某巖土工程項(xiàng)目地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案可行性分析

朱大雙　孫璐璐（四川楓雅建筑勘察設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，四川郫縣　611730）

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某巖土工程項(xiàng)目地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案可行性分析

朱大雙孫璐璐
（四川楓雅建筑勘察設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，四川郫縣611730）

【摘 要】通過某場地詳勘階段的巖土工程勘察中鉆探、原位測試、室內(nèi)試驗(yàn)和類似工程經(jīng)驗(yàn)值等資料，綜合確定其各巖土層承載力特征值等有關(guān)參數(shù)以及各巖土層物理力學(xué)指標(biāo)，為施工圖設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)參數(shù)。根據(jù)擬建物結(jié)構(gòu)形式及工程地質(zhì)條件，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)對場地內(nèi)擬建的高低層建筑物進(jìn)行地基基礎(chǔ)方案可行性分析評(píng)價(jià)，最終為設(shè)計(jì)提出經(jīng)濟(jì)合理的地基基礎(chǔ)方案建議。

【關(guān)鍵詞】巖土工程勘察地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案建議

1　工程概況

成都新瑞誠置業(yè)有限公司建設(shè)的成都七中嘉祥外國語學(xué)校（郫縣校區(qū)）場地位于郫縣新城區(qū)，交通條件方便。建設(shè)總建筑面積為50477.0m2，由12棟建筑物和地下車庫組成，建筑物層數(shù)為2F-11F。其中教師公寓為11F，宿舍為6F，初中部及高中部教學(xué)樓、中學(xué)實(shí)驗(yàn)樓、辦公樓為5F，小學(xué)教學(xué)樓及辦公室實(shí)驗(yàn)樓為4F，食堂及體育館為3F，圖書館及階梯教室、報(bào)告廳及階梯教室為2F，建筑高度10.0～39.2m。

根據(jù)擬建物特征和擬建場地地質(zhì)條件，該建筑物工程重要性等級(jí)為二級(jí)，場地等級(jí)為二級(jí)，地基等級(jí)為二級(jí)，巖土工程勘察等級(jí)為乙級(jí)。

2　地基土巖土工程特性

根據(jù)鉆探、原位測試、室內(nèi)試驗(yàn)和類似工程經(jīng)驗(yàn)值等資料，綜合確定其各巖土層承載力特征值等有關(guān)參數(shù)?，F(xiàn)提供各巖土層物理力學(xué)指標(biāo)建議值列入下表1，供設(shè)計(jì)選用。

表1　地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)建議值表

3　地基與基礎(chǔ)方案評(píng)價(jià)

3.1高層建筑

3.1.1天然地基

（1）基礎(chǔ)持力層及基礎(chǔ)形式選擇。教師宿舍擬采用筏板基礎(chǔ)或者獨(dú)立柱基，基礎(chǔ)埋深為-6.0m，假設(shè)±0.00高程為558.00m，基礎(chǔ)底面標(biāo)高為552.0m。

基礎(chǔ)持力層主要為稍密卵石層、中密卵石、密實(shí)卵石，局部地段為中砂、松散卵石，其第一下臥層主要為中密卵石層、密實(shí)卵石，局部為中砂、稍密卵石和松散卵石，下伏地層主要為密實(shí)卵石，地基土性能良好，分布穩(wěn)定，建議采用筏板基礎(chǔ)，以稍密或中密卵石層作地基持力層合理、可靠，對基底面附近的中砂、松散卵石須清除，采用素砼換填處理，對基礎(chǔ)持力層下臥層中的中砂、松散卵石須進(jìn)行強(qiáng)度和變形驗(yàn)算，若不滿足設(shè)計(jì)要求，可對其采用壓漿或高壓旋噴樁法處理，以滿足設(shè)計(jì)荷載及變形要求。

（2）地基承載力設(shè)計(jì)值。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011），地基承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算結(jié)果如下：松散卵石：fa=602kPa；稍密卵石：fa=775.2kPa；中密卵石：fa=1038.4kPa；密實(shí)卵石：fa=1321.6kPa；中砂：fa=392.5kPa。

根據(jù)《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》（JGJ72-2004），則地基極限承載力fu估算結(jié)果如下：松散卵石：fu=1295.3kPa；稍密卵石：fu=2636.2kPa；中密卵石：fu=4898.9kPa；密實(shí)卵石：fu=12648.8kPa；中砂：fu=653.1kPa。安全系數(shù)K建議可取3.0。

3.1.2樁基礎(chǔ)方案評(píng)價(jià)

（1）樁端持力層的選擇。若采用人工挖孔樁方案，打入法成樁工藝極易造成斷樁或斜樁，故不宜采用預(yù)制樁和沉管灌注樁；而鉆孔灌注樁有造價(jià)較高、相對工期較長、噪音大、質(zhì)量控制較難等缺點(diǎn)，本工程也不適用；高層11F（教師宿舍）基礎(chǔ)埋深-6.0m，采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，可選層位穩(wěn)定、厚度大、承載力高的中密卵石作為樁端持力層，樁端進(jìn)入持力層1-3倍樁徑，樁長宜大于6m，根據(jù)《成都地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，若采用人工挖孔樁應(yīng)進(jìn)行一樁一孔的施工勘察?？蓳?jù)此確定樁長，這種方式具有較高的可靠性，在基礎(chǔ)施工時(shí)須考慮護(hù)壁措施，卵石層中的地下水可采用管井降水。

