河北某山地建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)淺析

【摘要】山地建筑受地形、地貌影響，持力層埋藏深度起伏較大，工程地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜；本文以實(shí)際工程為例，結(jié)合項(xiàng)目所在地實(shí)際情況對(duì)山地建筑基礎(chǔ)遇到的問(wèn)題、解決方法及選型給出了建議。

【關(guān)鍵詞】山地建筑；基礎(chǔ)選型；樁基設(shè)計(jì)；持力層選擇

1、工程概況

金色陽(yáng)光住宅小區(qū)位于河北省承德市灤平縣北山東區(qū)南面張木溝，臨近公路，總建筑面積17.2萬(wàn)m2，規(guī)劃建筑包括17棟住宅樓，1棟辦公樓及1萬(wàn)m2地下車(chē)庫(kù)。

本工程設(shè)計(jì)使用年限為50年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，抗震設(shè)防烈度為6度，場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)，設(shè)計(jì)地震分組為第三組，特征周期為0.45，抗震設(shè)防類(lèi)別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)（丙類(lèi)）。50年一遇基本風(fēng)壓為0.4kN/m2，地面粗糙度類(lèi)別為B類(lèi)。

本文中單獨(dú)選出11#樓，12#樓及19#樓做基礎(chǔ)選型的分析；其中11#樓建筑高度為58m，剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震墻抗震等級(jí)為四級(jí)，嵌固部位取在基礎(chǔ)頂；12#樓建筑高度為58m，剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震墻抗震等級(jí)為四級(jí)，嵌固部位取在基礎(chǔ)頂；19#樓建筑高度為33.3m，剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震墻抗震等級(jí)為四級(jí)，嵌固部位取在基礎(chǔ)頂。

場(chǎng)區(qū)內(nèi)地勢(shì)起伏較大，地形較簡(jiǎn)單，地面標(biāo)高最大值518.74m，最小值499.83m，地表相對(duì)高差18.90m。場(chǎng)地所處地貌類(lèi)型為山前坡麓地帶。場(chǎng)區(qū)地層自上而下劃分為四個(gè)工程地質(zhì)層，即：（1）雜填土、（2）粉質(zhì)粘土、（3）圓礫、（4）頁(yè)巖

2、基礎(chǔ)選型及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

2.1天然地基

11#樓原定地下只做一層，為滿(mǎn)足埋深要求（天然地基或復(fù)合地基，可取1 /15H），地下室層高取3.5m；在只做一層地下室（方案一）的情況下，基礎(chǔ)底標(biāo)高離強(qiáng)風(fēng)化巖還有3m左右的高差，此部分可考慮用毛石混凝土回填，造價(jià)低，施工難度低。隨著項(xiàng)目的進(jìn)行，地庫(kù)面積縮小，有部分功能用房沒(méi)有地方布置，考慮將11#樓改為地下二層地下室（方案二）以滿(mǎn)足建筑功能房間的布置，同時(shí)不需要做地基處理，基礎(chǔ)直接布置在強(qiáng)風(fēng)化巖上。局部有部分基礎(chǔ)底沒(méi)到強(qiáng)風(fēng)化巖，用毛石混凝土回填。

2.2 承臺(tái)梁樁基+防水板

19#樓基底標(biāo)高均比中風(fēng)化礫巖層高出4～7m左右，基礎(chǔ)位于坡地，地形起伏較大，大型機(jī)械搬運(yùn)困難，所以選用樁型基礎(chǔ)時(shí)優(yōu)先考慮人工挖孔灌注樁，基礎(chǔ)埋深考慮室內(nèi)外高差后，取建筑物高度的1/18。樁采用人工挖孔嵌巖樁，樁身直徑D取800mm，樁中心距不小于2.5D，樁端進(jìn)入4-2頁(yè)巖（中風(fēng)化）層。樁施工采取雙控（樁長(zhǎng)及入巖深度），樁長(zhǎng)不小于6m，入巖深度不小于一倍樁徑。為保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，要求相鄰樁樁底高差小于樁間距的1/2。人工挖孔樁施工時(shí)應(yīng)做好混凝土護(hù)壁，以保證挖孔過(guò)程中的施工人員安全和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定?？辈炱跒榭菟?，場(chǎng)區(qū)勘察深度范圍內(nèi)未見(jiàn)穩(wěn)定地下水，高層部分的防水板厚度取300mm，按構(gòu)造配筋，周邊商業(yè)部分的防水板取250mm，按構(gòu)造配筋。

