土木建筑网首页 > 陕西建筑 > 地基基础 > 宝鸡某工程1#住宅楼地基处理方法浅析

阅读 1430 次 宝鸡某工程1#住宅楼地基处理方法浅析

摘要:宝鸡市区位于渭河地堑,南依秦岭、北靠黄土台原。渭河由西向东穿越市区,在远离河床的高漫滩后缘,多形成牛轭湖相沉积。软弱夹层地质构造,给这些地区的工程建设带来很大影响。如何有效的对这些软土夹层进行加固处理是宝鸡市区近年来基本建设的关键。...

宝鸡某工程1#住宅楼地基处理方法浅析

傅军祯

(宝鸡市勘察测绘院 陕西宝鸡 721000

宝鸡某工程1#住宅楼为高层建筑,地下1层,地上32层,剪力墙结构,形状为矩形,占地面积31×23m2。设计基础埋深-7.9m,设计基底压力570kPa,建筑场地位于渭河左岸高漫滩后缘。该处地下水位-8.9m,含水层为卵石层,以下部第三系半成岩密实砂土和半成岩粉质粘土为相对隔水层。由于河流的交替冲刷与堆积作用,地基在10.3~10.8m深度范围内夹有厚度约1.0m的细砂夹层,夹层属牛轭湖相沉积,宝鸡市区抗震设防烈度为7度,场地类别为Ⅱ类,地基为不均匀地基。场地基本水平,周遍环境狭窄,东、北边近临道路,西、南边邻近已有建筑,场地地层结构详见下表1.1《地层结构及物理力学指标》:

地层结构及物理力学指标 1.1

层号

岩土名称

时代成因

天然状态

层顶埋深(m)

天然重度(kN/m3)

内聚力C(kPa)

摩擦角φo

杂填土

Q42ml

可塑

16.5

0

0

粉土

Q42al+pl

稍密

0.7~2.0

17.5

12.0

25.0

中粗砂

稍密

0.3~3.4

18.5

0

33.0

砾砂

稍密

2.5~4.5

18.5

0

38.0

卵石

中密

3.6~5.8

20.5

0

42.0

-1

细砂

松散

10.3~10.8

17.5

0

35.0

砾砂

N2al+pl

中密~密实

11.2~12.3

20.5

粉质粘土

硬塑~坚硬

21.0~22.3

19.6

50

25.3

砾砂

中密~密实

23.8~25.6

20.5

砂土夹层的分布特征

为了查明软土层的分布厚度和分布范围,勘察时加密了勘探点。根据勘察结果显示,砂土夹层的分布有以下特点:

1 平面上非连续性分布,主要分布于场地南部,约占基础面积的30%(见下图《⑤-1层细砂夹层分布区域》);

2)软土的层顶近于水平,层顶埋深为10.3~10.8m、层底埋深11.3~11.8m,埋深大,上部卵石层厚度大、密实度较高,给地基处理增加了难度;

3)⑤-1层细砂夹层的分布厚度约1.0m,厚度分布较均匀(见上图《A-A‘工程地质剖面图》);

4)⑤-1层细砂夹层处于地下水位以下,天然饱和状,经计算具液化性,地基液化等级为“轻微液化”,作为软弱下卧层承载力验算也不满足设计要求。

地基处理方案建议

由于⑤-1层细砂夹层层面埋深较大,分布厚度也较大,若采用换填法处理,要完全清除⑤-1层细砂夹层,则开挖深度太大,局部开挖深度达12.0m,而场地邻近存在已有建筑和道路,无放坡条件,面临深基坑支护和降水的难题,施工难度太大。另外,过大的开挖深度和换填厚度也不经济,增大工程造价。根据场地工程地质及水文地质条件,结合当地经验,勘察提出了以下可选地基处理方案:

1)高压喷射注浆法:对⑤-1层细砂夹层进行注浆处理,使注入的浆液和砂土拌合凝固为新的固结体,消除液化影响、提高其强度。实践表明,本法对淤泥、淤泥质土、或软塑粘性土、粉土、砂土等地基都有良好的处理效果。而且,高压喷射注浆法处理深度大,适合于处理深部软土地基,故此法对该场地地基处理较为适宜。此法不足之处是细砂层空隙性差,对注浆效果有一定影响,可通过调整注浆压力及注浆间距来提高注浆效果。

2)桩基法:采用桩基础法对⑤-1层细砂夹层进行局部加固处理,以下部第三系半成岩状砾砂做桩端持力层,桩顶设置砾卵石褥垫层的复合地基方案。桩型可选用钻孔灌注、也可采用CFG桩。该法缺点是无论采用何种桩型,穿透上部卵石层存在一定的难度。建议基坑开挖后,在坑底进行成桩作业,来降低穿头难度。同时采用扭矩较大的大直径桩,来增加成桩效果。

3)螺杆桩法:螺杆桩是近年引进宝鸡地区的一种新的桩基技术,由于其扭矩力大,穿较硬地层的能力强,对处理硬层地基中存在软弱夹层的地基,优势很大。处理后的地基效果好,承载力高。缺点是成本较高,处理面积太小时施工方不愿承接任务。桩周土的极限侧阻力及桩端土的限标端阻力标准值见下表:

地层结构及物理力学指标 3.1

层号

岩土名称

时代成因

桩的极限侧阻力标准值 qsik(KPa)

桩的极限端阻力标准值qpk (KPa)

粉土

Q42al+pl

30

中粗砂

60

砾砂

80

卵石

140

-1

细砂

35

砾砂

N2al+pl

80

3000

地基处理方案初选

拟建建筑物为甲类建筑,地基基础设计等级为甲级,考虑到地基不均匀沉降对上部结构的影响以及施工的难易程度,设计单位选用了螺杆桩技术的桩筏基础方案,即对地基进行了整片处理。但建设单位预算后认为桩数太多,施工周期长,造价太高,不愿采用此方案。

在建设单位的提议下,会同勘察,设计及施工单位对地基处理方案进行重新论证,与会单位从各自的专业及地区经验出发,发表了不同的观点和看法,最终统一了意见,建议采用高压喷射注浆法对⑤-1层细砂夹层进行局部处理,大大 减少了建设投资。

地基处理施工

高压喷射注浆法加固地基的处理方案得到了建设单位及设计单位的认可,由于地基土上部为卵石层,为了减少施工难度,对基坑进行了先开挖、后注浆的施工方案。为了减少对地基土的扰动,开挖深度至设计标高上0.5m,即地坪下-7.4m。这个深度可不考虑降水,并对坑壁采用了土钉墙支护。

现场进行了多点试喷,由于砂土的空隙性差,注浆效果不理想,增大注浆压力,浆液从坑底溢出地表。分析原因,主要是砂土的空隙差,而上部卵石层颗粒粗大、空隙大,浆液从卵石空隙外泄,降低注浆压力,又无法达到注浆效果,导致注浆试验失败。

地基处理方案的最终确定

在此情况下,建设单位邀请了陕西省建筑界四位专家组成了专家组,召开了专家论证会,对地基处理方案进行了专家论证,并召集了勘察、设计、施工等单位参加了专家论证会。专家组在听取了前期地基处理方案和现场施工情况汇报后,详细阅读了相关资料,分析了前期失败的原因和场地的工程地质条件,形成了以下结论性意见:

1)充分利用卵石层承载力高、变形性小的天然良好地质条件,在查明⑤-1层细砂夹层的分布范围后,建议采用局部处理的方法对⑤-1层细砂夹层进行加固处理;

2)建议采用扭矩力较大的大直径CFG桩法对⑤-1层细砂夹层进行加固处理。为了减小差异沉降,在桩顶设置500mm后卵石褥垫层。

设计单位采纳了专家组的意见,确定采用500mm直径CFG桩,桩间距1.50m,按梅花性布桩,桩端穿透⑤-1层细砂夹层,置于⑥层半成岩状砾砂层中。桩顶褥垫层压实系数不小于0.95,设计单桩承载力不小于1150kN,单桩复合地基承载力不小于570kPa

地基处理效果的检测

对处理后的复合地基由陕西省建设工程人工地基质量宝鸡检测站进行了静载荷试验,为了进行对比,共布置6个静载荷点,在天然卵石地基上布置了3个静载荷点,在处理后的人工复合地基部位布置了3个静载荷点,另外还进行了3根单桩竖向抗压承载力试验。试验结果,单桩竖向抗压承载力满足设计要求Ra=1150KN,天然地基及人工复合地基承载力满足设计承载力特征值fak=570kPa要求,天然卵石层的变形模量E0=61.3Mpa, 人工复合地基变形模量E0=73.3Mpa,地基的不均匀系数小于其界限值K=2.5,满足规范及设计要求。

地基沉降监测结果

该工程20105月主体竣工,沉降观测工作开始于20096月,由中铁一局五处测绘队进行主楼的地基沉降监测工作。共布置观测点9个,从主体施工第一层开始观测,后每一层观测1次,主体封顶后第一年观测4次,第二年观测2次,第三年观测1次。从20096~20126月,共观测37次。观测结果,地基最大沉降量12.5mm,最小沉降量9.3mm,平均沉降11.2mm。由差异沉降引起的纵、横向倾斜率分别为0.02‰和0.03‰,总沉降及差异沉降均满足《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)要求。

结论

宝鸡某工程1#住宅楼地基是宝鸡地区多年来高层建筑较为复杂的地基,由于缺乏相关建筑经验,导致在进行地基处理时,颇费周折,但通过本工程案例,为以后类似工程提供了丰富的建筑经验。

参考文献:

1、《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2004/J360-2004

2、《建筑地基基础设计规范》BG50007-2002

3、《基础工程学》 陈仲颐、叶书麟主编,中国建筑出版社

4、《工程地质手册》(第三版) 中国建筑工业出版社

(本文来源:陕西省土木建筑学会 文径网络:刘军 吕琳琳 尹维维 编辑 刘真 文径 审核)

关于 工程 住宅楼 地基 处理 方法 浅析 的相关文章