（2）樁基力學(xué)參數(shù)的選擇。根據(jù)建筑物荷載較大，承載力設(shè)計(jì)要求較高，可采用樁基礎(chǔ)，樁宜采用人工挖孔灌注樁。建議樁端持力層的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk及樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik根據(jù)《成都地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DB51/T5026-2001）和《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）采用。

考慮到這里的計(jì)算數(shù)據(jù)和討論方案是根據(jù)規(guī)范計(jì)算所得，與本場地真實(shí)情況難免會(huì)有些出入，本工程在樁施工前應(yīng)進(jìn)行試樁和靜載試驗(yàn)，以確定成樁方案和選擇成樁設(shè)備，并確定單樁豎向極限承載力。單樁豎向極限承載力應(yīng)以載荷試驗(yàn)實(shí)測值為準(zhǔn)。

3.2低層建筑

據(jù)擬建物結(jié)構(gòu)形式及工程地質(zhì)條件，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)對擬建物地基基礎(chǔ)方案評(píng)價(jià)如下：

············

（1）采用天然地基的可行性評(píng)價(jià)。地下室基礎(chǔ)埋深較深，可采用天然地基，以稍密卵石作基礎(chǔ)持力層，對局部不滿足條件地基采用素砼換填處理。同時(shí)須進(jìn)行施工降水措施。

（2）采用復(fù)合地基的可行性評(píng)價(jià)。根據(jù)工程地質(zhì)剖面圖，小學(xué)教學(xué)樓、圖書館及階梯教室、小學(xué)部辦公樓、初中部及高中部教學(xué)樓、辦公樓、報(bào)告廳及階梯教室、小學(xué)宿舍樓、初中宿舍樓、高中宿舍樓、食堂及體育館場地內(nèi)粉質(zhì)粘土、粉土、中砂層承載力低，厚度變化大，不能滿足設(shè)計(jì)要求，由于建筑物荷載較大，卵石層埋藏較深，可采用復(fù)合地基（振沖碎石樁）進(jìn)行加固處理，即采用水振沖法進(jìn)行地基加固處理，以振沖加固處理后的復(fù)合地基作擬建物基礎(chǔ)持力層，基礎(chǔ)形式可采用獨(dú)立基礎(chǔ)。

（3）用樁基的可行性評(píng)價(jià)。小學(xué)教學(xué)樓、圖書館及階梯教室、小學(xué)部辦公樓、初中部及高中部教學(xué)樓、辦公樓、報(bào)告廳及階梯教室、小學(xué)宿舍樓、初中宿舍樓、高中宿舍樓、食堂及體育館場地內(nèi)粉質(zhì)粘土、粉土、中砂層承載力低，厚度變化大，不能滿足設(shè)計(jì)要求，建議可采用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁或混凝土預(yù)制樁，以中密卵石或以上密實(shí)度卵石作為樁端持力層；樁端宜嵌入持力層1～1.5倍樁徑，且不小于0.50m。施工前應(yīng)先進(jìn)行試樁，單樁豎向承載力應(yīng)由現(xiàn)場樁靜載試驗(yàn)確定，由試樁來確定樁的貫入度和根據(jù)工程地質(zhì)剖面圖持力層標(biāo)高確定樁長。

4　地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案建議

（1）建議教師宿舍采用筏板基礎(chǔ)或獨(dú)立柱基，以稍密或中密卵石層，作天然淺基礎(chǔ)持力層，對基礎(chǔ)持力層下臥層中的松散卵石須進(jìn)行強(qiáng)度和變形驗(yàn)算，若不能滿足設(shè)計(jì)要求，在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)與技術(shù)對比后，可對其采用高壓旋噴樁法處理。

（2）根據(jù)工程地質(zhì)剖面圖，小學(xué)教學(xué)樓、圖書館及階梯教室、小學(xué)部辦公樓、初中部及高中部教學(xué)樓、辦公樓、報(bào)告廳及階梯教室、小學(xué)宿舍樓、初中宿舍樓、高中宿舍樓、食堂及體育館場地內(nèi)粉質(zhì)粘土、粉土、中砂層承載力低，厚度變化大，不能滿足設(shè)計(jì)要求，由于建筑物荷載較大，卵石層埋藏較深，可采用復(fù)合地基（振沖碎石樁）進(jìn)行加固處理，即采用水振沖法進(jìn)行地基加固處理，以振沖加固處理后的復(fù)合地基作擬建物基礎(chǔ)持力層，基礎(chǔ)形式可采用獨(dú)立基礎(chǔ)。

（3）小學(xué)教學(xué)樓、圖書館及階梯教室、小學(xué)部辦公樓、初中部及高中部教學(xué)樓、辦公樓、報(bào)告廳及階梯教室、小學(xué)宿舍樓、初中宿舍樓、高中宿舍樓、食堂及體育館場地內(nèi)粉質(zhì)粘土、粉土、中砂層承載力低，厚度變化大，不能滿足設(shè)計(jì)要求，建議可采用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁或混凝土預(yù)制樁，以中密卵石或以上密實(shí)度卵石作為樁端持力層；樁端宜嵌入持力層1～1.5倍樁徑，且不小于0.50m。施工前應(yīng)先進(jìn)行試樁，單樁豎向承載力應(yīng)由現(xiàn)場樁靜載試驗(yàn)確定，由試樁來確定樁的貫入度和根據(jù)工程地質(zhì)剖面圖持力層標(biāo)高確定樁長，基礎(chǔ)形式可采用獨(dú)立基礎(chǔ)。