建筑巖土地基處理對(duì)策

時(shí)間:2022-04-24 03:59:00

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建筑巖土地基處理對(duì)策

某高層建筑,由高層主樓15層、12層、10層及裙房2層組成,建筑面積為19800m2,高層主樓設(shè)地下室2層。高層部分呈三角放射式,平面呈Y形,長(zhǎng)、寬水平距離各為40m,高層、低層總長(zhǎng)104m,總寬62m。建筑物高度,高層為56.4m,裙房為10.6m,高層主樓平面如圖1所示。建筑場(chǎng)地較平坦,場(chǎng)地標(biāo)高71.000~72.OOm。地基土層情況是:從地表面向下,第1層新近沉積土[O41,厚0.40~2.70m,第2層膨脹土[Ol1,厚4.70~26.OOm,第3層碎石土[Q1],厚o.50~2.70m,第4層花斑灰?guī)rfO2lJ巖溶發(fā)育,溶洞較多,最大直徑為2.Om,小溶洞較多。除在膨脹土層中有滯水層外,在基巖中未見(jiàn)地下水。根據(jù)物探及鉆探結(jié)果,基巖埋深南淺北深,高層部位基巖面起伏最大幅度為14m左右,裙房部位尚較平緩。裙房?jī)H2層,無(wú)地下室,基礎(chǔ)埋置較淺,采用十字交叉梁基礎(chǔ),基底不直接接觸基巖面,基底下加砂墊層適當(dāng)處理使地基均勻。高層主樓箱基埋置較深,巖土地基復(fù)雜,本文主要介紹這部分的地基處理。高層主樓場(chǎng)地典型工程地質(zhì)剖面如圖2所示。全避開(kāi)基巖陡坎,決定建筑物向東南方向再移位3m。在按施工圖紙開(kāi)挖基坑,挖至一5.O00m時(shí),普遍進(jìn)行了釬探。在普遍布孔間距4m,局部間距2m,個(gè)別間距l(xiāng)m后,發(fā)現(xiàn)建筑物地基下的基巖起伏變化較勘察報(bào)告提供的大。按移位后的新位置,在12層?xùn)|墻軸線下的地基仍有局部基巖埋置較淺,基本與箱基底平,即基坑挖至箱基底標(biāo)高后,這部分巖石即露出基坑底面。在箱基底的其他個(gè)別部位也有距箱基底小于1.30m的巖石,這部分巖石雖未露出基坑底面,但其距箱基底太近,對(duì)箱基均勻受力十分不利。基坑開(kāi)挖并鉆孔釬探后,發(fā)現(xiàn)了土洞,其位置深度在離箱基底近lOm處,洞寬1.5O~2.OOm,洞深5.60m,洞中底部高2.30m被泥砂充填,洞中上部3.30m為空洞??紤]今后建筑物使用后,地下水位改變時(shí),土洞再次被水沖刷,可能再被擴(kuò)大,也有可能改道,土洞雖距箱基底較遠(yuǎn),但因上部荷載大,箱基埋置深,仍在影響范圍之內(nèi)。

1處理方法

(1)本工程地基下臥層基巖表面坡度較大,在移位后靠近陡坡處坡度仍大于10%,并且在北部出現(xiàn)基巖石芽局部隆起出露。由于基巖表面傾斜,使基底上層厚薄不均,所以,要考慮巖面上土層厚度的變化、地基土的承載力和壓縮性相差懸殊而引起箱基的不均勻沉降,并考慮上覆土層沿基巖面滑動(dòng)的可能性。具體處理方法是:對(duì)隆起的基巖與箱基底持平者,小炮炸除1.30m,上做1.OOm厚砂墊層,分層夯實(shí)。對(duì)隆起的基巖與箱基底小于1.30m者,也要炸除一部分,炸至距箱基底1.30m,做砂墊層,至箱基底留出300mm。為解決箱基底沉降不均問(wèn)題,把整個(gè)箱基底鋪300mm厚瓜子片狀石屑?jí)|層,使箱基底形成一個(gè)褥墊,具體作法如圖3所示。

