大面積回填區(qū)場地地基處理及樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)初探

鈕 強(qiáng)

(山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030009)

0 引言

在當(dāng)前諸多建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，有部分項(xiàng)目縱向長度會(huì)超出1 km范圍，比如建筑廠房施工，受到施工技術(shù)應(yīng)用限制，正常情況下在1 km范圍中要確保廠房±0.000標(biāo)高保持一致。當(dāng)前大多數(shù)建筑施工場地復(fù)雜性較高，在場地整平之后項(xiàng)目基礎(chǔ)主要是集中在填方與挖方區(qū)域?；靥罘秶^大、回填深度較深，場地回填土的處理以及對(duì)樁基礎(chǔ)摩擦系數(shù)進(jìn)行控制都是項(xiàng)目設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)分析的問題。

1 工程案例概述

某廠房項(xiàng)目在施工建設(shè)中是由長度為1 350 m、跨度為32 m的混凝土排架結(jié)構(gòu)組成。建筑場地長度與寬度分別是1 500 m和500 m，西部位置高，東部位置較低，將項(xiàng)目場地整平之后將東側(cè)設(shè)為填方區(qū)、西側(cè)設(shè)為挖方區(qū)，其中回填土最深度是24.2 m。項(xiàng)目施工區(qū)域地勢開闊，地貌屬于山間沖洪積盆地。需要施工建設(shè)的項(xiàng)目處于相同地貌區(qū)域中，地層結(jié)構(gòu)大體一致，在具體勘察中，地層分布穩(wěn)定性與連續(xù)性較強(qiáng)，層差問題不大[1]。

2 大面積回填區(qū)場地地基處理

在工程項(xiàng)目建設(shè)過程中大面積回填區(qū)地基處理質(zhì)量高低對(duì)項(xiàng)目建設(shè)整體質(zhì)量影響較大，在后續(xù)設(shè)計(jì)過程中要對(duì)基礎(chǔ)形式合理選取，要對(duì)綜合方面問題進(jìn)行分析。本項(xiàng)目施工面積較廣，回填深度差異性較明顯。對(duì)廠區(qū)地基采取預(yù)處理措施，施工技術(shù)人員合理應(yīng)用強(qiáng)夯法對(duì)地基進(jìn)行有效處理[2]。

在大面積回填區(qū)場地地基處理過程中合理應(yīng)用強(qiáng)夯法進(jìn)行處理，首先要確定強(qiáng)夯單擊夯擊能，項(xiàng)目技術(shù)人員要在施工現(xiàn)場采取針對(duì)性試驗(yàn)來判定單擊夯擊能。結(jié)合施工項(xiàng)目現(xiàn)場具體施工建設(shè)現(xiàn)狀選取對(duì)應(yīng)場地作為基本實(shí)驗(yàn)區(qū)域，進(jìn)行施工實(shí)驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)區(qū)域面積進(jìn)行控制。試驗(yàn)操作結(jié)束之后要分析工程試夯數(shù)據(jù)報(bào)告，分析不同回填區(qū)域要選用的單擊夯擊能。夯擊成效進(jìn)行整合，其中在回填土深度為0 m～5 m，5 m～10 m，大于10的場地，單擊夯擊能分別為4 000 kN·m，6 000 kN·m，8 000 kN·m，要對(duì)強(qiáng)夯法施用處理范圍進(jìn)行控制。強(qiáng)夯法施工夯點(diǎn)可以選取梅花樁布置形式，夯擊次數(shù)設(shè)為三次，前兩次采取點(diǎn)夯，最后一次夯擊應(yīng)用滿夯。從施工勘查報(bào)告中能看出，在項(xiàng)目施工勘察過程中未發(fā)現(xiàn)有明顯的地下水，所以本項(xiàng)目工程在施工中可以選取連續(xù)夯擊。控制各個(gè)夯擊點(diǎn)間距，在滿夯操作過程中要確保錘印能夠有效連接。在項(xiàng)目施工活動(dòng)結(jié)束之后，施工管理部門要對(duì)回填土地基承載力特征進(jìn)行分析，地基承載力特征值不能低于150 kPa[3]。

