巖溶地區(qū)不同剛度樁復(fù)合地基處理技術(shù)工程實(shí)例

李英強(qiáng)

(1.福建永強(qiáng)巖土股份有限公司　2.福建省巖土與環(huán)境企業(yè)工程技術(shù)研究中心　福建龍巖　364000)

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巖溶地區(qū)不同剛度樁復(fù)合地基處理技術(shù)工程實(shí)例

李英強(qiáng)1,2

(1.福建永強(qiáng)巖土股份有限公司2.福建省巖土與環(huán)境企業(yè)工程技術(shù)研究中心福建龍巖364000)

巖溶地區(qū)高層建筑地基處理大都為單一地基處理形式。對(duì)于覆蓋型巖溶地區(qū)，可充分利用上覆土層，對(duì)其進(jìn)行地基加固處理，避免采用造價(jià)昂貴的樁基礎(chǔ)。結(jié)合工程實(shí)例，探討覆蓋型巖溶地區(qū)采用不同剛度樁復(fù)合地基處理技術(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算及工程適用性。

巖溶；不同剛度樁；復(fù)合地基

0　引言

在巖溶地區(qū)，巖石內(nèi)廣泛分布大小不同、形狀各異的各種溶洞，溶洞的存在破壞了巖土體的連續(xù)性與均一性[1]。巖溶的分布常常導(dǎo)致巖溶地區(qū)地基力學(xué)性能在空間上不均勻，引起地基承載力不足、不均勻沉降、地基滑動(dòng)和塌陷等地基變形破壞[2]。但巖溶地區(qū)建筑基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)時(shí)，樁端必須穿過(guò)溶洞、土洞，形成超長(zhǎng)樁，造價(jià)昂貴，且遇復(fù)雜溶洞時(shí)，成樁困難。因此，對(duì)于覆蓋型巖溶可充分利用上覆土層，對(duì)其地基進(jìn)行處理，但國(guó)內(nèi)外地基處理大都為單一的地基處理形式，而巖溶地區(qū)地質(zhì)復(fù)雜，往往一種地基處理形式無(wú)法滿足在保證造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理情況下，同時(shí)滿足質(zhì)量、工期等因素。本文結(jié)合工程實(shí)例，闡述了覆蓋型巖溶地區(qū)采用不同剛度樁復(fù)合地基處理技術(shù)的工程應(yīng)用及適用性，為巖溶地區(qū)建筑基礎(chǔ)選擇選擇提供參考和借鑒。

1　工程概況

1.1工程簡(jiǎn)況

擬建建筑為23層住宅樓，混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，設(shè)一層地下室。

1.2地質(zhì)概況

根據(jù)地勘揭露場(chǎng)地土層自上而下：

場(chǎng)地地層自上而下為：①雜填土、②耕植土、③粉質(zhì)粘土、④細(xì)砂、⑤圓礫、⑥含卵石圓礫粉質(zhì)粘土、⑦含碎石角礫粉質(zhì)粘土、⑧中風(fēng)化石灰?guī)r,詳見(jiàn)圖1。

本場(chǎng)為典型的覆蓋型巖溶地區(qū)，基巖上覆覆蓋層，分布雜填土、耕植土、粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、圓礫、含卵石圓礫粉質(zhì)粘土、含碎石角礫粉質(zhì)粘土，其中局部卵石、圓礫層分布較厚，下臥粉質(zhì)粘土層。下伏灰?guī)r巖溶較發(fā)育，主要巖溶型態(tài)為溶洞，溶洞被較密實(shí)的稍濕、可塑狀態(tài)的含碎石粉質(zhì)粘土充填。

2　巖溶地區(qū)復(fù)合地基處理方案

根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)情況分析，場(chǎng)地揭露巖溶埋深較深，上覆粘性土層，下分布溶洞，但大部分被軟塑狀的含碎石粉質(zhì)粘土填充。局部分布厚層卵石、圓礫層，下臥軟弱土層。故設(shè)計(jì)單位采用靜壓沉管CFG樁進(jìn)行地基處理，對(duì)局部上部卵石、圓礫層較厚，可充分發(fā)揮其地基承載力。但卵石、圓礫層較厚地段，靜壓沉管CFG樁施工較難沉入，故如要處理其下臥層，只能采用高壓旋噴樁處理；在受場(chǎng)地限制時(shí)，為減少了挖土費(fèi)用及基坑支護(hù)費(fèi)用，靠近建筑物處亦可用高壓旋噴樁。局部有充填溶洞地段，高壓旋噴樁需進(jìn)入完整灰?guī)r。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用樁徑400mmCFG樁，樁徑500mm的高壓旋噴樁，持力層為中風(fēng)化石灰?guī)r，其中旋噴樁樁長(zhǎng)進(jìn)入完整灰?guī)r1.6m以上。CFG樁樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)C15，設(shè)計(jì)單樁承載力特征值均為300kN，采用等三角形布置，要求處理后復(fù)合地基承載力特征值305kPa。

