对建筑工程软土地基处理的探讨

　　摘要：随着社会经济飞跃的发展，各地区的建筑物逐渐增高，对地基承载力的要求也愈来愈高。对场地地基岩溶发育，风化较强烈的软土地基已成为工程师面临的一大难题。若遇到该类地基，作为工程师的你是放弃还是建议另行地方，作为一个技术人员的职责和有限的土地资源保护，放弃和另行地方都是不客观。唯一的办法是对该类地基进行加固处理来满足建筑荷载的要求。
　　关键词：软土地基；处理；加固
　　1拟建工程概况
　　拟建工程地面22F，地下1层（地下室），裙楼围绕主楼分布，层高-1+3F。框剪结构，拟采用桩基础，设计轴力最大荷载17000kN/柱。
　　2场地工程地质条件
　　2.1地质构造
　　拟建场地位于单斜地层中，无断裂构造通过，钻探过程中未见次级断裂，地质构造简单。下伏基岩为三叠系松子坎组（T2s）泥质白云岩，黄灰色，薄层状，岩层产状为240°∠10°。
　　2.2岩土构成
　　根据钻探揭露，拟建场区上覆土层主要为杂填土（Qml），残坡积红粘土（Qel+dl），下伏基岩为下三叠系松子坎组（T2s）泥质白云岩构成。从上至下各岩土构成特征分述如下：
　　（1）杂填土（Qml）：杂色，主要为粘土夹碎、块石及生活垃圾回填。主要分布于南侧及南东侧基坑壁及零星分布于基底，最大深度3.5m。
　　（2）残坡积红粘土（Qel+dl）：硬塑、可塑两种状态：①硬塑状态为黄色，残坡积成因，均匀性较好，紧密，见褐黑色铁锰质氧化物。该层分布于整个场地，局部缺失。层厚0.00～4.0m②可塑状态，黄色，均匀，致密。主要分布于场地3～4m以下，层厚0.00～4.00m。
　　（3）基岩为三叠系松子坎组（T2s）泥质白云岩：主要为薄层状，局部见中厚层状，粗晶～细晶结构。按风化程度可分为强风化和中风化两个单元：
　　（A单元）为强风化层：灰黄色，破碎，岩芯呈粉砂状，厚度变化较大0.00～30.0m；
　　（B单元）为中风化层：黄灰色，岩体较破碎，岩质以较软与软岩互层，局部以孤立形式出现较硬岩，据详勘静载荷试验成果资料综合确定中风化层基岩地基承载力标准值fa=1000Kpa。确定岩体基本质量等级为Ⅴ类。
　　3场地地基基础方案
　　据场地工程地质条件、拟建物结构及荷载大等特点，本场地以中风化基岩作为拟建物基础持力层，基础形式采用勘岩桩基础方案。
　　勘岩桩基础主要受力由桩周土总侧阻力、勘岩段总侧主力和总端阻三部分组成。其目的是分散桩底竖向荷载。根据岩土室内试验及静载荷试验结果确定单桩竖向极限承载力标准值。按国家《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）5.2.11可以按下式计算单桩竖向极限承载力标准值：
　　Quk=Qsk+Qrk+Qpk
　　Qsk=uξsƒrchs
　　Qrk=uξsƒrchr
　　Qpk=ξpƒrcAp
　　式中：u—桩身周长
　　ƒrc—岩石饱和单轴抗压强度标准值，
　　hr—桩身嵌岩土深度
　　ξs、ξp—嵌岩段侧阻力和端阻力修正系数，与嵌岩深径比hr/d有关，根据设计确定勘岩深度查《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）表5.2.11。ƒrc取值按岩石特征值反算确定：
　　中风化标准值ƒrc=1000/0.12=8.33Mpa,
　　强风化标准值ƒrc=400/0.10=0.4Mpa
　　（注：本基础方案由设计确定勘岩深度后，具体计算每棵单桩竖向极限承载力标准值。）
　　4地基处理
　　由于场地基岩为薄层泥质白云岩，岩体较破碎，强风层较厚。土层分布极不均匀。在孔桩开挖过程中出现以下特殊地质情况：
　　①据孔桩开挖后，部分孔桩在25m以下桩底均未见到分布连续稳定的中风化基岩；②有两棵以挖至孔深在25m以上，由于被雨水浸泡导致塌孔，全孔被粘土及碎石土填埋；③电梯井部分地基据钻探强风化层厚度极不均匀，层厚为6.0～18.0m。
　　为了确保建筑物地基基础安全，同时也能节省时间和造价的前提下，需对该部分地基进行特殊处理。
　　据建筑结构特点结合场地特殊地质条件具体情况，现对上述出现的各地质问题提出以下处理办法。
　　4.1对未垮塌孔桩的处理建议
　　采用勘岩桩，利用桩周总侧阻力、桩底端阻力和在桩四周加孔跨梁承抬分力的办法进行处理。各桩承载力按《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）5.2.11公式进行计算。
　　Quk=Qsk+Qrk+Qpk
　　按各桩岩土层物理力学指标参照“国家相关规范查表及室内试验”见表3：
　　表3各岩土层物理力学指标

　　4.2对垮塌孔孔桩的处理建议
　　塌孔孔桩孔内现由松散粘土，碎石土充填，含大量水，承载能力低下，孔壁四周长期被水浸泡加上垮塌，已失去本身的承载力和侧阻力，如采取在四周加孔，其岩土性质不能满足拟建物荷载要求。现从安全和成本上考虑，采用“单管高压注浆法”进行地基加固处理。
　　该方法的原理是对预处理地基采用钻探成孔后进行高压注浆对地基进行加固。注浆压力1.5MPa左右，注浆材料为水泥浆。通过高压注浆处理将被处理地基形成混合凝固体，以达到提高地基岩体承载力、减少地基变形的目的。根据经验，对场地进行压浆处理后，其地基承载力可达到300kPa以上，最终承载力根据抽芯室内试验和载荷试验确定。
　　根据类似场地工程经验，本次处理对“原桩”内采用1m间距布孔，共布置9孔，按两类型排列，其中○1类处理桩5个，单桩长25m，○2类处理桩4个，单桩长20m。在原“桩”外按1.75m间距以梅花型布置地基加固处理孔两类，其中在原“桩”外侧布置○3类桩12个，单桩长12～15m，○4类桩19个，单桩长10～12m。各型桩的布孔方法及处理后的人工地基
　　在施工结束2个星期后对所处理的人工地基采取抽芯室内试验和现场载荷试验确定其地基承载力。按该方法处理后，将形成一个8m×8m的人工改良地基，可在该地基上设置独立柱基。既安全又经济。
　　4.3对电梯井的处理建议
　　由于电梯荷载较大（动荷载），通常电梯井采取整体开挖采用独立柱基或采用筏板基础。但由于场地工程地质条件的特殊，承载力低，均匀性差，均无法在原岩土地基上采用以上两种基础方案。现从安全和成本上考虑，我们采用了“树根桩地基”处理方案。在处理后的地基上再采用独立柱基。

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