摘 要：山區(qū)地基一般較復(fù)雜，建筑物基礎(chǔ)有時(shí)一部分置于基巖上，一部分落在粘土上。為了處理好建筑物的差異沉降，本文引入樁基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等理論結(jié)合實(shí)際對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行補(bǔ)償，取得過(guò)較好效果。

關(guān)鍵詞：山區(qū)地基；紅粘土；石灰石基巖；礦區(qū)廠房；補(bǔ)償性基礎(chǔ)

山區(qū)地基條件一般均較復(fù)雜，特別在基巖起伏較大的地段建造建（構(gòu)）筑物時(shí)，會(huì)遇到很多困難。

云南某礦索道起點(diǎn)站為一大型礦倉(cāng)，為滿足工藝和總圖布置的需要，該礦倉(cāng)基礎(chǔ)一部分必須置于石灰石基巖上，另一部分必須落在紅粘土上。為了處理好建筑物的差異沉降，采取了補(bǔ)償性基礎(chǔ)方案。即將置于基巖上的柱基設(shè)計(jì)為獨(dú)立鋼筋砼基礎(chǔ)，將落在紅粘土上的柱基設(shè)計(jì)為箱形鋼筋砼補(bǔ)償基礎(chǔ)。上部結(jié)構(gòu)不能分開，仍為一整體。該建筑已使用20年，補(bǔ)償性基礎(chǔ)效果良好。

1 工程概況

該礦倉(cāng)是一多層鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)，一層為裝鐵礦石的鋼筋砼礦倉(cāng)，二層有皮帶，三層有振動(dòng)篩設(shè)備，四層亦為皮帶。建筑物地面以上高度為24.50米，如圖一所示。

據(jù)工程地質(zhì)鉆孔揭露，建筑場(chǎng)地表層為耕植土層，厚0.30米；其下為坡積（局部為殘積）紅粘土層，厚度變化大，2～22米；再其下為石灰石基巖，層面起伏極為懸殊，基巖表面坡度較大。地質(zhì)剖面如圖二所示。

紅粘土由石灰?guī)r風(fēng)化而成，為紅褐色和黃褐色，硬塑狀態(tài)?？辈旆秶鷥?nèi)未見地下水。

基巖石灰石，灰白色，中等風(fēng)化。容許承載力5千克/厘米2。

2 基礎(chǔ)方案的選擇

該礦倉(cāng)基礎(chǔ)所在范圍內(nèi)的地質(zhì)剖面如圖二所示，①、②、③線六個(gè)柱基挖掉2米多厚的覆蓋層即可置于石灰石基巖上，④、⑤線四個(gè)柱基落于紅粘土上，鉆孔深度已達(dá)22米仍未見基巖面

根據(jù)礦區(qū)總平面布置要求，礦倉(cāng)的位置已經(jīng)定死，因?yàn)檫x礦廠等建筑物早已開始施工，若要變動(dòng)位置，勢(shì)必造成其他建筑物返工，礦倉(cāng)只能放在這樣的巖土地基上。

礦山離大城市較遠(yuǎn)，若因本礦倉(cāng)幾根柱子去采用樁基方案，經(jīng)濟(jì)上是不劃算的。

該項(xiàng)目工期限得很死，已進(jìn)入倒計(jì)時(shí)階段，甲方要求從定設(shè)計(jì)方案到施工完畢，一共不到兩個(gè)月時(shí)間，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)多方案比較后，決定①②③線六個(gè)控基采用獨(dú)立鋼筋砼基礎(chǔ)；④、⑤線上的四個(gè)柱基設(shè)計(jì)成箱型鋼筋砼補(bǔ)償基礎(chǔ)。這樣，上部結(jié)構(gòu)未設(shè)沉降縫，仍為一整體，滿足了工藝專業(yè)的要求。

在紅粘土地基上設(shè)置補(bǔ)償性基礎(chǔ)也要看季節(jié)是否適宜。因?yàn)榧t粘土浸水后容易軟化，強(qiáng)度降低，變形增大，很容易產(chǎn)生不均勻沉降。本工程還有四個(gè)有利條件：

1.地表下22米深的鉆探范圍內(nèi)未見地下水；

2.工期要求緊，當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卣岛导?，基地被雨水浸泡的可能性極小；

3.索道起點(diǎn)站在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)生產(chǎn)用水；

4.建成后地表雨水進(jìn)行有組織的導(dǎo)泄，室內(nèi)外地面可作封閉處理。

綜合考慮各種因素后，最后決定設(shè)計(jì)成補(bǔ)償性鋼筋砼基礎(chǔ)，如圖三所示。

3 補(bǔ)償性基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)沉降是由建筑物重量產(chǎn)生的附加應(yīng)力所引起。如果基礎(chǔ)底面處的附加應(yīng)力等于零，沉降也就等于零。因此采用空心的箱形基礎(chǔ)，使基樁挖去的土和水在基礎(chǔ)底面單位面積上的重量恰好等于建筑物在基底產(chǎn)生的平均壓力，即附加壓力為零，則理論上基礎(chǔ)不會(huì)發(fā)生沉降。但由于開挖基樁后，有一個(gè)卸荷回避問(wèn)題，再加上卸荷地基會(huì)產(chǎn)生一定的壓縮量，因此全補(bǔ)償性基礎(chǔ)實(shí)際仍有少量沉降發(fā)生。由于施工周期短，產(chǎn)生的沉降也就很小。本設(shè)計(jì)使基礎(chǔ)底面處的平均壓力P小于基礎(chǔ)底面處土的自重壓力Pcd，即P

