浅谈乐业渡假大酒店的地基处理

2010-08-15韦华思

山西建筑 2010年4期

韦华思

0 引言

复合载体夯扩桩是一种新型、有效、可靠的处理软弱地基的方法,具有施工速度快、承载力高、成桩质量好、沉降量小且均匀、利于保护环境等优点。近几年来,复合载体夯扩桩技术在北京、河北、天津、浙江等地区已有大量工程应用实例[1],但在广西省乐业县地区还没有应用。在乐业渡假大酒店工程中,首次尝试使用复合载体夯扩桩技术对地基进行处理,效果良好。笔者对工程地基处理实例进行了分析总结,为推广应用该技术提供可靠依据。

1 工程概况

乐业渡假大酒店位于乐业县城南开发区,开发建设单位为广西天坑房地产开发有限公司。大酒店是一座主楼为6层,附楼为2层～3层的群楼,底层占地面积为2 475 m2,建筑面积为11 668 m2,采用框架结构。场地的岩土工程勘察工作由百色市综合规划设计院承担。工程场地位于乐业县城南26 m大道北侧,场地原为低洼地带的耕作区,后经填土形成东高西低的地形,地面坡度较为平缓,场地地势起伏不大,场地地形地貌较为简单。场地地下水主要为孔隙潜水,地下水位埋深一般在地表下7 m左右,地下水赋存的地质条件透水性较弱,含水量较少,地下水变化幅度不大,场地水文地质条件较为简单。

2 工程施工场地地层分布及结构、强度特征

根据钻探揭露表明,场地出露地层均为冲积地层,自上而下由素填土、耕土、粉质黏土、淤泥质粉质黏土、含碎石黏土、粉砂、卵石和灰岩组成,各岩土层的结构、强度特征分述如下:①素填土:杂色,为新近填土,松散状态,层厚为0.5 m～2.0 m。承载力特征值fak=30 kPa,压缩模量 ES=3.0 MPa。①-1耕土:灰黑色,土体呈疏松～软塑状态,层厚为0.5 m～2.0 m,部分场地缺失该层。承载力特征值 fak=30 kPa,压缩模量 ES=3.0 MPa。②粉质黏土:为第四系更新统(Qp)地层,冲积成因,暗黄色,干强度中等,可塑状态,层厚为0.3 m～3.6 m。承载力特征值 fak=145 kPa,压缩模量 ES=6.0 MPa。②-1淤泥质粉质黏土:为第四系更新统(Qp)地层,冲积成因,灰黑色,饱和,干强度较差,软塑状态,层厚为1.5 m～3.3 m。在场地仅局部出现。承载力特征值 fak=125 kPa,压缩模量ES=4.0 MPa。③含碎石粉质黏土:为第四系更新统(Qp)地层,暗黄色,碎石分布不均,其大小一般为2.0 cm～6.0 cm,局部达 10 cm以上,棱角状,成分为泥岩,可塑状态,层厚不详,已控制厚度为5.3 m～12.7 m。承载力特征值fak=160 kPa,压缩模量 ES=8.0 MPa。③-1粉砂:为第四系更新统(Qp)地层,暗黄色,松散状态,层厚为1.3 m～1.8 m,在场地仅局部出现。承载力特征值 fak=130 kPa,压缩模量 ES=8.5 MPa。③-2卵石:为第四系更新统(Qp)地层,浅灰～暗黄色,以卵石为主,圆砾及砂质次之,卵石大小一般为2.0 cm～5.0 cm,次圆状,成分主要为砂岩和硅质岩,稍密状态,厚度为0.7 m～1.3 m,在场地仅局部出现。承载力特征值 fak=350 kPa,压缩模量 ES=24.0 MPa。④灰岩:浅灰色～深灰色,微晶结构,岩石裂隙一般发育,岩石质坚硬,属坚硬岩石类,层厚不详,已控制厚度为4.2 m。承载力特征值 fak=8 000 kPa。

