淺析復雜地質條件下某拆除重建高層小區的基礎處理方式

張偉　郭光八　張世亞

摘? 要：隨著我國經濟的快速發展，高層小區建設層出不窮。在工程建設的過程當中，由于水文地質條件、地質構造或人為因素的影響經常出現各種類型的工程問題。此類問題經常會導致項目返工、工期延誤和成本的急劇增加，同時處理過程有時又極為繁瑣。基于此，本文討論了在復雜地質條件下某拆除重建高層小區的基礎處理方式，以供參考。

關鍵詞：復雜地質;高層小區;地基;基礎處理

中圖分類號：TU195??? 文獻標識碼：A ????? 文章編號：1671-2064（2021）02-0000-00

1工程簡介

云南某高層小區項目為1棟17+1F的高層住宅（A6棟1～2單元），剪力墻結構，下設1F半地下室，框架-剪力墻結構。設計單樁豎向承載力極限標準值為5171kN，最大荷重情況（標準組合）剪力墻下3700 kN/m，共分3個單元，其中1～2單元原設計工程樁為長螺旋鉆孔壓灌樁，施工樁長16～23m，后經小應變檢測，檢測結果大多是Ⅰ和Ⅱ類樁，無Ⅲ類樁。設計樁端極限承載力要求5800 kN，實際樁端極限承載力要求最小4100 kN，最終設計按4100 kN進行設計及補樁。補樁長度1～22.2m，多數是10～15 m。根據沉降觀測結果可知這兩個單元不均勻沉降差較大。

2原因分析

經過多方面分析，主要有兩個原因，第一種：該單元土質相對較軟，在工程樁施打過程中長螺旋鉆孔取出的土比第一次詳細勘察描述的土層含礫石少得多;另外當鉆進到15～17m時，鉆進速度很慢，而帶出地面的土卻較多，造成近20根樁的混凝土充盈系數擴大了3～4倍，樁周圍的土體變得疏松，極大地降低了樁側阻力，最終導致工程樁下沉。另外由于地層黏粒含量低，可能存在長螺旋樁基施工時遇卵漂石層鉆進緩慢，上部土層垮孔，所以帶出土較多，樁周塌孔或形成空洞，造成充盈系數大，降低了樁側阻力，同時影響成樁質量，引起后續的不均勻沉降問題;第二種可能是場地位于南北向斷裂與北西向小斷層交匯地帶，且后者為富水斷層，地下水流動相對劇烈，樁基施工完成后對樁周土和樁端以下的土造成了一定的破壞，使其承載力大幅下降，引起較大沉降。

3前期處理方案

根據專家組對以上原因的分析提出了處理意見，為避免結構繼續沉降，對A6棟建筑南側兩個單元進行初步地基基礎加固處理，在原有樁基承臺底部增加600 mm厚的筏板，使其連成一體形成樁筏基礎，增加基礎的整體性，減小差異沉降;在新筏板上預留錨桿靜壓樁的施工孔洞和預埋錨桿，主要配置在原承臺的四周，等到筏板澆灌28 d后，實施靜壓樁的施工，一方面加強地基，另一方面補償原有工程樁的承載力不足問題。筏板砼強度等級為C40，抗滲等級為P6。板底保護層厚度50 mm，板頂要求超灌50 mm以便與原承臺底部連接緊密。澆灌前必須清除原承臺底部的浮土和墊層，嚴禁用高壓水槍沖洗，避免浸泡和擾動原狀土。手工清理浮土后，澆灌100 mm厚C15素混凝土墊層，然后布置鋼筋網。靜壓樁型號為MGZa20-2.5（8），樁身砼強度等級為C40。施工的最大壓樁力為500 kN，對應的單樁豎向承載力標準值為750kN。筏板上的預留孔洞按抗壓樁做法，上小下大，板頂250mm×250mm，板底300mm×300mm。每個樁有4個M27的錨桿。注意筏板頂超灌砼，錨桿長度要比圖集加長50 mm，外露的普通粗牙螺紋長度為80 mm。筏板的封樁砼采用C40微膨脹細石混凝土。

經過前期處理，2單元在拆除前沉降已經趨于穩定，1單元靠西南角最大沉降達到了20cm以上，東南角也有近10 cm（大致在一年時間內），沉降超規范，故決定拆除1、2單元重新勘察再重建。

4復雜地質條件下的勘察

4.1項目難點

由于場地地表堆有大量拆除的鋼筋混凝土廢渣（厚度2.0～6.0 m），基礎部位還有0.8～ 1.6m厚度不等的筏板、承臺，對鉆機開孔難度較大，鉆孔在施工時地表以上廢渣不斷塌孔，無法護壁，后用挖機清除后才繼續施工，在鉆至10余米位置時揭露有灰白色礫砂層，以黏性土充填，稍至中密，深度在30余米;下部為淺灰色角礫層，中密，以砂性土充填，鉆孔深度40米;鉆孔從10m以下地下水分布強烈，均屬于強透水層。查詢綜合水文地質圖資料后顯示場地附近分布有下降泉群及充水斷裂。受地層及水文因素造成鉆探過程中不斷出現垮孔現象，在進行常規下套管及泥漿護壁過程中仍不見效果，我公司人員立即采取措施，利用納土粉、植物膠以及軟質聚氯乙烯等護壁材料對鉆孔進行護壁，由于場地地下水水量過大，護壁材料對鉆探作用仍然不明顯，后采用雙套管的形式進行施工，雙套管對鉆探工作起到一定作用，但下至30m后無法繼續下套管，孔內還反涌出大量礫砂，后鉆孔內不斷出水。鉆探中反復清孔致使野外施工過程進度緩慢，加之現場條件不理想，后對場地進行了場平，對表層廢渣進行清除，便于移交進行施工，減少目前設備的停滯，降低成本，移交場地后增加大型鉆機設備進場，鉆機采取了更有效的護壁方法和措施。

