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摘 要： 本文以焦作某高層住宅項(xiàng)目為例，詳細(xì)分析了該項(xiàng)目設(shè)計(jì)中各種基礎(chǔ)方案選用的可能性，并對(duì)最終采用基礎(chǔ)的方案提出合理的施工要求。
【摘要】：本文以焦作某高層住宅項(xiàng)目為例，詳細(xì)分析了該項(xiàng)目設(shè)計(jì)中各種基礎(chǔ)方案選用的可能性，并對(duì)最終采用基礎(chǔ)的方案提出合理的施工要求。
【關(guān)鍵詞】：長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁基礎(chǔ)、泥漿護(hù)壁鉆（沖孔）灌注樁基礎(chǔ)、CFG樁（或素混凝土樁）復(fù)合地基
Abstract: Illustrated by a project of high-rise building in Jiaozuo, the probabilities of various foundation design schemes are analyzed detailedly, and the reasonable construction requirements of the ultimately adopted scheme are put forward in this paper.
Key words: foundation with long bored pile; foundation with slurry protecting wall bored pile; composite foundation with CFG pile (or plain concrete pile)
中圖分類號(hào)： G267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）
一、工程概況：
本工程位于焦作市解放中路北側(cè)，西臨工字路，交通便利，地理位置優(yōu)越。規(guī)劃紅線以內(nèi)項(xiàng)目總用地面積約為90畝，工程共包括八棟高層建筑及其附屬商業(yè)。
二、設(shè)計(jì)條件：
根據(jù)地勘資料，本工程建筑場(chǎng)地的卵石層錯(cuò)層分布，有的勘察孔卵石層達(dá)到4～5米深，一般粒徑2～10cm，最大粒徑大于20cm，局部膠結(jié)成塊狀，土層分布較為復(fù)雜，地基基礎(chǔ)的合理設(shè)計(jì)就成為該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)之一。本文擬就該項(xiàng)目中較具有代表性的6＃住宅樓為例，分析該項(xiàng)目的合理地基基礎(chǔ)方案，供類似工程參考。
本工程總高度96.0m，地上33層，地下一層地下室。結(jié)構(gòu)形式采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋深正負(fù)零下5.8米，室內(nèi)外高差0.3m。
參照地勘資料，建場(chǎng)地地貌單元屬山前沖洪積平原后緣，分布的地基土主要為第四紀(jì)沖、洪積作用形成的粉質(zhì)粘土及卵石等。
基礎(chǔ)持力層范圍內(nèi)地基土分布：
（3）粉質(zhì)粘土：淺黃褐色，可塑，具針蟲(chóng)孔，蟲(chóng)孔被土質(zhì)蟲(chóng)屎充填，具白色鈣鹽析出，具少量褐色浸染。層厚0.9～5.9m，層頂標(biāo)高132.16～138.29m。
（3-1）卵石：青灰色、黃灰色，稍密～中密，巖性成份主要為灰?guī)r，混少量姜石，卵石含量約為55%～65%，顆粒呈次圓狀～次棱角狀，一般粒徑2～8cm，最大13cm。充填物以圓礫、砂為主，局部以粘性土充填。級(jí)配不良，呈透鏡體狀分布，最大層厚4.5m。
（4）粉質(zhì)粘土：淺黃褐色、微紅，可塑～硬塑，具針蟲(chóng)孔，具白色鈣鹽析出，具少量褐色浸染，偶見(jiàn)小姜石，局部含卵礫石。層厚1.4～4.1m，層頂標(biāo)高130.36～132.89m。
（5）粉質(zhì)粘土：淺黃褐色、褐黃色，可塑，具針蟲(chóng)孔，具較多白色鈣鹽析出，具褐色，含少量姜石，局部粉粒含量較高。層厚1.1～7.9m，層頂標(biāo)高124.61～129.99m。
（5-1）卵石：青灰色，稍密～中密，巖性成份主要為灰?guī)r，混少量姜石，卵石含量約為55%～65%，顆粒呈次圓狀～次棱角狀，一般粒徑2～8cm，最大13cm。充填物以圓礫、砂為主，局部以粘性土充填。級(jí)配不良，呈透鏡體狀分布，最大層厚3.2m。
（6）粉質(zhì)粘土：微紅、淺棕紅色，可塑～硬塑，具針蟲(chóng)孔，具白色鈣鹽析出，具褐色浸染，含姜石。層厚1.7～4.0m，層頂標(biāo)高120.14～122.63m。
（7）粉質(zhì)粘土：淺黃褐色、褐黃色，可塑，具針蟲(chóng)孔，具白色鈣鹽析出，具褐色浸染，含姜石，直徑3～10cm。層厚2.2～5.2m，層頂標(biāo)高117.04～120.64m。
（8）粉質(zhì)粘土：褐黃色，局部淺棕紅色，可塑，局部硬塑，具針蟲(chóng)孔，具白色鈣鹽析出，具褐色浸染，含姜石。層厚2.7～8.9m，層頂標(biāo)高113.69～115.59m。