2.3地基處理+筏板

12#樓西側(cè)有約占建筑面積的1/4部分強(qiáng)風(fēng)化巖層低于基礎(chǔ)底，高差大概在0.6m左右，可以考慮基礎(chǔ)降板或者做地基處理來(lái)解決?，F(xiàn)場(chǎng)坡度巖層的走勢(shì)較緩，考慮選用基礎(chǔ)放坡，有高差的位置巖石面按1：2放坡，室內(nèi)的高差再用土回填，室內(nèi)做平齊，同時(shí)也解決了室內(nèi)配電機(jī)房?jī)舾卟粔虻膯?wèn)題。房心土回填質(zhì)量方便控制，地基回填在0.6m高差的情況下可以考慮級(jí)配砂石回填，壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小于0.97，達(dá)到此系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)施工難度較大，所以考慮房心土回填，質(zhì)量方便控制，施工難度小。

12#樓東側(cè)大約有5m見(jiàn)方，深度約1.3m左右的深坑，此部分由于高差較大，巖層坡度較陡，考慮與11#樓的地基相同的處理辦法，用C30毛石混凝土回填，基礎(chǔ)地面標(biāo)高為501.800。此部分由于坑的影響范圍較小，只是局部的地質(zhì)變動(dòng)，場(chǎng)地內(nèi)大部分巖面分布較均勻。深坑部分，坑的周邊鑿毛，用毛石混凝土澆注回填?；靥钪烈欢?biāo)高后，停止用毛石混凝土澆注。后期用素混凝土，同基礎(chǔ)墊層一起澆注。

12#樓地基巖層較復(fù)雜，有坡同時(shí)也存在深坑，需要考慮不同的處理辦法，局部深坑是沒(méi)有在地勘報(bào)告中體現(xiàn)出來(lái)的。現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖后，局部深坑引起了重視，一方面怕挖到市政的暖溝或者防空洞，一方面因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)水位較高，深坑的水抽干后在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)填滿(mǎn)，給現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)了很大的不便。甲方要求地勘公司做了補(bǔ)勘，排除了防空洞的可能性。現(xiàn)場(chǎng)局部降水在確認(rèn)深坑范圍后，要求施工單位短時(shí)間內(nèi)做好了地基處理，毛石混凝土回填。

3、山區(qū)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)建議

3.1山區(qū)地基設(shè)計(jì)方法

山區(qū)地基，由于其成因條件特殊及復(fù)雜，與平原地基相比，突出特點(diǎn)是地基的不均勻性，往往起伏很大，地質(zhì)勘查中通過(guò)勘測(cè)點(diǎn)給出的工程地質(zhì)報(bào)告、現(xiàn)場(chǎng)巖樣鑒別、根據(jù)沖孔速度、終孔前鉆取孔底巖心等方法，有較大的局限性和不足，僅能作為地基趨勢(shì)的大體參考?；娱_(kāi)挖后經(jīng)常出現(xiàn)與地勘出入非常大的情況，所以山區(qū)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)經(jīng)常需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行二次超前鉆探。不論采用何種基礎(chǔ)形式，均應(yīng)先將基坑開(kāi)挖至基礎(chǔ)底面，如已經(jīng)為持力層則可采用天然地基，而當(dāng)初步判斷可能離巖石層有較大距離時(shí)，可先選擇一些控制點(diǎn)采用人工挖孔的形式進(jìn)行試挖，根據(jù)超前鉆報(bào)告和實(shí)際施工情況結(jié)合起來(lái)綜合判斷，進(jìn)而決定采用何種地基處理方式及何種基礎(chǔ)形式。