(2)對(duì)土洞的處理。巖溶土洞分活土洞及死土洞兩種,一般走水的土洞為活土洞,不走水的土洞為死土洞,其處理方法也不同。本工程發(fā)現(xiàn)土洞后,復(fù)經(jīng)密布鉆孔,查清土洞的范、規(guī)模,經(jīng)壓水測(cè)試,各鉆孔水道均通暢,確定土洞為活土洞?;钔炼吹奶幚碓瓌t是疏導(dǎo)地下水,使其水流通暢。處理措施是:從基坑底向下挖井,挖至洞頂,清除洞內(nèi)泥砂,洞底分層鋪填塊石,厚度為2.30m,上鋪碎石,厚度為3.30m,至洞頂以上即用灰土夯填,直做至石屑褥墊層下。

2常用處理方法分析

(1)巖土地基的處理方法,一般可分為兩類(lèi),一類(lèi)為處理軟弱部分,即壓縮性較高的地基,使其適應(yīng)堅(jiān)硬部分,即壓縮性較低的地基。例如本工程移位后,計(jì)劃采用箱基局部坐到基巖上的混凝土現(xiàn)澆層上,這是由于基巖頂面距箱基底較近,而大部分采用箱基底做樁基的作法,這部分基巖頂面距箱基底較遠(yuǎn)。因造價(jià)高、工期長(zhǎng),且基巖溶洞分布規(guī)律未完全探清,因而未予采用。根據(jù)工程具體情況,也可采用局部大開(kāi)挖、換填,或用梁、板跨越等方法。這種處理方法其處理效果好,但不經(jīng)濟(jì),且施工工期長(zhǎng)。另一類(lèi)是處理壓縮性低的地基,使其與壓縮性較高的地基相適應(yīng),做到調(diào)整巖土交界部位的相對(duì)變形,避免由于該處應(yīng)力集中而使建筑物出現(xiàn)不均勻沉降。褥墊法是處理巖土地基中常用的既經(jīng)濟(jì)又安全可靠的方法。本工程采用石屑褥墊法,目的是調(diào)整南北不均勻沉降,因?yàn)榛鶐r面上的土層厚度不均,懸殊較大。根據(jù)有些高層建筑地基處理經(jīng)驗(yàn),采用石屑做褥墊層,由于其遇較硬地基后,能自動(dòng)滑動(dòng),產(chǎn)生較好的調(diào)整地基變形的作用。褥墊層的厚度視所需調(diào)整的沉降量而定,一般采用粗砂、碎石、級(jí)配卵石300~500mm,采用石屑,厚度300mm即可。

(2)對(duì)下臥層基巖面坡度較大的地基,除考慮地基承載和變形引起建筑物不均勻沉降外,還應(yīng)考慮地基土沿傾斜面滑動(dòng)。當(dāng)基巖表面相背傾斜,且離基礎(chǔ)底較近時(shí),相當(dāng)于大孤石地基,應(yīng)予炸除處理,換成褥墊層。當(dāng)基巖相向傾斜,彤成溝道時(shí),對(duì)建筑物的危害相對(duì)減小,視溝道深度及建筑物荷載大小確定處理。對(duì)局部隆起的地基及大塊孤石地基,當(dāng)其距基礎(chǔ)底較近時(shí),對(duì)建筑物地基不均勻沉降十分不利,一般應(yīng)預(yù)處理。常用的褥墊處理方法,造價(jià)低,施工方便,效果較好。

(3)褥墊層法是通常對(duì)巖土地基處理常用的、簡(jiǎn)易的而又可靠的方法。褥墊層所用的材料有粗砂、碎石、級(jí)配卵石、石屑等。利用粗砂、碎石作褥墊,其調(diào)整地基的壓縮性較好,但采用級(jí)配卵石、石屑,其適應(yīng)硬、軟/f‘的地基,利用其滑移性好,可以更好地調(diào)整地基的壓縮性,調(diào)整地基的不均勻變形。對(duì)碎石、石屑褥墊層,澆筑混凝土基礎(chǔ)墊層時(shí),應(yīng)注意使混凝十水灰比小一些,防止水泥滲入褥墊層,將褥墊層材料膠結(jié),其滑移不自由,使褥墊不能發(fā)揮作用。對(duì)粗砂褥墊層,天然級(jí)配的河砂、卵石褥墊層,因構(gòu)成隙較少,這個(gè)問(wèn)題不突出,但也應(yīng)注意施工質(zhì)量。

