1场地特征
拟建场地地貌属邛海断陷湖盆地东河、海河洪泛平原亚区,主要由第四系冲洪积物组成,地基土主要以素填土、卵石土、粉土、粉质粘土、粉砂等组成,岩土种类较多,不均匀,性质变化较大,地基复杂程度等级为中等复杂地基,地质条件在横向、纵向的均匀性差异很大,地基土有着较高的含水量,压缩性较高,且承载力小,可做基础持力层的地层埋深较大,不宜采用天然地基。该场地主要建筑20栋,高度分别为13F~18F不等,均采用筏板基础。
典型地层剖面见图1。
2地基处理方案的选定
根据该场地的地质、水文条件以及社会因素,同时为了使该工程建设得到更高的安全保证,首先选择了采用预制桩基础和CFG桩地基加固处理这两种方案。
2.1预制桩基础
(1)根据西昌城区以往的施工情况,西昌地区无预制桩生产厂家,施工使用的预制桩成品均从外地(成都及其附近)购买,再使用大型拖车运送至现场;(2)由于地质条件在横向、纵向上差异大,导致桩体进入持力层的长度不等,长桩需接桩时,接头处形成薄弱环节,如不能确保全桩长的垂直度,则将降低桩的承载能力,甚至还会在打桩时出现断桩,其技术难度较大,不易控制;(3)根据钻探揭露可做持力层的地基土在纵向上差异大,其上部间断的有强度较高的漂卵石夹层,而预制桩不易穿透该地层,如要穿过该层则需辅以其他施工措施,如采用预钻孔等在桩体穿透时容易出现断桩,且不易被发现,对质量影响很大;(4)预制桩单价较高。预制桩的配筋是根据搬运、吊装和压人桩时的应力设计的,远超过正常工作荷载的要求,用钢量大。接桩时,还需增加相关费用;(5)预制桩是挤土桩,施工时易引起四周地面隆起,有时还会引起已就位邻桩上浮。锤击和振动法下沉的预制桩施工时,震动噪音大,影响四周环境,不宜在城市建筑物密集的地区使用。
2.2CFG桩地基加固处理
CFG桩全名是水泥粉煤灰碎石桩,它主要是用水泥、煤粉灰、碎石等加水搅拌才形成的高粘结强度桩(现在为了提高效率以及市场需要桩体已全部采用C15~C25的砼代替了原有材料),是一种由桩间土、桩自身和褥垫层一同形成的复合地基。在当前被广泛的应用在高层和超高层楼房的地基加固中,它能够提高施工的速度,从而使工期减短,更重要的是较容易控制质量,使整个工程的造价降低。
(1)使用的机械设备较为普遍,桩体材料(商砼)均可在当地购买,运输、使用方便;(2)该场地的地基土变化大,有间断的漂卵石夹层,而旋挖成孔的方式恰恰适用于该场地,桩长可因地改变,没有接头,质量易控制;(3)CFG桩体无钢筋,相对预制桩价格更便宜,且单桩以及处理后的地基土承载力大;(4)采用旋挖成孔的CFG桩土方外运的数量增加较多。
根据以上分析不难看出该项目采用CFG桩地基加固处理比预制桩更有优越性。
3该场地地基存在的主要问题
该场地地基存在的主要问题是地基土强度不够且在横向和纵向上的差异而产生的稳定性问题。
其次是沉降问题。因粘土、粉土等当中的含水量较高,压缩性较大,在上部建筑物荷重的作用下会产生较大的沉降,且粘土的渗透性较小,不容易固结,所以沉降需要较长的时间,在此情况下,次固结在总的沉降中也将占有较大的比例,这也是不能够被忽视的。地基土沉降的幅度过大就会产生桩的负向摩擦力,从而造成桩基或上部结构的破坏。该场地经勘查局部存在②3粉砂层有液化可能,但由于该层厚度小,可不考虑地基土的液化问题。
4该场地CFG桩地基加固措施的优势
在该场地采用CFG桩地基加固措施,其优势主要体现在以下几个方面。
第一,它的适用性广泛,承载能力提高幅度大。CFG桩基的技术主要适用在饱和及非饱和的粘性土、粉土、砂土和填土等地质条件,经过处理之后,地基的承载力与原来的地基的承载力相比较之下,提高了三倍。据勘查报告,拟建各高层建筑下卧层(下卧层为②1粉质粘土、②2粉土、③粉土、③1粉质粘土、④1粉质粘土、④2粉土)承载力均不能满足要求。经CFG桩处理后的地基承载力方能满足设计要求。第二,施工较简单,工期短。该场地有漂卵石夹层,CFG桩施工的方法采用旋挖成孔,在施工的过程中,没有钢筋笼制作等的工序,缩短工期,同时使用成孔桩加快施工速度,提高工程完成的效率。第三,提高环境的保护水平。CFG桩基在施工的过程中,并不需要泥浆进行护壁的工序,也不需要向外输送泥浆,既节省了资金,也没有产生环境的污染,尤其在城市当中进行施工,可大大的保护环境,并且产生的噪音也小,因此这种地基处理方式在该项目受到推荐。第四:复合地基变形小。经检测显示,CFG桩加固后的该场地沉降量在1~4cm之间。采用CFG桩加固该类场地上部和中间都有软土的土层,就能获得压缩模量较高的复合地基,使建筑物的沉降量降低。
5结语
根据该场地的地质条件采用CFG桩对于地基的改善,取得较好的经济、质量效果,使西昌冶金矿业总部基地工程建设不仅安全、高效,而且获得最大的经济效益和社会效益。