淺議地基處理方案的技術經濟分析

艾增輝 陳幗英

【摘要】地基處理是工程建設行業一項非常重要的工作，何時需要地基處理，何時不需要？當地質條件不是太差時往往不容易說清楚，筆者以一個工程實例，對此種情況地基處理進行了技術經濟分析.為相似的工程提供了經驗、借鑒。

【關鍵詞】地基處理；技術；經濟分析

【Abstract】Ground Treatment is a very important work in the construction industry. When do you need a foundation treatment， when not required？ When the geological condition is not too bad it is often not easy to say clearly.The author takes an engineering example， The technical and economic analysis of the foundation treatment of this kind of situation is carried out.Provide reference for related projects.

【Key words】Groundtreatment；Technical and economic analysis

1. 前言

（1）工程開工建設之前的地基處理是建設行業一項非常重要的工作，何時需要地基處理，何時不需要？特別是當地質條件不是太差時，往往不好說清楚。這就給業主的決策帶來困難，是選擇不處理而承受樁基礎等深基礎的投資，還是處理一下節省樁基礎的投資？選擇什么方案取決于三個因素，一是技術方面，可行且合理；二是經濟方面，投資適當。三是業主的主觀要求及偏好，對工期、質量要求，還有當地的工程經驗等客觀條件制約。嚴格地講，應對地基處理方案的技術及經濟進行細致地分析、研究，比選出合理的方案，進而做出科學的投資決策。

（2）筆者以山東某濱海開發區石化廠的地基處理方案比選為例，簡要介紹地基處理方案的技術方案選擇與經濟比選結果，供工程建設行業人員參考。

2. 地質情況（根據初勘）

2.1第①層：素填土，以①-1亞層雜填土為主，由建筑垃圾、粉煤灰、粉土構成，粘性土為主，厚度1.2m～3.9m（相對孔口絕對標高），普遍分布。

2.2第②層：粉砂，厚度8m～11m，均勻分布，承載力特征值130KPa，稍密到中密，屬中壓縮性土，壓縮模量ES=8MPa。淺層局部零星分布②-1粉土亞層，

承載力特征值110KPa，壓縮模量ES=14.2MPa；②-2淤泥質粉質黏土亞層，承載力特征值60KPa，壓縮模量ES=4.5MPa，②-1和②-2平均厚1.2m～1.5m，大部分在第②層頂分布，19-19？剖面和20-20？剖面顯示局部埋深（相對設計地坪）在12m～13m。

2.3第③層：粉質黏土，普遍分布，本層層厚4m～6m， 地基承載力特征值130KPa， 壓縮模量ES=6.3MPa，可塑，屬中壓縮性土。

2.4第④層：粉砂，普遍分布，本層層厚4m～6m， 地基承載力特征值210KPa， 壓縮模量ES=16MPa，屬中～低壓縮性土。

2.5第⑤層：粉質黏土，普遍分布，本層層厚4m～6m， 地基承載力特征值200KPa， 壓縮模量ES=7.8MPa， 屬中壓縮性土。本層層厚5m～7m，局部未穿透。

2.6以下土層略。

3. 地下水情況

（1）根據初勘，本次方案擬建區域地下水埋深5.7m～9.2m，平均埋深6.6m（相對設計地坪）。

（2）水質對混凝土結構具強腐蝕性；對鋼筋混凝土結構中的鋼筋當在干濕交替作用時具強腐蝕性，當在長期浸水作用時具弱腐蝕性。地基土腐蝕情況尚不明確，初勘未體現。

4. 天然地基存在的問題

天然地基直接使用時，將第①層雜填土挖除，以第②層粉砂作為地基持力層，局部超挖處進行換填級配砂石處理。設計地坪初步定在絕對標高4.3m～4.4m，設計地坪至第②層粉砂頂根據初勘平均需挖除2.2m～2.3m.本工程第②層粉砂，承載力特征值130KPa，屬中壓縮性土，壓縮模量ES=8MPa。可做一般建（構）筑物基礎持力層使用，對某些較重的設備基礎和罐區需要做復合地基處理或樁基。