±0.00相當(dāng)于絕對(duì)高標(biāo)2302.95

根據(jù)上部結(jié)構(gòu)傳下來(lái)的荷重和基礎(chǔ)自重，計(jì)算出補(bǔ)償基礎(chǔ)的平面尺寸為9米×9米，埋深（室內(nèi)地面下）7米?；A(chǔ)底面處的平均壓力為10.69T/M2，基礎(chǔ)底面處土的自重壓力（從天然地面算起）為12.04 T/M2，土的自重壓力為建筑物平均壓力的1.126倍，為過(guò)補(bǔ)償性基礎(chǔ)。

為了防止在使用過(guò)程中水滲入箱基內(nèi)，以免影響補(bǔ)償效果，須將箱形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)成為現(xiàn)澆鋼筋砼整體封閉結(jié)構(gòu)。板的厚度，四壁按土壓力計(jì)算，厚200毫米，頂板按地面荷載設(shè)計(jì)，厚150毫米，底板按建筑物重量產(chǎn)生的反力設(shè)計(jì)，取800毫米厚。

同時(shí)，在箱形基礎(chǔ)頂板有一個(gè)800×800毫米的人孔，在施工完成后，用以排除箱內(nèi)施工用水和清理施工垃圾。清理好后加鋼筋砼蓋板，并對(duì)蓋板四周的縫用瀝青密封，以防地面水滲入箱內(nèi)。

4 施工要求

1.要求做好備料工作，待補(bǔ)償性基礎(chǔ)的基坑開挖后，立即施工混凝土墊層，并緊接著施工箱形基礎(chǔ)，防止基樁表面的原狀土被擾動(dòng)和長(zhǎng)期暴露。

2.做好施工期間的臨時(shí)排水工作，防止施工用水和雨水浸泡，嚴(yán)防水浸泡基樁。

3.箱形基礎(chǔ)施工完成后，基坑不得長(zhǎng)期暴露，要馬上進(jìn)行回填土工作。回填時(shí)，要首先清除基坑中的雜物，然后在箱基四周同時(shí)均勻進(jìn)行分層夯實(shí)，直到室外設(shè)計(jì)地坪標(biāo)高，使場(chǎng)地施工期間不積水。

4.上部結(jié)構(gòu)施工完成后，要抓緊施工室內(nèi)外混凝土地坪，對(duì)室內(nèi)外地面進(jìn)行封閉。封閉寬度為6米，厚度80毫米，跑汽車部位為150毫米。

施工單位嚴(yán)格按照上述要求進(jìn)行了施工，同時(shí)施工期間沒(méi)有下雨，施工質(zhì)量較好。

5 基礎(chǔ)的使用效果

該礦倉(cāng)從建成生產(chǎn)至今已經(jīng)過(guò)20年冬夏的考驗(yàn)。根據(jù)觀測(cè)，礦倉(cāng)兩端幾乎沒(méi)有差異沉降，上部結(jié)構(gòu)也沒(méi)有裂縫，該建筑物仍在正常使用中。證明當(dāng)時(shí)確定的設(shè)計(jì)原則是正確的，也證明補(bǔ)償性基礎(chǔ)是處理山區(qū)地基不均勻沉降的一種有效措施。

位于同一山坡上側(cè)的選礦廠，建筑物的地質(zhì)構(gòu)造和礦倉(cāng)位置一樣，上部為第四系坡殘積紅粘土，下部為二迭系昆陽(yáng)群灰?guī)r，由于先設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有采取防范措施，使用4年后，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，整個(gè)廠區(qū)發(fā)生的不均勻沉降和地面塌陷約有60多處，其位置一般是發(fā)生在大雨后地面積水處或生產(chǎn)用水溢流處。水是造成地面塌陷和不均勻沉降的主要原因。

6 幾點(diǎn)體會(huì)

1.設(shè)計(jì)方案要因時(shí)因地制宜

本礦倉(cāng)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，就是適應(yīng)了地基下無(wú)地下水，施工又正值旱季，鉆孔揭露的地質(zhì)條件比較單一，在22米深的范圍內(nèi)無(wú)軟弱下臥層，也無(wú)大的孔洞，有利于補(bǔ)償性基礎(chǔ)的施工，這是本方案得以成立的先決條件。

2.針對(duì)紅粘土地區(qū)，設(shè)計(jì)必須充分考慮地面水、地下水對(duì)建筑地基和建設(shè)場(chǎng)區(qū)的影響。

水是造成紅粘土地區(qū)地面塌陷和地基失穩(wěn)的根本原因，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)考慮了一系列防止地面水下滲的措施，保證了地面和地基穩(wěn)定，才能安全使用至今。

3.施工方必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求和規(guī)范施工，工期再緊，也必須保證質(zhì)量，由于施工方嚴(yán)格控制了施工用水的規(guī)定未出現(xiàn)施工用水的漫流現(xiàn)象，同時(shí)，施工工藝上一環(huán)扣二環(huán)，才保證了地基土不被水浸，不被擾動(dòng)，使本設(shè)計(jì)方案取得了良好效果。

4.補(bǔ)償性基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，必須考慮地基土有膨脹和回彈現(xiàn)象的發(fā)生，由于本設(shè)計(jì)采用了過(guò)補(bǔ)償性基礎(chǔ)，所以建筑物最終幾乎無(wú)差異沉降發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011

[2]《工程地質(zhì)勘察規(guī)范》GJJ57-94

作者簡(jiǎn)介

田鋒（1968-），男，身份證號(hào)：53010319******2933，工程師，廣東省東莞市松山湖城市建設(shè)管理有限公司。