復合地基施工處理方案探討

潘月亮，鄧旭東

(中國華西企業(yè)股份有限公司第十二建筑工程公司，四川成都610081)

1 工程概況

本項目位于成都市人民南路與東御街交匯處的東南面，北鄰天府廣場，南靠規(guī)劃中的染房街商業(yè)步行街，東接待建的成都國際商城，西靠人民南路。

本工程為地下5層、地上37層的商場、辦公、餐飲性質(zhì)的超高層建筑，總高度為162.75 m，總建筑面積為139 918 m2，屬一類高層公共建筑，地基基礎設計等級為甲級。擬建建筑物性質(zhì)見表1。

表1 擬建建筑物性質(zhì)一覽表

由于擬建物塔樓荷載較大，根據(jù)《項目巖土工程勘察報告》，塔樓地段基底下分布砂層、全～強風化泥巖等相對軟弱夾層，不能滿足設計要求，故需對塔樓地段地基進行處理。中筒筏板要求處理后復合地基承載力特征值fak不小于1 200 kPa，地基的基床系數(shù)KP=60 000 kN/m3;外框筏板要求處理后復合地基承載力特征值fak不小于800 kPa，地基的基床系數(shù)KP=45 000 kN/m3。

經(jīng)多種方案技術(shù)經(jīng)濟比較，建議采用人工挖孔置換樁復合地基對外框筏板范圍內(nèi)的地基土進行加固，樁端進入中等風化泥巖0.5 m以上;對中筒范圍采取C15毛石混凝土換填處理。通過對建筑場地地質(zhì)情況及建筑物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的分析，認為采用本方案進行加固處理技術(shù)上可行。

2 場地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

擬建場地位于人民南路與東御街交匯處的東南面，北鄰天府廣場，地貌單元屬成都平原岷江水系Ⅱ級階地。場地地形變化較大，

孔口標高為498.89～503.16 m，高差為4.27 m。

2.2 地層結(jié)構(gòu)

在擬建場地勘探深度范圍內(nèi)的地層主要由第四系人工填土層(Qm14)、第四系全新統(tǒng)沖洪積層(Qal+p14)、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層(Qal+p13)和白堊系上統(tǒng)灌口組(Kg2)泥巖組成，見表2。

表2 巖土層的工程物性指標建議值

2.3 地下水

本工程場地地下水類型為上層滯水、孔隙潛水和基巖裂隙水。上層滯水主要富存于場地上部的填土中，僅局部分布，靠大氣降水和管溝滲漏補給，埋藏較淺，無統(tǒng)一水面，水量較小，易于疏排;孔隙潛水主要富存于第四系砂卵石層中，受大氣降水和岷江水系地下水徑流補給，水量豐富。場地環(huán)境類別為Ⅱ類，強透水層。擬建場地地下水對混凝土結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋不具腐蝕性，但對鋼結(jié)構(gòu)具有腐蝕性。

場地基坑挖至設計墊層底標高以上300 mm時，CFG樁開始施工。最大樁長約11.00m，樁長標高約為496.50m，故在CFG樁前施工前，基坑需進行降水。

3 復合地基處理

3.1 外框筏板人工挖孔置換樁復合地基處理

人工挖孔置換樁徑1 200 mm(不含150 mm護圈)，樁長6.0 m左右，進入中風化泥巖0.5 m，按正方形布樁。A區(qū)布樁置換率m=0.168，B區(qū)布樁置換率m=0.216，褥墊層厚度30 cm，夯填度小于0.9。

換填處理:采用C15毛石混凝土換填至中風化泥巖頂面。

(1)根據(jù)場地地質(zhì)情況、地基承載力與地基基床率數(shù)值要求，結(jié)合成都地區(qū)類似工程經(jīng)驗，本工程中筒部分采用換填處理，基余部分采用人工挖孔置換樁進行處理的方案是適宜的。

(2)復合地基設計參數(shù)選取恰當，計算模型正確，計算無誤，圖示清楚，設計方案合理，可作為施工依據(jù)。

(3)由于復合地基承載力高，無法進行靜載試驗，本方案采用實測中風化泥巖的樁端端阻力特征值及樁周側(cè)阻力特征值，再計算復合地基承載力的間接方法可行，可作為竣工驗收依據(jù)。

(4)根據(jù)工程類比經(jīng)驗，復合地基基床系數(shù)按45 000～50 000 kN/m3、換填地基基床系數(shù)按60 000 kN/m3取值恰當。