本項(xiàng)目大面積回填區(qū)場地地基處理結(jié)束之后需要對(duì)地基采取平板荷載試驗(yàn)以及動(dòng)力觸碰試驗(yàn)，從試驗(yàn)具體成果中能看出，在本項(xiàng)目工程場地地基處理過程中合理選取強(qiáng)夯法能進(jìn)行有效加固，加固深度能達(dá)到10 m，在固定的加固深度范圍中，通過規(guī)范化強(qiáng)夯處理之后的地基承載力特征值滿足施工設(shè)計(jì)要求。從試驗(yàn)檢測結(jié)果來看，合理選取強(qiáng)夯處理措施，能提升回填土應(yīng)用性能，合理應(yīng)用強(qiáng)夯法能全面加固施工穩(wěn)定性，對(duì)施工深度合理調(diào)控，保障變形模量以及地基承載力能滿足項(xiàng)目施工，所以結(jié)合施工現(xiàn)狀選取合理的強(qiáng)夯法具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。但是在施工過程中技術(shù)人員要嚴(yán)格重視相關(guān)問題，由于強(qiáng)夯法對(duì)于場地整體回填區(qū)域預(yù)處理效果較低，需要在應(yīng)用設(shè)備下層鋪墊碎石層。回填土厚度高于強(qiáng)夯加固深度，將會(huì)降低施工效果，導(dǎo)致回填土沉陷問題加重，相關(guān)技術(shù)人員在優(yōu)化設(shè)計(jì)階段要對(duì)上層、下層回填土沉陷產(chǎn)生的不利影響進(jìn)行分析，強(qiáng)化建筑基礎(chǔ)穩(wěn)定性[4]。

3 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

3.1 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)與選型

本項(xiàng)目施工中強(qiáng)夯法應(yīng)用中受到施工深度限制，難以滿足建筑物地基要求，所以如果施工過程中持力層實(shí)際埋深深度超出了5 m，施工過程中可以選取樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)應(yīng)用之前要確定設(shè)計(jì)等級(jí)，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)整體規(guī)模、項(xiàng)目應(yīng)用功能、差異變形適應(yīng)性、建筑大小、場地地基等要素進(jìn)行分析，避免樁基問題導(dǎo)致建筑物應(yīng)用性能受到較大影響，綜合各項(xiàng)影響要素將本項(xiàng)目樁基設(shè)計(jì)設(shè)定為乙級(jí)。在本項(xiàng)目施工建設(shè)過程中根據(jù)樁周以及土層阻力參數(shù)情況能判定本項(xiàng)目工程樁基在承載能力極限狀態(tài)中，樁端阻力與樁側(cè)摩擦力承擔(dān)樁頂豎向荷載，所以施工中可以選用端承摩擦樁。對(duì)工程項(xiàng)目施工應(yīng)用設(shè)備、樁體應(yīng)用功能、樁承載力等各項(xiàng)影響要素進(jìn)行分析，可以設(shè)定樁徑直徑尺寸，在成樁施工操作中可以選取旋挖成孔灌注樁[5]。

3.2 單樁豎向承載力特征值與樁長合理設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目建設(shè)中各個(gè)類型廠房數(shù)量較多，不同廠房施工中柱底荷載大小存在一定差異，所以當(dāng)前可以選用不同承載力的樁型，這樣能適應(yīng)承載力基本要求，也能對(duì)項(xiàng)目施工建設(shè)成本要素進(jìn)行控制。比如針對(duì)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合軸心豎向力作用中，明確基樁整體豎向力，對(duì)樁長進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。在本項(xiàng)目施工建設(shè)過程中，大多數(shù)施工區(qū)域?qū)儆诨靥顓^(qū)域，施工過程中要對(duì)負(fù)摩阻力產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析。當(dāng)施工區(qū)域回填土深度不大，未超出10 m范圍，地基沉降量開始逐步降低，通過規(guī)范化公式對(duì)樁基承載力特征值進(jìn)行計(jì)算。針對(duì)回填土實(shí)際深度超出10 m的區(qū)域，在施工中應(yīng)用強(qiáng)夯法加固深度受限，回填土沉降較大，會(huì)產(chǎn)生下拉荷載[6]。樁長設(shè)計(jì)是樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)重點(diǎn)環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)復(fù)雜程度較高。相關(guān)技術(shù)人員要對(duì)探測的地質(zhì)報(bào)告各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行分析，整合鉆孔參數(shù)。對(duì)施工孔位置進(jìn)行精確化計(jì)算，擬定滿足單樁豎向承載力特征值的樁長。對(duì)于端承摩擦樁，合理控制最小有效樁長以及樁體深入持力層的深度，能對(duì)樁長進(jìn)行合理控制。

3.3 結(jié)論與建議

場地在平整之前要重視回填土處理問題，需合理采取分層夯擊方式對(duì)地基進(jìn)行處理。大面積回填區(qū)場地要根據(jù)回填土基本厚度應(yīng)用不同單擊能進(jìn)行強(qiáng)夯處理操作。如果強(qiáng)夯有效加固深度要高于回填厚度，強(qiáng)夯操作之后施工區(qū)域場地基本承載力要滿足項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語

在大面積回填區(qū)場地地基處理與樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，要結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)基本現(xiàn)狀采取針對(duì)性處理控制與設(shè)計(jì)措施，確保項(xiàng)目建設(shè)活動(dòng)能有序進(jìn)行，提升施工質(zhì)量。