4.2主要勘察成果

經過勘察，基本查明了該高層建筑場地的地質情況，詳細如下。

（1）完成工作量：鉆孔32個，其中高層建筑鉆孔21個，孔深41.9～80m，基坑孔8個，場地承壓水含水層位置及水頭高度量測孔3個，孔深30～35 m。

（2）場地位于近南北向斷裂與近東西向不知名斷裂交匯處，根據區域地質資料，地下水總體由北西向南東徑流。場地內承壓水條件復雜，水頭高度高低不一，且與臨近西側40m抗滑樁位置地層差異顯著，判斷場地處于富水斷層破碎帶上。

（3）地層情況：?人工填土（建筑垃圾、碎石、碎塊混少量黏土組成）0.5～4.5 m厚;?含礫（卵石）粉質黏土，狀態比較好（硬塑—堅硬），混20%到30%的圓礫卵石，局部混漂石，厚度0.6～12.7 m，大部分地段有分布。?卵石，中密-密實，混百分之三十-四十的黏性土，局部為圓礫、礫砂或漂石。層厚1.2～9 m，少部分控制地段有分布。④斷層破碎帶：全風化砂巖，在20～30 m范圍內存在塌孔現象，層厚1.7～46.5 m。整個場地都有分布。強風化砂巖：1.1～16.5 m。場地少部分控制地段有分布。中風化砂巖：45 m以下，揭露層厚5 m多，少部分地段揭露。個別鉆孔打到原有長螺旋樁基混凝土。

（4）地下水情況：填土中的上層滯水、卵石層中的潛水及斷層破碎帶全風化砂巖中的承壓水，強風化砂巖中局部可見。29個鉆孔中有8個鉆孔承壓水頭高出勘察地面，其中最高冒出地面6.8 m（ZK12）。另外三個觀測孔進行了分層、分段量測水位，南北兩側觀測孔最終承壓水頭也是高出地面0.5～2.5 m。顯示15～18 m有一層承壓水。22 m以下有一層承壓水，總體判斷場地地下水分布情況復雜且無規律、地下水可能具有流動性，流速、流向不清。對樁基礎設計施工影響很大。

5勘察基礎選型建議

因為在斷層破碎帶（全風化砂巖）中鉆孔灌注樁施工時土體易被擾動破壞而造成塌孔，且場地地下水條件復雜，不排除地下水流動性的可能，因此建議采用旋挖成孔灌注素混凝土+植樁方案或泥漿護壁鉆孔灌注樁的方案。經過篩選，最終選用方案為塔樓在20m～21m軸線范圍布置11根樁徑600 mm的長螺旋鉆孔壓灌樁，其樁端承載力極限標準值為1800KPa，以斷層破碎帶（全風化砂巖）為持力層。筏板下有效樁長不小于26 m，單樁承載力特征值不小于1800kN，相應的單樁豎向承載力極限標準值為3600 kN。

塔樓其余部分均采用PHC500AB預制管樁，樁端持力層為斷層破碎帶（全風化砂巖）。管樁壁厚100 mm。樁長為26～30m。單樁承載力特征值為1800kN。采用400樁徑長螺旋鉆機引孔，最終壓樁力不小于3500 kN。

參考文獻

[1] 李光明.復雜地質條件下的建筑地基處理優化措施探討[J].城市建設理論研究（電子版），2019（18）：85.

[2] 張樂.簡述復雜地質條件下的高層建筑地基處理[J].科技經濟導刊，2019，27（20）：52-53.

[3] 范寒光.超高層建筑在復雜地質條件下的巖土工程勘察分析與基礎方案建議[J].工程建設與設計，2019（3）：77-79.

[4]畢吉嵩，辛雪瓊.復雜地質條件下高層建筑的地基基礎方案分析[J].居舍，2019（2）：160.

Analysis on the Foundation Treatment of a High-Rise Residential Area Demolished and Reconstructed under Complex Geological Conditions

ZHANG Wei， GUO Guangba， ZHANG Shiya

（Yunnan Construction Investment First Survey and Design Co.， Ltd.， Kunming Yunnan? 650102）

Abstract： With the rapid development of China's economy， the construction of high-rise residential areas emerge in endlessly. In the process of engineering construction， due to the influence of hydrogeological conditions， geological structure or human factors， various types of engineering problems often appear. This kind of problem often leads to project rework， delay of construction period and sharp increase of cost. At the same time， the processing process is sometimes extremely cumbersome. Based on this， this paper discusses the foundation treatment of a demolition and reconstruction high-rise community under complex geological conditions， for reference.

Keywords： complex geology; high rise residential area; foundation; foundation treatment