3.2 中筒筏板地基處理

中筒筏板要求處理后復合地基承載力特征值fak不于小1 200 kPa，根據(jù)成都地區(qū)類似工程處理經(jīng)驗，處理后復合地基承載力特征值fak很難達到1 000 kPa以上。且根據(jù)地勘報告顯示:樁間土大部分地段為細砂，處理有一定難度，處理費用加上相應檢測費用，已和直接采用C15混凝土換填費用相近，且工期較長，故中筒筏板地基建議采用C15混凝土換填，換填濃度至中等風化泥巖頂面，平均深度約4.5 m。基坑開挖按1∶0.1～1∶0.3放坡，換填總方量約3 500 m3。根據(jù)工程經(jīng)驗類比，其地基基床系數(shù)可達60 000 kN/m3以上。

為保證基坑東南側(cè)的護壁安全，要求換填施工時要求分塊分步換填，換填時分塊交接處須將泥土處理干凈(圖1)。

圖1 地基處理方案

挖至中風化泥巖頂面后，進行3點載荷試驗，以準確確定中等風化泥巖的承載力特征值。

4 施工質(zhì)量控制

(1)按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ 79－2002)施工。

(2)樁端須進入中等風化泥巖內(nèi)不少于0.5 m。

(3)樁體質(zhì)量控制標準:樁位允許偏差≤0.40D。樁垂直度偏差不超過1.0%，樁長允許偏差+100 mm，樁徑允許偏差－20 mm，現(xiàn)場進行抽樣檢查。護壁采用C20混凝土，樁芯采用C25混凝土，采用振動棒振實。

(4)水泥、砂、卵石應具備符合質(zhì)量要求的材質(zhì)試驗資料。

(5)認真作好施工記錄。

(6)每臺班取樣一組送試驗室作樁試塊28 d強度試驗。

(7)施工全過程有專業(yè)技術(shù)人員負責質(zhì)量自檢。

(8)對建筑物測量控制樁、軸線應專門保護。

(9)施工全過程配專業(yè)技術(shù)人員負責質(zhì)量自檢。

(10)在施工過程中如發(fā)現(xiàn)異常情況，須進行施工勘察，以進一步確定處理深度及處理范圍。

(11)嚴格控制施工質(zhì)量，確保樁端及換填深度進入中風化泥巖。

(12)施工結(jié)束后，嚴格按《建筑地基處理技術(shù)范圍》及《四川省地基質(zhì)量檢測若干規(guī)定》的有關(guān)要求進行復合地基檢測。檢測合格后方可進行下一步施工。

(13)經(jīng)地基處理后的建筑應進行地基變形驗算，并按規(guī)定進行沉降觀測。

5 施工流程

為避免中筒換填施工對復合地基施工造成影響，故先進行換填施工，再進行復合地基處理施工。流程如下:基坑開挖至設計標高(基底墊層底標高以下200 mm)→中筒開挖至設計深度→C15混凝土換填→人工挖孔至設計深度(進入中等風化泥巖0.5 m以上)→樁底深井載荷試驗→填料(C25混凝土)振搗密實，直至設計樁頂標高→樁身完整性檢測→人工撿底并裁樁→鋪設并壓實。

6 安全生產(chǎn)保證措施

為確保人身及財產(chǎn)安全，貫徹“安全第一、預防為主”的方針，施工中必須加強安全措施管理，以保證施工順利進行。

6.1 施工前期準備

(1)取得相應的工程地質(zhì)，施工前場地水文地質(zhì)特證，地下管網(wǎng)，相鄰建筑物的相關(guān)資料。

(2)根據(jù)前期基礎資料，組織總工辦及項目部編制工程施工方案安全技術(shù)措施和事故應急措施，經(jīng)技術(shù)部門審批及監(jiān)理單位簽字后進行施工。

(3)施工前針對人工挖孔置換樁施工特點、工藝、安全技術(shù)要求，對所有從事樁作業(yè)的工作進行安全教育、現(xiàn)場急救知識培訓和急救搶險培訓。

(4)樁作業(yè)前必須對施工人員進行針對性的安全技術(shù)交底，進行班前教育，做好班前教育記錄。

(5)現(xiàn)場配備漏電保護器、安全帽、絕緣膠鞋等用具。

(6)施工中的用電機具需由持證電工安裝和拆除。