（8-1）卵石：青灰色，中密，巖性成份主要為灰?guī)r，混少量姜石，卵石含量約為60%～70%，顆粒呈次圓狀～次棱角狀，一般粒徑2～10cm，最大大于20cm。充填物以圓礫、砂為主，局部以粘性土充填。局部具鈣質(zhì)膠結(jié)成塊狀，級(jí)配不良，呈透鏡體狀分布，最大層厚1.5m。
（9）粉質(zhì)粘土：微紅、淺棕紅色，可塑～硬塑，具針蟲(chóng)孔，具白色鈣鹽析出，具褐色浸染，含姜石。層厚7～25.5m，層頂標(biāo)高104.93～107.71m。
（9-1）卵石：青灰色，中密，巖性成份主要為灰?guī)r，混少量姜石，卵石含量約為60%～70%，顆粒呈次圓狀～次棱角狀，一般粒徑2～8cm，最大大于13cm。充填物以圓礫、砂為主，局部以粘性土充填。局部具鈣質(zhì)膠結(jié)成塊狀，級(jí)配不良，呈透鏡體狀分布，最大層厚19m。
（10）卵石：青灰色，密實(shí)，巖性成份主要為灰?guī)r，卵石含量約為75%，顆粒呈次圓狀～次棱角狀，一般粒徑2～8cm，最大大于12cm。充填物以圓礫、砂為主，含少量泥質(zhì)。局部具鈣質(zhì)膠結(jié)成塊狀，級(jí)配不良，該層未揭穿，最大揭露層厚6.0m。
場(chǎng)地穩(wěn)定水位埋深19.65～20.95m，地下水穩(wěn)定水位標(biāo)高在120.55～121.20m之間。歷史最高水位標(biāo)高123.50m。
本工程場(chǎng)地地基土承載力特征值及變形參數(shù)見(jiàn)下表：
各地基土承載力特征值及變形參數(shù)
層號(hào)及巖土名稱承載力特征值fak(kPa)壓縮模量Es（1-2） (MPa)
（3）粉質(zhì)粘土1407.9
（3-1）卵石40028
（4）粉質(zhì)粘土1608.3
（5）粉質(zhì)粘土1708.5
（5-1）卵石40033
（6）粉質(zhì)粘土1708.3
（6-1）卵石45035
（7）粉質(zhì)粘土1658.2
（8）粉質(zhì)粘土1759.7
（8-1）卵石45035
（9）粉質(zhì)粘土1809.4
（9-1）卵石46038
（10）卵石60052
三、地基基礎(chǔ)方案的分析及確定
經(jīng)計(jì)算復(fù)核，本工程筏基基底壓力約為560～570kPa,結(jié)合工程地質(zhì)剖面圖，基礎(chǔ)持力層為第（3）層粉質(zhì)粘土，其承載力低，地基土均勻性差，天然地基上的淺基礎(chǔ)難以滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)采用地基處理或采用樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，具體分析詳見(jiàn)下表：
長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁基礎(chǔ)泥漿護(hù)壁鉆（沖孔）灌注樁基礎(chǔ) CFG樁（或素混凝土樁）復(fù)合地基
工法施工準(zhǔn)備-測(cè)量放線-鉆機(jī)對(duì)位-檢查樁管、混凝土輸送管-鉆進(jìn)成孔-泵壓混凝土與提升鉆桿-鋼筋籠安裝就位-移機(jī)樁位測(cè)量-便橋平臺(tái)搭設(shè)-護(hù)筒制作、下沉－樁位復(fù)測(cè)－鉆進(jìn)－檢查孔深－鉆至設(shè)計(jì)要求終孔－初次清空－鋼筋籠吊裝焊接－二次清孔－測(cè)定沉渣厚度－安放導(dǎo)管－灌注混凝土－拔護(hù)筒施工準(zhǔn)備-工藝試驗(yàn)-樁位測(cè)量、樁機(jī)就位-振動(dòng)沉管至設(shè)計(jì)深度-拌料、投料-振動(dòng)拔管-樁機(jī)封閉-開(kāi)槽處理樁頭-鋪設(shè)土工格柵-鋪填砂礫
適應(yīng)性有卵石層，要前期試樁進(jìn)行試驗(yàn)性施工以確定施工機(jī)械和工藝是否合適。 適應(yīng)性強(qiáng)有卵石層，要前期試樁進(jìn)行試驗(yàn)性施工以確定施工機(jī)械和工藝是否合適。
檢測(cè)進(jìn)行承載力和樁身質(zhì)量檢驗(yàn)進(jìn)行承載力和樁身質(zhì)量檢驗(yàn)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)承載力，還應(yīng)進(jìn)行低應(yīng)變動(dòng)力試驗(yàn)，檢測(cè)樁身完整性
設(shè)備長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)或其他專用設(shè)備沖孔鉆機(jī)或其他專用設(shè)備長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)或其他專用設(shè)備
環(huán)境 影響無(wú)泥漿護(hù)壁污染有較大的振動(dòng)，可能影響臨近建構(gòu)筑物，可以挖隔振溝消除 有泥漿護(hù)壁污染 無(wú)泥漿護(hù)壁污染
定額造價(jià)估算 （按處理深度4米考慮）138元/m2 （考慮開(kāi)挖后再回填）30元/m280元/m
