建筑复合地基工程施工之浅谈

　　1、工程概况

 

　　本工程为地下5层、地上37层的商场、办公、餐饮性质的超高层建筑，总高度为162.75m，总建筑面积为139918m2，属一类高层公共建筑，地基基础设计等级为甲级。

 

　　由于拟建物塔楼荷载较大，根据《项目岩土工程勘察报告》，塔楼地段基底下分布砂层、全～强风化泥岩等相对软弱夹层，不能满足设计要求，故需对塔楼地段地基进行处理。中筒筏板要求处理后复合地基承载力特征值fak不小于1200kPa，地基的基床系KP=60000kN/m3；外框筏板要求处理后复合地基承载力特征值fak不小于800kPa，地基的基床系数KP=45000kN/m3。

 

　　经多种方案技术经济比较，建议采用人工挖孔置换桩复合地基对外框筏板范围内的地基土进行加固，桩端进入中等风化泥岩0.5m以上；对中筒范围采取C15毛石混凝土换填处理。通过对建筑场地地质情况及建筑物结构、性质的分析，认为采用本方案进行加固处理技术上可行。

 

　　2、场地工程地质及水文地质条件

 

　　2.1地形地貌

 

　　拟建场地地貌单元属Ⅱ级阶地。场地地形变化较大，孔口标高为498.89～503.16m，高差为4.27m。

 

　　2.2地层结构

 

　　在拟建场地勘探深度范围内的地层主要由第四系人工填土层（Qml4）、第四系全新统冲洪积层（Qal+p14）、第四系上更新统冲洪积层（Qal+p13）和白垩系上统灌口组（Kg2）泥岩组成，见表1。

 

 

　　2.3地下水

 

　　本工程场地地下水类型为上层滞水、孔隙潜水和基岩裂隙水。上层滞水主要富存于场地上部的填土中，仅局部分布，靠大气降水和管沟渗漏补给，埋藏较浅，无统一水面，水量较小，易于疏排；孔隙潜水主要富存于第四系砂卵石层中，受大气降水和岷江水系地下水径流补给，水量丰富。场地环境类别为Ⅱ类，强透水层。拟建场地地下水对混凝土结构和混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性，但对钢结构具有腐蚀性。

 

　　场地基坑挖至设计垫层底标高以上300mm时，CFG桩开始施工。最大桩长约11.00m，桩长标高约为496.50m，故在CFG桩前施工前，基坑需进行降水。

 

　　3、复合地基处理

 

　　3.1外框筏板人工挖孔置换桩复合地基处理

 

　　人工挖孔置换桩径1200mm（不含150mm护圈），桩长6.0m左右，进入中风化泥岩0.5m，按正方形布桩。A区布桩置换率m=0.168，B区布桩置换率m=0.216，褥垫层厚度30cm，夯填度小于0.9。换填处理：采用C15毛石混凝土换填至中风化泥岩顶面。

 

　　（1）根据场地地质情况、地基承载力与地基基床率数值要求，结合成都地区类似工程经验，本工程中筒部分采用换填处理，基余部分采用人工挖孔置换桩进行处理的方案是适宜的。

 

　　（2）复合地基设计参数选取恰当，计算模型正确，计算无误，图示清楚，设计方案合理，可作为施工依据。

 

　　（3）由于复合地基承载力高，无法进行静载试验，本方案采用实测中风化泥岩的桩端端阻力特征值及桩周侧阻力特征值，再计算复合地基承载力的间接方法可行，可作为竣工验收依据。

 

　　（4）根据工程类比经验，复合地基基床系数按45000～50000kN/m3、换填地基基床系数按60000kN/m3取值恰当。

 

　　3.2中筒筏板地基处理

 

　　中筒筏板要求处理后复合地基承载力特征值fak不于小1200kPa，根据成都地区类似工程处理经验，处理后复合地基承载力特征值fak很难达到1000kPa以上。且根据地勘报告显示：桩间土大部分地段为细砂，处理有一定难度，处理费用加上相应检测费用，已和直接采用C15混凝土换填费用相近，且工期较长，故中筒筏板地基建议采用C15混凝土换填，换填浓度至中等风化泥岩顶面，平均深度约4.5m。基坑开挖按1∶0.1～1∶0.3放坡，换填总方量约3500m3。根据工程经验类比，其地基基床系数可达60000kN/m3以上。为保证基坑东南侧的护壁安全，要求换填施工时要求分块分步换填，换填时分块交接处须将泥土处理干净（图1）。

 

 

　　挖至中风化泥岩顶面后，进行3点载荷试验，以准确确定中等风化泥岩的承载力特征值。

 

　　4、施工质量控制

 

　　（1）按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）施工。

 

　　（2）桩端须进入中等风化泥岩内不少于0.5m。

 

　　（3）桩体质量控制标准：桩位允许偏差≤0.40D。桩垂直度偏差不超过1.0%，桩长允许偏差+100mm，桩径允许偏差-20mm，现场进行抽样检查。护壁采用C20混凝土，桩芯采用C25混凝土，采用振动棒振实。

 

　　（4）水泥、砂、卵石应具备符合质量要求的材质试验资料。

 

　　（5）认真作好施工记录。

 

　　（6）每台班取样一组送试验室作桩试块28d强度试验。

 

　　（7）施工全过程有专业技术人员负责质量自检。

 

　　（8）对建筑物测量控制桩、轴线应专门保护。

 

　　（9）施工全过程配专业技术人员负责质量自检。

 

　　（10）在施工过程中如发现异常情况，须进行施工勘察，以进一步确定处理深度及处理范围。

 

　　（11）严格控制施工质量，确保桩端及换填深度进入中风化泥岩。

 

　　（12）施工结束后，严格按《建筑地基处理技术范围》的有关要求进行复合地基检测。检测合格后方可进行下一步施工。

 

　　（13）经地基处理后的建筑应进行地基变形验算，并按规定进行沉降观测。

 

　　5、施工流程

 

　　为避免中筒换填施工对复合地基施工造成影响，故先进行换填施工，再进行复合地基处理施工。流程如下：基坑开挖至设计标高（基底垫层底标高以下200mm）→中筒开挖至设计深度→C15混凝土换填→人工挖孔至设计深度（进入中等风化泥岩0.5m以上）→桩底深井载荷试验→填料（C25混凝土）振捣密实，直至设计桩顶标高→桩身完整性检测→人工捡底并裁桩→铺设并压实。

 

　　6、结束语

 

　　人工挖孔置换桩处理地基的方式有着比单一桩处理地基无法比拟的优点，对于地质条件比较复杂的场地，采用该方法进行地基处理方式具有造价低，施工工期短，承载力较高，沉降量及差异沉降较小等优点，值得推广。

 

　　参考文献

 

　　[1]陈锦林.生产现场安全管理【J】.中国电力企业管理.2011.（18）

 

　　[2]任振甲.双灰桩复合地基设计与施工的一些问题【J】.建筑工人.2012（01）