复杂地质条件下的基础设计

复杂地质条件下的基础设计

韩春凯

1．河南理工大学土木工程学院河南焦作454150；2．晋城宏圣建筑工程有限公司山西省晋城市048000

【摘要】伴随着我国经济的发展，城市化进程不断加快，工程项目建设也在不断的增加。尤其是很多城市将原先分布在市内的工厂进行搬迁，然后在原工厂的地基上重新进行规划建设。但是由于很多工厂对于污染原料的处理都普遍不重视，尤其是对于工厂的废水没有经过任何处理就随处排放，对于周围的土地造成了严重的污染，也对于地址造成了严重的影响。在这样的地基之上进行施工，如果不注意，会对工程的质量产生重要影响，甚至会影响到工程的主体结构。所以在进行施工过程中应该对不同的地质条件对地基的基础面进行优化设计，以确保工程的施工质量和施工进度。

【关键词】复杂地质条件；基础设计；控制措施

前言：

高层建筑基础施工是楼层修建的关键环节，所谓万丈高楼平地起，一切重在基础，本文针对一处高层建筑场址进行岩土勘察和基础施工选型分析。提出了在高层建筑基础设计进行选型评价，为高层建筑基础施工提供经济合理方案以及施工技术建议。

1.不同地质条件对于工程施工的影响

在不同的工程施项目建设中，由于复杂地质的影响都会对施工项目的建设产生重要影响。比如在建筑工程的建设施工中，由于不同的地质条件对于地基的基础面会造成影响，这会影响到工程的施工质量以及施工进度，甚至是对于主体工程的的质量也会造成影响。比如某项建筑工程是施工场地原为一所化工原料厂，由于长期的化工原料的污染，会导致该地区的土质比较复杂，承载性弱，而且极易引起大范围的沉降，直接导致建筑在上面的主体结构发生裂缝甚至倒塌，给工程项目造成重大损失。在具体的施工过程中，由于不同污染源对于地质造成的影响不同，比如土壤酸化或者腐蚀性变强。这些都会对工程的建设工作造成重要影响。

2.工程概况

新建高层场地附近为低山丘陵、呈阶梯状、地势曲折，东西较高，中部低凹。该楼层地下室1层，地上14层，地面高度约为62．8m，主楼的总面积约为17250m2，纵向深度为7．6×5m，横向宽度为9×3m，地下室设有消防水池和备用房，尺寸大小为41m×31m，深度为6m。根据现场勘查，地质构成为:①人工填土。该层主要由泥质粉砂岩风化土以及小碎石组成，整体比较松散，厚度为5．5～8．5m。②粉质粘性土以及局部砾砂。该层厚度约为2～3.5m，承载力为fk=150Kpa。③砂质粘性土。厚度约为15～49m，fk=300Kpa，砂质粘性土中间夹杂有微风化大理岩孤石和强风化砂岩。④基岩。主要构成是局部大理岩和微风化灰岩，fk=4000Kpa，桩端的承载力为Ｒk=7500～8000Kpa，地基承载的特征量如表1所示。

对高层建筑进行勘察，发现部分地区的高层建筑进行载荷选定时，应根据当地的地基承载力和压缩性的参数按照载荷实验值选用数值。为了进一步观测高层建筑的沉降情况，必须给设计部门、施工部门提供精准数据，并选择合理的观测点，以观测楼层的沉降。

3.建筑基础选型案例对比

3.1打预制桩

该楼层的最大轴地面力为N=18500kN，地下室平均附加力约为3200kPa。由于地质情况比较复杂，给基础选型带来了非常大的困难，打预制桩作为地基施工处理的一种重要方式，因此在选型比较中必须对该种地基处理模式进行讨论和分析。假定桩长度为25～30m，单个桩的承载能力可达到1800kN，采用梁板式筏板基础总桩数可以达到240根，承载力可以满足楼层建筑负荷，经济效益和综合效益均可行。打预制桩的过程中面临着几个问题:①基岩面的起伏较大，最浅也在20m左右，最深可达到55m，若打预制桩则会出现一部分为摩擦桩，另外一部分为端承桩，此时打预制桩将会产生不均匀的沉降。②由于地基中有大量的砂质粘性土，在上层还出现了一些孤石，这将不利于打预制桩，如将预制桩打到孤石上，桩承载力就不能够满足要求。故从上述两点问题，地基基础设计施工否决了打预制桩。

3.2箱形基础

箱形基础具有整体性好、分散基底压力以及刚度大等优势，假设在该工地下采用箱形基础方案。经过水、空调、电等施工单位协商，将横、纵隔墙开设一个小洞满足箱形基础施工要求。地下室埋深约6m，基底的附加压力为p=320kPa，经计算，对地下室进行室外形状尺寸调整，使得上部载荷对于基底偏心距和开洞率满足规范要求。对箱形基础进行计算，箱基深埋6m之后还有2～3m的回填土，承载力仅为150kPa。施工中必须对地基承载力进行修正，基底的承载力标准未达到250kPa则应对基底地基进行加固。加固具体措施要求为:①加固范围向外基础底板四周拓展，加宽2m。②加固深度箱基底板8m厚土层，土层分布为箱基埋深6m，室外高度差1．8m，箱底7．8m。③加固之后土层地基承载力标准值fk250kPa，压缩模量20000kPa。④加固的方案必须要便于检测、施工方便以及经济合理。⑤地基加固之后必须经过相关的质管部门检测和验收，根据技术要求提出具体的方案如下。方案1:夯实法+低标号素混凝土桩复合地基加固。地基开挖至箱基底板标高，夯实加固地基，夯实开挖之后填土层残余厚度2m左右。要求地基加固之后土体承载力标准值为160～180kPa，打低标号素混凝土灌注桩，桩径为340，桩长8～12m，混凝土桩体前度为C10，混凝土桩间距为1．2m，单桩的承载能力标准值为P200kN，施工中将密碎石厚压。方案2:高压旋喷注浆加固。旋喷桩进行满堂布置，桩长度为L=8m，直径D=1m，桩孔布置2．5×2m，面积S=0.78m2，单桩承载力fk=1040kN，桩数331根。高压旋喷注浆加固后负荷承载力标准fk=250kPa，压缩模量E=62600kPa。

3.3钻孔桩基

采用一柱一桩原则将桩段嵌入微风化灰岩之中，桩径大小在1～1．8m之间，一共29个根桩，平均桩长度约为36m，最长55m。钻孔桩基施工一般存在着下面几点问题:①最大桩径1.8m，施工时难度很大，进入微风化岩又必须使用特殊钻头，成本过高。②桩端的桩基中是否存在着溶洞，需要一个一个桩基端进行检查，工作量显著增大。③桩端岩面较陡，必须嵌入施工，增加了工作量。④钻孔中一般采用泥浆护壁，若基层出现土洞、溶洞就会引起泥浆泄露，致使原生土洞崩落。桩基的基础周期较长，投资也较箱基大，因此投资将增加、工作技术难度和工作量也将进一步增加。

结束语：

箱基在施工过程中沉降不稳定，造成了该方法在施工过程中必须考虑可行性，若沉降稳定性得到解决那么箱形基础加复杂基础施工较为合理。

参考文献：

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