3.2基礎(chǔ)沉降

山區(qū)建筑地基地面高差懸殊很大，基巖起伏變化較大，土層復(fù)雜，局部有可能還存在軟弱土。地基的沉降量不應(yīng)該完全依賴(lài)于計(jì)算，在地基沉降量的確定過(guò)程中，工程經(jīng)驗(yàn)往往比理論計(jì)算更重要，有時(shí)甚至是決定性的因素。合理的沉降量是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的前提，它使得基礎(chǔ)計(jì)算，變成一種在已知地基總沉降量前提下的基礎(chǔ)沉降的復(fù)核過(guò)程，同時(shí)也是基礎(chǔ)配筋的確定過(guò)程。

3.3 土巖組合地基處理

土巖組合地基中，由于巖石地基和土地基在強(qiáng)度和剛度上的差異，位于巖石地基部分的基礎(chǔ)變形小，導(dǎo)致與巖石相鄰的土層的承載力發(fā)揮不出來(lái)，使基礎(chǔ)在土巖交界處形成應(yīng)力集中，因此需要在土層和巖層頂面設(shè)置一層褥墊層，以減小土巖之間的沉降差，墊層法是通過(guò)在土巖地基上方設(shè)置一定厚度散體墊層，基礎(chǔ)設(shè)置在墊層上，通過(guò)墊層的壓縮和過(guò)度是基礎(chǔ)變形（下轉(zhuǎn)71頁(yè)）

（上接69頁(yè)）和受力得到過(guò)渡，避免基礎(chǔ)在交界處形成大轉(zhuǎn)角。褥墊層不能提高土層的承載力，因此褥墊法一般用在土層承載力能夠滿(mǎn)足要求的場(chǎng)地。褥墊層可采用爐渣、中砂、粗砂等材料，其厚度應(yīng)能達(dá)到能夠使地基變形平順過(guò)渡的要求，一般取300至500m。本工程中有樓棟部分處在圓礫上部分處在巖層上，由于兩種土質(zhì)不一樣，選擇設(shè)置一層褥墊層。

3.4 基礎(chǔ)巖層處理注意事項(xiàng)

山區(qū)地基采用以巖石為持力層的天然地基時(shí)，巖石面需要處理到設(shè)計(jì)的基底標(biāo)高。由于巖石的強(qiáng)度很高，有一定的紋理和地層走向。為不破壞地基原有穩(wěn)定性，在確定基礎(chǔ)埋深及底標(biāo)高時(shí)應(yīng)考慮到既要依地形順坡設(shè)計(jì)，又要盡量減少挖填土方并且不得切斷原順層基巖層，以防出現(xiàn)高大的臨空陡坎，使臺(tái)階的施工均在土體中完成，確保場(chǎng)地?zé)o整體滑移。堅(jiān)硬的傾斜巖層，應(yīng)將巖層面鑿平或采用爆破接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)采用人工開(kāi)鑿。處理后往往是凹凸不平的，對(duì)于巖層傾斜度較大，無(wú)法鑿平時(shí)，應(yīng)鑿成多階臺(tái)階，臺(tái)階寬度宜不小于0.3m。

3.5 基礎(chǔ)埋深

對(duì)天然地基，在滿(mǎn)足地基穩(wěn)定和變形要求的前提下應(yīng)淺埋，且不宜小于建筑物高度的1/15，樁基礎(chǔ)的埋置深度不宜小于建筑物高度的1/18，天然地基為巖石時(shí)基礎(chǔ)埋深可不受建筑高度影響，但應(yīng)滿(mǎn)足抗滑和抗傾覆的要求。

結(jié)語(yǔ)：

本文介紹了承德市某住宅小區(qū)的場(chǎng)區(qū)地貌和巖土層分布情況。對(duì)其中三棟住宅樓的地基處理方式和基礎(chǔ)形式進(jìn)行了詳細(xì)介紹。通過(guò)本工程的設(shè)計(jì)和施工實(shí)踐，對(duì)山區(qū)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提出了幾點(diǎn)建議。山區(qū)地基往往比較復(fù)雜，差異性大，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡量了解施工的特殊性進(jìn)行各種不同方案比較，在深入的調(diào)研和分析中形成一個(gè)合理的基礎(chǔ)方案，進(jìn)而進(jìn)行地基處理和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。

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