(4)巖土地基的處理,不能只是孤立地處理地基,應(yīng)對(duì)地基、基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)作為整體考慮,因?yàn)樗鼈兪枪餐ぷ鞯?,在許多情況下是互相補(bǔ)償?shù)?。建在巖土地基上的建筑物,除加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的整體剛度外,對(duì)于紅線外。根據(jù)該市的規(guī)定,不允許錨桿穿過(guò)用地紅線,因此不能采用。

3支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1支護(hù)樁設(shè)計(jì)

支護(hù)樁各段設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。表2支護(hù)樁各段設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算樁長(zhǎng)/m邊坡有效樁長(zhǎng)/一n樁徑/n1m樁問(wèn)距/n筋(含鎖【=_I梁)東側(cè)AB段151449001.218+25東北側(cè)BC段1716.410001222擊25北側(cè)CD段15l44900l2I8由25西北側(cè)DE段l5144900l216+25西南側(cè)EF段1413.4900l216+25南側(cè)FA段l514.4900l216+25支護(hù)樁有效樁頂標(biāo)高為一3.400m,即嵌入鎖口梁0.1m。主筋均勻J置,樁底端2.0m范圍主筋減半。箍筋,加強(qiáng)筋混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。

3.2樁頂噴錨支護(hù)設(shè)計(jì)

(1)南側(cè)及東側(cè):樁頂邊坡放坡開(kāi)挖,第一級(jí)坡高1.5m,坡比1:1;其F土體在鎖口梁施工時(shí)沿?cái)嚢铇洞怪遍_(kāi)挖。中間設(shè)置1.0m寬平臺(tái)。坡面采用掛網(wǎng)噴射混凝土。鋼筋網(wǎng)采用小6,噴射混凝土為C20,噴射厚度10em,加速凝劑l%。

(2)北側(cè)及西側(cè):樁頂噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)部分錨桿共兩排:建筑物較長(zhǎng)、體形又較復(fù)雜,而地基硬、軟明顯懸殊時(shí),應(yīng)用沉降縫將建筑物分開(kāi),以減小由于不均勻沉降造成的危害。對(duì)高層建筑與低層裙房不便設(shè)沉降縫時(shí),可采用預(yù)留施工后澆帶法,待高層主體完成后,再與低層裙房連在一起,以減小高層與低層的差異沉降。后澆帶從基礎(chǔ)作起直至上部全部結(jié)構(gòu),構(gòu)造簡(jiǎn)單,施工方便。上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)采取措施后,再配合地基處理,能起到相輔相成的作用。

(3)加強(qiáng)地質(zhì)勘察,徹底掌握巖土地基情況。在復(fù)雜地質(zhì)條件F,建造高層建筑,其地質(zhì)勘察工作更應(yīng)加強(qiáng),為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)報(bào)告更應(yīng)詳盡、準(zhǔn)確。工程地質(zhì)勘察布孔較一般情況下為密,深度應(yīng)探至基巖面,并深入500ram,待開(kāi)挖基坑后,再進(jìn)行加密鉆孔補(bǔ)探,遇地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的局部部位要重點(diǎn)探測(cè),直至完全掌握情況為止。也可先在建筑場(chǎng)地進(jìn)行物探,即用物理方法(例如地震波)在地面上探出地層構(gòu)造情況,工程地質(zhì)勘察據(jù)此布孔,再進(jìn)行詳察。用物探開(kāi)路,再用工程地質(zhì)勘探_羊察,二者結(jié)合,較易摸清巖土地基的地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律。