外界條件的影響，從而降低持力層的堅(jiān)硬度與密實(shí)度，而沒有清理的區(qū)域，可以利用塑料布進(jìn)行遮掩，防止水流對(duì)其的軟化;（2）采用切割機(jī)與人工相配合的方式來清理基坑。首先，將巖層分為大小均勻的網(wǎng)格，然后采用切割機(jī)進(jìn)行切割，最后再采用人工的方式進(jìn)行挖掘。

5、地基承載力復(fù)核

5.1試驗(yàn)方法

主樓箱形基礎(chǔ)面積約為2200mz。荷載試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)點(diǎn)，在基坑內(nèi)均勻分布，采用平臺(tái)堆載裝置進(jìn)行試驗(yàn);所有儀器儀表在試驗(yàn)前均進(jìn)行整柵標(biāo)定;試驗(yàn)加載方式采用慢速維持荷載法，即逐級(jí)加載，每級(jí)荷載下樁頂沉降達(dá)相對(duì)穩(wěn)定后才能施加下一級(jí)荷載。共分12級(jí)加載，分級(jí)加載200kPa。最大加荷2400kPa;沉降觀測(cè)：每級(jí)加載后間隔10，10，10，15，15min測(cè)量一次，之后每隔30min測(cè)量一次并記錄;出現(xiàn)下列情況時(shí)，可終止加載：

承壓板周圍的土明顯側(cè)向擠出;沉降急劇增大，荷載沉降曲線出現(xiàn)陡降段;在穩(wěn)定荷載下，24h內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定;沉降量與承壓板直徑之比不小于0.06;達(dá)到反力裝置的最大承受能力;達(dá)不到極限荷載，而最大加載已達(dá)到要求的極限殍戡力。

5.2試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)點(diǎn)的荷載值都超出設(shè)計(jì)要求荷載800kPa，即中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖層可作為天然地基。本工程采用深基坑降水方式進(jìn)行排水，基礎(chǔ)開挖施工至接近基底標(biāo)高時(shí)采用切割機(jī)配合人工清槽的方式進(jìn)行施工，操作簡(jiǎn)便易行，適宜大面積推廣。

五、結(jié)語

綜上所述，可知雖然本工程只是一個(gè)特殊的案例，但是對(duì)其他超高層建筑地基施工具有一定的借鑒作用，尤其是降水方法方面。井點(diǎn)群井降水的方式操作簡(jiǎn)單，而且成本支出并不高，因此當(dāng)遇到風(fēng)化泥質(zhì)砂巖層類型的地基時(shí)，完成可以采用這種方法，如果這種方法不能滿足要求，可以將其與明溝排水相結(jié)合使用，以此來達(dá)到降水的目的，最終使地基承載力達(dá)到工程要求。

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