工期短長(zhǎng) 長(zhǎng)(超過(guò)30層的高層需經(jīng)過(guò)省專家論證后才可采用復(fù)合地基)
施工技術(shù)水平要求高相對(duì)低 高
根據(jù)本工程的實(shí)際情況，天然地基上的筏板基礎(chǔ)不可行，單考慮提高地基承載力可采用CFG樁（或素混凝土樁)對(duì)地基土進(jìn)行地基處理，但地基土中夾較多卵石透鏡體，分布極不穩(wěn)定，厚度差異較大。上部地基土中卵石夾層厚度2.9～7.3m，卵石最大粒徑大于20cm，局部膠結(jié)成塊狀。有些地段含較多姜石，局部富集成層。采用CFG樁（或素混凝土樁)成樁難度大，并且無(wú)法有效調(diào)整地基的均勻性，地基處理方案難以實(shí)施。長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁基礎(chǔ)一般情況下使用長(zhǎng)螺旋鉆孔，在這種土層情況下，長(zhǎng)螺旋鉆難以進(jìn)入，施工難度較大。結(jié)合上述分析，本工程不采用這兩種處理形式。泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁基礎(chǔ)采用沖孔技術(shù)，泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁具有相對(duì)獨(dú)立性、在堅(jiān)硬的巖層具有成孔速度快等特點(diǎn)，較適合本工程場(chǎng)地土層情況，施工難度也不大。因此本工程地基形式最終采用泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁基礎(chǔ)。
考慮到本工程場(chǎng)地地質(zhì)較為不均，設(shè)計(jì)中采用筏板基礎(chǔ)增加其整體剛度，提高了施工速度，節(jié)約了材料費(fèi)和人工費(fèi)，相比其他基礎(chǔ)形式，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
四、泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)：
1、由于本工程為大面積樁基施工，施工時(shí)應(yīng)合理安排打樁順序和樁機(jī)行走路線。
2、基樁施工時(shí)應(yīng)對(duì)樁頂和地面土體的豎向和水平位移進(jìn)行系統(tǒng)觀測(cè)，若發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)調(diào)整沉樁速率等措施。
3、基樁施工時(shí)應(yīng)對(duì)鄰近路面、建筑物及地下管線進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確保鄰近路面、建筑物及地下管線的安全。
4、掌握樁基樁端持力層深入基巖的深度。
5、鋼筋籠制作嚴(yán)格按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和規(guī)范要求加工，下放前，須加混凝土塊，確保鋼筋保護(hù)層。焊接應(yīng)連續(xù)、飽滿、無(wú)夾渣、氣泡，應(yīng)符合規(guī)范要求，同時(shí)做隱蔽工程驗(yàn)收。
6、鋼筋籠在起吊、運(yùn)輸和安裝中應(yīng)采取措施，防止變形。安裝入孔時(shí)，應(yīng)保持垂直狀態(tài)，對(duì)準(zhǔn)孔位徐徐輕放，避免碰撞孔壁，下籠中若遇阻礙不得強(qiáng)行下放，應(yīng)查明原因，酌情處理后再繼續(xù)下籠。
7、控制泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁的樁頂超灌量。設(shè)計(jì)及施工規(guī)范均要求注意控制好最后一次灌入量。當(dāng)鑿除樁頂浮漿層后, 應(yīng)保證設(shè)計(jì)的樁頂標(biāo)高及混凝土質(zhì)量。如果控制不好, 會(huì)有高有低, 必然會(huì)造成大量的材料和勞力的浪費(fèi), 因此合理有效地控制超灌量是十分有意義的。
8、應(yīng)用泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁樁底后注漿技術(shù)。不管采用正循環(huán)還是反循環(huán)方式清孔, 樁底沉渣總會(huì)或多或少的存在, 會(huì)使樁的承載力受到影響。而應(yīng)用樁底后注漿技術(shù)主要在于固化灌注樁的沉渣( 虛土) , 加固樁底樁側(cè)一定范圍的土體, 減少樁的變形, 在一定程度上提高樁的承載力。
五、結(jié)語(yǔ)
根據(jù)本工程場(chǎng)地的特殊性和泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁所具備的優(yōu)點(diǎn)，我們?cè)谠擁?xiàng)目的地基基礎(chǔ)方案中采用了泥漿護(hù)壁沖孔灌注樁基礎(chǔ)。目前該項(xiàng)目正在順利施工中，相信必將能夠產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。