淺析濕陷性黃土場地的地基處理

王婷

（山西省建筑設計研究院有限公司，山西太原 030013）

1 工程概況

本工程為山西太原XX 公司建設的總部大樓。場址位于太原市民營經濟開發區，東臨松莊路，北臨五龍口街，周邊道路及相關市政設施相對完善，整體環境較好。地下一、二層為車庫，其中地下二層戰時為核6 常6 甲類二等人員掩蔽部，地上一、二層為商場，三至十九層為辦公用房。地下二層層高5.4m、地下一層層高4.7m（局部3.9m）、一層層高5.4m（局部4.2m）三至十九層層高4m。地上建筑東西長109.8m，南北寬28.65m。本工程總建筑面積為34704.63m2，采用現澆鋼筋混凝土框架剪力墻結構?？偢?8.500m，室內外高差0.450m，基礎為梁板式筏片基礎。

2 設計依據

（1）本工程根據山西省勘察設計研究院提供的《山西省太原XX 有限公司總部大樓、地下車庫巖土工程勘察報告》及有關的其他規范規程進行設計。

（2）場地工程地質概況。場地工程地質情況見表1。

（3）地下水?？辈煳匆姷叵滤?。

（4）場地土類型。本工程類型屬Ⅲ類場地土；具Ⅱ級自重濕陷，濕陷土層為第2、3、4 層。本場地地下土對混凝土結構具有微腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具有微腐蝕性。擬建場地標準凍結深度為0.74m。

3 設計安全標準

（1）建筑抗震設防分類：抗震設防類別為丙類。

（2）本工程建筑結構安全等級為二級，設計使用年限為50 年。

（3）抗震等級：剪力墻抗震等級為一級，框架抗震等級為一級。

（4）地基基礎設計等級：乙級。

（5）根據濕陷性黃土地區建筑規范，建筑物分類：甲類。

4 地基處理

（1）根據本工程的建筑結構型式和本場地的工程地質條件，采用素土擠密樁消除場地土的濕陷性，并提高承載力。主樓下素土樁間插打CFG 樁，以提高承載力?；A采用梁板式筏形基礎，基礎持力層位于第4 層。

本工程±0.000 絕對高程為914.600，基底高程為902.700，場地土濕陷性等級如前所述。由本工程地基土分層及主要物理力學指標，自重濕陷量從天然地面起算，選取典型孔點進行計算，根據《濕陷性黃土地區建筑標準（GB 50025—2018）》[1]的相關規定進行設計，設計樁體布置圖如圖1 所示。

表1 場地工程地質情況

圖1 樁體布置

剩余濕陷量計算結果見表2。

表2 剩余濕陷量

由表2 可知，基礎下濕陷性黃土層剩余濕陷量較小，可采用素土擠密樁消除地基的全部濕陷量以提高承載力。

（2）褥墊層厚度為500mm，擴出寬度為樁外邊緣500mm，鋪設褥墊層采用靜力壓實法，壓實系數不得小于0.97。

（3）復合地基驗收合格后，方可施工褥墊層。

5 素土擠密樁

5.1 設計要求

（1）工程樁：樁徑：400mm；有效樁長：6.5m，樁間距 0.9m，正三角形布樁；要求全部消除樁長范圍內的濕陷性。

（2）成孔方式為沖擊成孔或沉管成孔。

（3）樁體采用粉質黏土，土料選用粉質黏土，有機質含量不得大于5%，不應使用塊狀黏土和砂質粉土。土料中若含有松軟雜質，應采取有效方式剔除，且雜質顆粒不得大于5mm。擠密樁樁體的土料要求分層回填、分層夯實，樁體的平均壓實系數λ 值不應小于0.97，其中壓實系數最小值不應低于0.93。擠密填孔后，三個樁孔之間形心點部位土的最小擠密系數不小于0.88，平均擠密系數不小于0.93。

（4）施工時樁頂宜預留覆土厚1.2m，待地基處理完成后清理。

5.2 質量檢查與驗收

（1）樁孔成孔后應即時進行質量檢驗，在所有樁孔檢驗完成并做出記錄并檢驗合格，未經檢驗合格的樁孔應處理后，方可進行下一步的夯填施工。

（2）夯填施工后，應隨機抽樣檢測有效樁長范圍內素土的平均壓實系數，隨機抽樣檢測的數量不應少于總樁數的2%，且最少為9 根。

（3）應隨機抽樣檢測素土擠密樁處理深度范圍內樁間土的平均擠密系數和濕陷性，檢測探井數不應少于樁總數的0.3%，且不得少于3 個。

（4）竣工驗收時，素土擠密樁復合地基承載力檢驗應采用單樁復合地基靜載荷試驗。檢驗范圍為主樓范圍以外，檢驗數量不得少于60 根。要求復合地基承載力特征值不小于180kPa。

6 CFG 樁

6.1 設計要求

（1）材料：樁體材料采用C20 素混凝土。

（2）樁徑：400mm，樁間距1.8m，正三形布樁，有效樁長為13m。樁端持力層為第6 層。施工工藝采用長螺旋鉆中心壓灌成樁法成樁，樁體混凝土的坍落度宜為160～200mm。

（3）工程樁施工前應先打試樁，待檢測合格后再大面積施工。試樁檢測應在樁身強度滿足試驗荷載條件，并在施工結束28d后進行，試驗方法需滿足規范要求。要求單樁承載力特征值630kN；復合地基承載力特征值不小于340kPa。

（4）長螺旋鉆中心壓灌成樁施工鉆至設計深度后，應控制提拔鉆桿時間，混合料泵送量應與拔管速度相配合，不得在飽和砂土或飽和粉土內停泵待料。

（5）成樁過程中，應抽樣做混合料試塊，每臺機械每臺班不應少于一組。

（6）基槽開挖時，先用機械挖至保護樁頂上300mm 處后，方可采用人工開挖。開挖基槽至設計標高后，必須剔除多余的樁頭至設計標高處。剔除樁頭時宜采取有效措施，并滿足規范要求。

（7）試樁后需向設計人員提供試樁報告，待符合后方可施工，工程樁完成后要求單樁豎向承載力特征值不小于630kN；復合地基承載力特征值不小于340kPa。

（8）施工樁頂標高宜高出設計樁頂標高不少于0.5m。

6.2 質量檢查與驗收

（1）施工質量檢驗除規范要求外，還需進行承載力檢驗。宜在施工結束28d 后且應在樁身強度滿足試驗荷載條件時進行。檢驗數量不得少于6 根。多樁復合地基靜載荷試驗數量為3 點，單樁靜載荷試驗數量為3 根。

（2）樁驗收合格后，方可施工褥墊層。

（3）CFG 樁的施工及質量控制應嚴格遵守《建筑地基處理技術規范（JGJ 79—2012）》[2]和《復合地基技術規范（GB 50007—2011）》[3]的有關規定。

7 結語

通過對工程實際與計算結果的闡述，簡要分析XX 總部大樓地基處理設計。濕陷性黃土的結構松散，壓縮性較高，對建筑物具有直接或者潛在的威脅，地基基礎設計必須考慮這些不良的地質現象，保證結構安全。