基于復雜地質條件的地基基礎優化設計

黃曉雯

廣東建筑藝術設計院有限公司江門分公司

基于復雜地質條件的地基基礎優化設計

黃曉雯

廣東建筑藝術設計院有限公司江門分公司

建筑物的地基基礎方案合理與否直接關系到建筑結構的安全和經濟，一旦發生地基失效或基礎破壞，不僅損失巨大，而且難以補救，因此需要引起我們的重視。尤其是在復雜地質條件下，基坑設計施工前，要根據地質勘察結果，綜合考慮地基處理方案，對若干可能出現的問題進行完善的預案，從而切實提升復雜地質環境下地基處理的技術水平。基于此本文分析了復雜地質條件的地基基礎優化設計。

復雜地質條件；地基基礎；優化設計

引言

地基處理是絕大多數建筑工程都必須高度重視的問題。我國幅員遼闊，地質條件各不相同，隨著城市化的不斷發展與交通基礎設施建設的推進，越來越多的建筑出現在山區、戈壁高原、濱海軟土、沖積平原等地區，這些地區地理環境復雜，譬如地基巖體中可能存在斷層或夾層等不利的軟弱結構面，這些軟弱結構面往往對結構抗滑穩定產生不利影響。為了保證工程的質量安全與施工安全，在這樣的地質條件下進行工程建設時必須進行相應的處理。

1 、不同地質條件對于工程施工的影響

在不同的工程施項目建設中，由于復雜地質的影響都會對施工項目的建設產生重要影響。比如在建筑工程的建設施工中，由于不同的地質條件對于地基的基礎面會造成影響，這會影響到工程的施工質量以及施工進度，甚至是對于主體工程的的質量也會造成影響。在具體的過程中，需要進一步加強地基基礎設計優化，從而確保工程的質量。

2 、不良地質作用防治

場地中的土洞、部分溶洞處于發展期，因此對本場地分布的土洞、空溶洞和具沖刷潛蝕發展趨勢的充填物性質差的溶洞，綜合運用多種處理技術進行組合優化，發揮各自的優勢，采用有效措施進行防治，達到滿足地基穩定性和強度以及建筑物變形的要求。

(1)土洞處理：土洞處理方法尚無現行的規范可借鑒和遵循，也多為經驗手段，最常用的方法是注漿加固處理法，淺層土洞采用鑲補、楔狀填塞、置換填充等方法處理。或與旋噴樁復合地基、CFG樁復合地基等其它地基處理方法聯合使用。其目的是達到對洞穴進行填充擠密加固，置換松軟充填物，阻堵地下水活動通道，確保地基穩定，消除安全隱患，并能提高地基承載力和模量。或形成復合地基，將上部荷載一部分傳遞至地層深部，滿足地基強度和變形要求。本工程場地土洞埋藏一般較淺，采用綜合措施予以處理，對于處在基坑底面上下，勘探查明或開挖過程中發現的的土洞，采用挖除直接置換方法(一并)處理;對于掩藏基底以下的土洞分布范圍內，采用壓力注漿處理，設計承載力處理后的承載力特征值150kPa，設計壓縮模量Es0.10-0.3為8.0MPa。分項工程完成7d后進行，質量檢測按本地區慣例選代表性地段，數量取注漿孔的3%，采用鉆探取芯和標準貫入試驗進行質量檢驗，孔內無漏水，填充飽滿密實，水泥混合土(注漿加固體)標貫擊數7～9(實測)，滿足設計要求;(2)溶洞處理：溶洞處理與土洞處理同時一并進行，空溶洞采用先灌入細石、粗砂，充填物性質差的充填溶洞先進行高壓噴水，清除置換充填物中的“稀泥”成分，而后灌注粗砂，再采用與土洞處理流程相同的方法進行處理，填充洞穴，堵塞滲漏通道。

3 、復雜地質條件的地基基礎優化設計

3.1 沖(鉆)孔灌注樁方案

沖(鉆)孔灌注樁基礎適應于各種復雜地質條件，采用泥漿護壁施工的該樁型尤其適用于樁底具有可靠持力層且持力層埋深較淺的情況，用于高層建筑基礎一般均按端承摩擦樁設計，承載力可靠且沉降量小。本場地中、微風化花崗巖埋深均在40～50m以上，顯而易見，如此長的灌注樁造價高、工期長;在施工遇到孤石較容易出現偏位現象;另外，長樁施工質量控制難度增大。由此，沖(鉆)孔灌注樁方案技術可行，但經濟指標差，工期長且質量控制技術要求高，不作為設計推薦基礎方案。

3.2 復合地基與基礎方案

從地區工程經驗、習慣和施工機具便利等因素考慮，可采用剛性樁復合地基和柔性樁復合地基。砂石換填復合地基方案因上部軟弱土層分布嚴重不均和局部埋藏過深等原因不做考慮。

柔性樁復合地基一般采用深層攪拌樁復合地基，由于建筑高度近100m，上部荷載較大，深層攪拌樁復合承載力不能滿足要求，此外場地淺層部分存在的孤石和厚度較大的硬塑殘積土層對普通攪拌樁施工來說，存在施工困難，因此亦不作為推薦。

剛性樁復合地基基礎方案可作為選擇方案。剛性樁可采用長螺旋泵壓混凝土樁和預應力高強混凝土管樁，這兩種樁都存在遇到孤石如何應對考慮的問題，由于長螺旋泵壓混凝土樁的單樁設計承載力特征值較低，補樁困難。另外復合地基都需要設置厚度較大的鋼筋混凝土筏板和不小于300mm厚的石粉過渡層，本身造價較高，亦增加基坑開挖深度和土方開挖量，經濟效果不具推薦性。

3.3 高強預應力混凝土管樁(PHC)基礎方案

通過增加施工勘察鉆探孔進一步揭露孤石的空間分布情況，綜合考慮技術、經濟、工期、可控性和施工復雜程度等多種因素，采用在基坑底實施壓樁施工，基坑開挖范圍內的孤石已經挖除，基坑底小的揭露孤石同樣可以清除換填，更深層的孤石對管樁已不構成施工影響，僅需要考慮中等深度的孤石對管樁施工及承載力等的影響，使復雜問題得到簡化和明晰，因而設計采用了高強預應力混凝土管樁基礎。除了孤石這一不利因素之外，本場地殘積土層、強風化和強風化巖層很厚，基巖埋藏較深，非常適宜于采用靜壓預應力管樁施工。施工速度快、工期短，樁本身和基礎底板、承臺成本低，技術經濟方面優勢十分明顯。

總之，根據工程建筑所處的環境不同，針對性的選擇地基處理方法，能夠有效滿足地基土體的承載力、穩定性、沉降等要求，進而保證建筑物本身的可靠和安全，因此進一步加強對其的研究非常有必要。

[1]杜建良.坡地建筑地基基礎設計及地質災害防治[D].浙江工業大學，2011.

[2]朱彥.淺談復雜地質條件下巖土工程勘察[J].中小企業管理與科技(上旬刊)，2014，06：143-144.

[3]孫飛.淺析建筑地基基礎施工技術[J].黑龍江科技信息，2016，15：203.

[4]高大釗.巖土工程勘察與設計[J].巖土工程勘察規程，2010(12).