5. 擬定方案一和方案三兩個地基處理方案，方案二為不進行地基處理的方案，對其適用性與經濟性進行初步對比

5.1方案一：裝置區+公用工程區+罐區采用強夯處理方案。

（1）使用范圍：

采用8000KN·m能級針對裝置區+公用工程+罐區，強夯處理。

（2）處理目標：

強夯后地基承載力特征值達到220KPa以上。

（3）投資估算：

需處理面積估算：

裝置區+公用工程：約8.73萬平米

罐區（防火堤以內）：約4.2萬平米

裝置邊界線之間的區域、道路區域： 共約2.4萬平米。

按裝置邊界線之間的區域、道路區域采用夯擊能3000KN·m

強夯投資：12.93x104 m2x80元/m2+2.4 x104 m2 x30元/m2=1106.4萬

5.2方案二：天然地基+樁基+復合地基處理方案。

5.2.1使用范圍：

（1）一般建（構）筑物使用天然地基淺基礎，埋深約在1.5m～2.5m，超挖時要換填砂石墊層。重型、高聳塔器設備或對地基變形要求較嚴的構筑物打灌注樁。超5000立方的罐基礎采用CFG碎石樁復合地基。

（2）對26-26？、27-27？、28-28？三個有代表性的地質剖面取三個較深鉆孔分別進行單樁承載力特征值預估：暫按灌注樁，樁長22m，樁徑600，樁長按22m，樁端進入第⑤層：

26-26？取81孔：單樁承載力特征值Ra=1136KN

27-27？取84孔：單樁承載力特征值Ra=1124KN

28-28？取80孔：單樁承載力特征值Ra=1037KN

（3）對以上三孔進行CFG樁復合地基承載力預估：暫按直徑600mm的CFG碎石樁，樁長暫按16m考慮，樁端進入第④層，間距2800，等邊三角形布樁：

81孔：復合地基承載力特征值f spk=273KPa

84孔：復合地基承載力特征值f spk=277KPa

80孔：復合地基承載力特征值f spk=281KPa

5.2.2投資估算：

（1）換填墊層約：裝置區+公用工程：約2000立，罐區：約4000立。

罐區CFG樁統計：數量共約960根。

（2）裝置區打樁估算： 樁長暫按22m考慮，樁端進入第⑤層，數量共約550根。

換填墊層投資估算：6000 m3x160元/m3=96萬

CFG樁投資估算：960根x4.522立/根x500元/立=217萬

CFG樁防腐蝕添加劑投資估算：2600元/噸x130噸=33.8萬

灌注樁投資估算：550根x6.22立/根x1600元/立=547.4萬

灌注樁防腐蝕添加劑投資估算：2600元/噸x110噸=28.6萬

本方案投資估算：923萬

5.3方案三：罐區強夯處理+天然地基+樁基方案

（1）使用范圍：

罐區（防火堤以內）采用8000KN·m能級強夯處理，其他區域采用天然地基+樁基方案。

（2）處理目標為：強夯后地基承載力特征值達到220KPa以上。

（3）投資估算：

需處理面積約：4.2萬平米。

罐區強夯投資估算：4.2萬平米x80元/m2= 336萬

裝置區灌注樁投資估算：547.4萬

灌注樁防腐蝕添加劑投資估算：28.6萬

裝置區+公用工程換填墊層投資估算：2000 m3x160元/m3=32萬

本方案共約：944萬（地基處理方案對比評價表見表1）。

6. 結論

（1）當場地土層不屬于軟弱土，天然地基可用的情況下，按照天然地基+樁基或復合地基的方案，進行工程建設是合理的。

（2）強夯雖是一種單價較為經濟的地基處理方案，對可以進行一般工程建設的不屬于軟土地基或深厚素填土的天然地基，進行強夯處理并不能大規模節省工程投資。

參考文獻

[1]《建筑地基處理技術規范》JGJ 79-2012.

[2]《建筑樁基技術規范》JGJ 94-2008.

[3]《石油化工工程建設設計概算編制辦法》.

[4]《山東省建設工程概算定額》.