超高层建筑中风化泥质砂岩层地基施工技术

 

　　一、工程概况

 

　　某工程是某地区的标志性建筑，属于一项重点工程。该工程的建筑总面积达到9万平米以上，高度为188m，主要分为地上45层、裙房部分3层以及地下结构2层，属于超高层建筑。该建筑的地基部分采用的是箱形基础进行施工，该基础中，底板采用的是厚为1.8m的钢筋混凝土筏板，结构形式采用的是型钢混凝土筒中筒结构；建筑的裙房部分是采用的独立柱基进行施工，结构形式为现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构。在该工程中，主楼部分以及裙房部分的基础埋深分别是17.500m、11.550m。

 

　　二、工程特点

 

　　从上述工程概况中，笔者能够发现一个非常明显的问题，即高度过高，尽管面对188m的高度，施工人员选择使用箱形基础，并且将这种基础施工方式与天然基础有机融合，具有明显的优势，在解决高度问题的同时，也能够减少工程成本支出，但是尽管如此，也需要多加注意，因为在钢混凝土结构施工期间，箱形基础容易发生各种问题，尤其是其自身质量不能保证的情况下，出现问题的可能性更大，所以在施工之前，需要对地基持力层进行详细认真的分析与总结，最终制定出工程方案。

 

　　三、超高层建筑中风化泥质砂岩层地基施工工艺原理

 

　　中风化泥质岩层在建筑工程施工中经常会遇到，因其这种地基的特殊性，再加之建筑工程属于超高层建筑，高度过高，因此需要选择使用特殊的施工方法，通常情况下，面对这种基地，一般会选择两种施工技术方法，一种是井点群井降水法，另一种是明沟排水法，因本工程比较特殊，所以施工人员最终决定将两者结合起来使用，其具体的施工工艺原理如下：

 

　　第一，相关施工人员应该对该超高层建筑地基情况进行充分的调查，了解具体情况，依据情况分析结果，设置排水设施，通过调查了解，该超高层建筑工程地下水主要呈现出阶梯型的分布方式，另外，地基持力层上面覆盖的土层其含水量非常高，在这种情况下，使用井群井降水法最为合理；第二，即便相关人员已经设置排水设施，但是因为土层含水量过高，因此无法阻止所有的进入到中风化泥质砂层中，另外，因为水源的流向没有固定的方向，所以单独使用上述方法并不能完全的解决问题，因此还需要挖掘明沟，进行第二次排水，将有可能进入到中风化泥质砂层中的水都通过这条明沟排走，以此来解决该超高层建筑中地基所面临的问题。但是因为该工程地基土质十分坚硬，普通的工具无法完成挖掘的任务，所以需要使用专门的挖掘工具，挖掘结束之后，由人工来清理基坑，进而使得水流能够完全的排出。

 

　　四、工艺流程及操作要点

 

　　1、工艺流程

 

　　根据设计图纸来制定施工方案，施工开始之前对施工方案进行仔细的研究，确定使用上述两种方法之后，即可开始挖掘基坑。其主要的施工流程概括如下：第一，测量放线，以此来保证基坑边线正确，与此同时做好标高的控制工作；第二，基坑井点降水施工；第三，进入到基坑的挖掘环节；第四，建立基坑支护体系，支护体系搭建完成之后，进入到下一施工环节，即第五步标高抄测，至此井点降水施工基本结束，进入到挖掘明沟的施工环节中，首先，利用切割机来切割地基持力层；其次，切割结束之后人工来清理基槽。完成上述两个步骤之后，整个超高层建筑中风化泥质砂岩层地基施工基本技术，但是需要注意的是，需要对地基承载力进行再一次的复核考察，正式开始地基的施工工序。

 

　　2、井点选择布置

 

　　该超高层建筑工程地下水主要呈现出阶梯型的状态，并且其属于潜水类型，地基中的含水层全部都处在卵石层中，而且主要位于持力层的上方，该含水层渗透系统达到了每天50m，根据监测其水流大致沿着东南方向流动。该超高层建筑工程地下水大部分来源于雨水，以下部分来自于地表水，其主要是径流的方式来泄流。在选择井点时，需要根据工程的基础埋深以及地下水埋深进行分析，最终计算出地下水位的降深，为了达到设计的要求，并不浪费资源，我们可以选择的方式有两种，一是多层轻型井点，二是管井井点降水。由于该工程处于市中心，施工面积相对比较狭小，因此可以用管井井点降水措施更能满足降水的要求。

 

　　3、基底明沟排水

 

　　根据分析，建筑主楼部分的地基土层处于中风化泥质砂岩层，虽然这种土层密实度高，并且坚硬，可以当做防水板来避免出现渗透的情况，但是这种土层毕竟存在一定的缝隙，这就意味着会有少部分的水流入到其中，因此，为了提高地基部分的安全系数，我们必须要在基坑内开挖明沟排水，以达到二次排水的效果。

 

　　4、地基施工

 

　　将基底部分进行合理的划分，然后根据各个不同的区域进行基坑的清理，等到清理好一个区域之后，施工人员可对其浇筑混凝土，作为垫层，这样做的目的是为了防止该区域受到外界条件的影响，从而降低持力层的坚硬度与密实度，而没有清理的区域，可以利用塑料布进行遮掩，防止水流对其的软化；（2）采用切割机与人工相配合的方式来清理基坑。首先，将岩层分为大小均匀的网格，然后采用切割机进行切割，最后再采用人工的方式进行挖掘。

 

　　5、地基承载力复核

 

　　5.1试验方法

 

　　主楼箱形基础面积约为2200mz。荷载试验共设3个点，在基坑内均匀分布，采用平台堆载装置进行试验；所有仪器仪表在试验前均进行整栅标定；试验加载方式采用慢速维持荷载法，即逐级加载，每级荷载下桩顶沉降达相对稳定后才能施加下一级荷载。共分12级加载，分级加载200kPa。最大加荷2400kPa；沉降观测：每级加载后间隔10，10，10，15，15min测量一次，之后每隔30min测量一次并记录；出现下列情况时，可终止加载：

 

　　承压板周围的土明显侧向挤出；沉降急剧增大，荷载沉降曲线出现陡降段；在稳定荷载下，24h内沉降速率不能达到稳定；沉降量与承压板直径之比不小于0.06；达到反力装置的最大承受能力；达不到极限荷载，而最大加载已达到要求的极限殍戡力。

 

　　5.2试验结果

 

　　试验点的荷载值都超出设计要求荷载800kPa，即中风化泥质砂岩层可作为天然地基。本工程采用深基坑降水方式进行排水，基础开挖施工至接近基底标高时采用切割机配合人工清槽的方式进行施工，操作简便易行，适宜大面积推广。

 

　　五、结语

 

　　综上所述，可知虽然本工程只是一个特殊的案例，但是对其他超高层建筑地基施工具有一定的借鉴作用，尤其是降水方法方面。井点群井降水的方式操作简单，而且成本支出并不高，因此当遇到风化泥质砂岩层类型的地基时，完成可以采用这种方法，如果这种方法不能满足要求，可以将其与明沟排水相结合使用，以此来达到降水的目的，最终使地基承载力达到工程要求。