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浅议某高层建筑中的软弱地基处理

2011-08-20杨睿军

山西建筑 2011年19期
关键词:砂层卵石砂石

杨睿军

1 概述

软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。软弱地基的承载力相对较小,不能满足建筑的承载力及抗震要求,因此通常情况下需要对软弱地基进行处理。地基处理的目的是采取各种地基处理方法以改善地基条件,这些措施包括以下五个方面内容:1)改善剪切;2)改善压缩特性;3)改善透水特性;4)改善动力;5)改善特殊土的不良地基特性。地基处理的基本方法,无非是置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和冷热等处理方法,这些方法也是千百年以前迄今仍然有效的方法。值得注意的是,严格地按照地基处理的作用机理进行分类也是困难的,很多地基处理的方法具有多种处理的效果。如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重作用;石灰桩又挤密又吸水,吸水后又进一步挤密等反复作用;在各种挤密法中,同时都有置换作用。可见,每一种处理方法可能具有多种处理的效果。

2 场地位置及地形地貌

某高层建筑小区位于成都市西区,场地内建筑物埋设深度为5.0 m,场地地层从上至下依次为第四系全新统人工填土层()、第四系全新统冲洪积层(),其中人工填土分布基本连续,部分孔段因被前期开挖缺失,厚度0.4 m~7.9 m。冲洪积层自上而下分别为粘土连续分布、粉质粘土连续分布、细砂透镜体、中砂透镜体、松散卵石连续分布、稍密卵石连续分布、密实卵石连续分布。根据地质勘察报告,人工填土、粘土、粉质粘土、细砂、中砂不能作为持力层,对上部软弱层可采取置换、地基处理等方法进行处理,根据设计要求主楼筏板区域及纯地下车库区域独立基础,采用地基处理后,复合地基承载力不小于350 kPa,压缩模量不小于16 MPa;纯地下车库非独立基础区域采用地基处理后,复合地基承载力不小于120 kPa,压缩模量不小于9 MPa。据此拟处理区域面积为1 698 m2。为经济合理的选择地基处理方式,拟对换填素混凝土、CFG桩、振冲碎石桩、高压旋喷桩等方法进行综合比较分析,以便确定最佳方案。

3 各类地基处理方式的比较

各类地基处理方式初步比较见表1。

经对经济性、技术可行性、工程工期综合考虑比较分析,拟定采用砂石桩对场地上层人工填土进行处理,在主楼筏板及柱下独立基础范围内采用高压旋喷桩对场地内砂层进行处理。

同时从经济角度考虑,为验证CFG桩及振冲碎石桩对场地土层条件的适应性,在作业现场分别对三类地基处理方式进行了试桩检验。检验结果见表2。

表1 各类地基处理方式初步比较

表2 各类地基处理方式试桩结果比较

经试桩验证,采用砂石桩+高压旋喷桩能较好的满足设计要求,采用CFG桩承载力接近设计要求,但是将增加工程作业周期且在下卧砂层部位成桩质量较差,不能保证施工质量。因此最终选择砂石桩+高压旋喷桩作为场地地基处理方法。

4 采用砂石桩+高压旋喷桩施工中出现的问题

1)稍密卵石下卧砂层时地基处理质量不好。

在施工中,因地质勘察报告未能探明在部分地段有透镜体方式存在的稍密或密实卵石层下卧砂层的情况,在这些区域,高压旋喷桩桩端出现未能穿透透镜体稍密或密实卵石层按照设计要求进入较厚的密实卵石层的要求,导致高压旋喷桩出现处理失败。

2)较厚砂层时出现砂层中高压旋喷桩断桩的情况。

在施工作业完毕采用开挖法进行质量检查时,发现部分高压旋喷桩在较厚砂层中出现断桩。据分析与高压旋喷桩作业工艺具有较大关系,在高压旋喷桩旋喷管提升过程中砂层受到扰动因此出现塌孔,塌孔的情况被作业人员忽视造成成桩质量较差。另一方面在砂层中采用单重管高压旋喷桩的工艺还有待商榷,宜采用双重管作业工艺。

5 经验总结

1)在软弱地基处理工程中,应加强多种地基处理方法的比较,从经济合理性、技术可靠性、工期可控性等多方面进行全面比较,不单纯受到经济条件制约,首先应满足技术可靠。

2)对于稍密或密实卵石层下卧砂层区域的地基处理工作失败,表明本工程在前期勘察中情况勘探不够详细。

3)在选择高压旋喷桩施工工艺的时候,对成桩工艺试验选点不够,造成对场地内部分地段地基处理不能满足设计要求,说明在软弱地基处理工程中,除应坚持试验桩工作,而且应针对不同地质条件及可能出现的地质条件进行不同试验,以确定施工参数并验证是否满足设计要求。

4)在单一软弱地基处理方法不能满足设计要求的时候,可考虑二元复合地基处理方法,利用不同软弱地基处理方法的特点综合处理复杂地质条件下的软弱地基。

6 结语

本文结合某高层建筑软弱地基处理方式的选择及实际施工情况,从技术、经济、工期等多方面比较了CFG桩、高压旋喷桩、振冲碎石桩的优缺点,并针对实际施工中的问题提出了在地基处理中应加强前期地质勘察、做好各类处理方式的验证性工作,避免出现技术不可靠、经济不合理、工期不可控的情况。

[1]JGJ 79-2002,建筑地基处理技术规范[S].

[2]GB 50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].

[3]JGJ 106-2003,建筑基桩检测技术规范[S].

[4]JGJ 123-2000,既有建筑地基基础加固技术规范[S].

[5]张立志.软土地基的处理[J].山西建筑,2010,36(10):86-87.

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