按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2012)對(duì)于采用不同類(lèi)型的樁進(jìn)行地基處理的復(fù)合地基承載力特征值計(jì)算公式[3]為：

β為樁間土承載力發(fā)揮系數(shù)，取1.0。

多樁型復(fù)合地基面積置換率的計(jì)算應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)面積與該面積范圍內(nèi)實(shí)際的布樁數(shù)進(jìn)行計(jì)算。采用三角形，且樁間距相同時(shí)，即s1=s2，置換率為:

復(fù)合地基承載力計(jì)算，詳見(jiàn)表1。

采用不同剛度復(fù)合地基處理，按最不利土層(最不利土層⑦含碎石角礫粉質(zhì)粘土，天然地基承載力160kPa)計(jì)算，主樓計(jì)算樁距1 300mm×1 300mm，平均有效樁長(zhǎng)約6～15m，詳見(jiàn)圖2。

3　適用范圍

針對(duì)覆蓋型巖溶地區(qū)上覆土層一般為粘性土層，但場(chǎng)地局部范圍出現(xiàn)厚度較大的卵(碎)石層，卵(碎)石層的下部存在軟弱下臥層的場(chǎng)地情況和建筑場(chǎng)地鄰近已建建筑物或局部范圍靜壓沉管機(jī)械設(shè)備工作面不夠的情況，宜以水泥粉煤灰碎石樁處理大范圍地基，高壓旋噴樁處理上述兩種情況下的部分地基。

4　復(fù)合地基檢測(cè)結(jié)果

經(jīng)檢測(cè)復(fù)合地基承載力特征值為315kPa，單樁豎向承載力特征值300kN以上，低應(yīng)變檢測(cè)CFG樁，樁身質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果均為I、II類(lèi)樁，全部合格，樁身質(zhì)量完整。通過(guò)地基承載力檢測(cè)及低應(yīng)變動(dòng)測(cè)等檢測(cè)，以及后期沉降觀測(cè)表明，處理效果良好。檢測(cè)結(jié)果，詳見(jiàn)表2、表3。

表1　復(fù)合地基承載力計(jì)算表

表2　復(fù)合地基承載力檢測(cè)結(jié)果

表3　靜載試驗(yàn)及沉降觀測(cè)結(jié)果

5　結(jié)語(yǔ)

對(duì)于一般粘性土層，因CFG樁具有工藝簡(jiǎn)單，能就地取材，利用工業(yè)廢料粉煤灰可利廢節(jié)能，化廢為寶，并可達(dá)到大幅度提高地基承載力，減少地基變形，故優(yōu)先采用。高壓旋噴樁一方面對(duì)厚度較大的卵(碎)石層穿透力強(qiáng)，施工時(shí)無(wú)振動(dòng)，對(duì)場(chǎng)地工作面要求不高，故對(duì)緊鄰已建建筑物一側(cè)CFG樁無(wú)法施工地段下臥軟弱層進(jìn)行局部處理；另一方面可對(duì)CFG樁側(cè)溶洞及土洞進(jìn)行處理，對(duì)下伏石灰?guī)r中的充填溶洞，進(jìn)一步膠結(jié)和密實(shí)，加強(qiáng)地基穩(wěn)定性。

本工程采用不同剛度復(fù)合地基處理，復(fù)合地基承載力大幅提高，地基處理效果好，可為類(lèi)似工程項(xiàng)目提供借鑒。

[1]羅愛(ài)忠.貴州巖溶地區(qū)基礎(chǔ)類(lèi)型選擇的探討[J].山西建筑，2010.(36)3：75-76.

[2]黃俊光，方引晴，袁尚紅，等.巖溶地區(qū)地基基礎(chǔ)處理的幾個(gè)問(wèn)題分析[J].廣州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006，(05)01:74-77.

[3]JGJ79-2012 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].中華人民共和國(guó)住建部，2013(6).

Composite foundation treatment project of different rigid piles in Karst area

LIYingqiang

(1.Fujian Yongqiang Geotechnical Co.,Ltd;2.Geotechnical and Environmental Enterprise Engineering Technology Research Center of Fujian province,Longyan 364000)

In karst area, single foundation treatment is offen used in the ground treatment of high -buildings.For the covered karst area, it can make full use of the overlying soil layers, and use the foundation treatment reinforcement, avoiding the use of expensive pile foundation.In this paper, the design calculation and engineering applicability of the treatment technology of the composite foundation with different stiffness in the karst area is discussed based on the engineering example.

Karst; Different stiffness pile; Composite foundation

李英強(qiáng)(1984.11-)，男，工程師。

E-mail:yqytminchong@163.com

2016-03-11

TU4

A

1004-6135(2016)06-0044-03