3 天然地基的分析评价

1)独立基础。

工程场地主要地层为②粉质黏土和③含碎石粉质黏土,②粉质黏土和③含碎石粉质黏土以上地层均为软弱地层,不能作为地基持力层。②粉质黏土承载力特征值较低,仅为 fak=145 kPa,并且分布不均匀,不适宜作地基持力层;而③含碎石粉质黏土承载力特征值相对较高,厚度较大,如加以进行扩大基础处理,可以采用天然地基,但其埋藏深度大部分在5.0 m～7.0 m之间,无法进行天然地基的基坑开挖,从这个角度考虑,场地不能采用独立基础。

2)片筏基础。

地基持力层仍选择为③含碎石粉质黏土,在基坑开挖时,片筏基础采取整片开挖的方法,在做好基坑支护措施的情况下,基坑开挖可以达到相应的地基持力层③含碎石粉质黏土,但是考虑到该建筑物的底层占地面积较大(即2 475 m2),并且该建筑物为群楼,楼层数为2层～6层不等,不同部位楼层数不同,其上部荷载也有所不同,这样势必会引起较大的不均匀沉降,从而影响到建筑物的安全,从这个角度考虑,场地采用片筏基础也不适宜。

4 桩基工程的分析评价及选择

1)人工挖孔桩或钻孔灌注桩。桩端持力层选择④灰岩,而④灰岩埋藏深度为10 m以下,如采用人工挖孔桩或者钻孔灌注桩,桩长一般应在12 m以上。由于上述两种桩基础的造价较高,而且拟建的建筑物仅为2层～6层,相对而言如基础部分的投资过大,对整个项目的投入是不经济的。再者,由于桩端持力层为④灰岩,属坚硬岩石类,在人工开挖或机械钻进到灰岩层表面以后,很难对桩端持力层④灰岩进行整平和桩孔的扩孔施工。从这两个角度考虑,场地不适宜采用人工挖孔桩或钻孔灌注桩。

2)深层搅拌桩。采用深层搅拌桩,桩端持力层可选择③含碎石粉质黏土,相对人工挖孔桩或钻孔灌注桩而言,深层搅拌桩的造价将大大减少,但是考虑③含碎石粉质黏土中含有大小不一的碎石块,且局部碎石块粒径达10 cm以上,根据本地区其他工程的深层搅拌桩施工经验来看,当持力层含有较大粒径的碎石或碎砖块时,对于深层搅拌桩而言施工难度将大大增加,甚至没办法搅拌该石块,如搅拌不均匀,地基将会出现局部软弱的现象,这样对建筑物的安全将有很大的影响,因此,深层搅拌桩不适宜于本场地。

3)复合载体夯扩桩。复合载体夯扩桩是由干硬性混凝土及填充料等经细长锤夯扩形成的复合载体和钢筋混凝土桩身组成,它具有挤密地基及扩大桩端面积的双重作用。根据复合载体夯扩桩设计规程,当浅部土层为软弱土层(软弱土层指不能满足上部结构对承载力和变形要求的土层),下层有一定厚度的较好土层时,复合载体夯扩桩就具有突出的优势。就本场地而言,由于③含碎石粉质黏土以上的土层均为软弱土层,不能满足天然地基的设计要求,而③含碎石粉质黏土的承载力特征值相对较高,为较好的地基持力层,完全满足复合载体夯扩桩的应用条件要求,并且相对人工挖孔桩或钻孔灌注桩而言,复合载体夯扩桩的填充材料可以就地取材(如灰岩碎石等),且比较便宜,造价相比将大大减少。施工工艺相对简单,工期相对较短。因此,从安全、经济及施工工艺角度考虑,场地适宜采用复合载体夯扩桩,桩端持力层为③含碎石粉质黏土。

5 复合载体夯扩桩的组成及施工工艺

1)复合载体夯扩桩的组成。复合载体夯扩桩由上部混凝土桩体和下部复合载体两部分组成。其中,复合载体是由干硬性混凝土、夯实填充料、挤密土体和影响土体四部分组成。基础的夯扩体是由干硬性混凝土、填充料组成。填充料采用含泥量不大于10%、有机物含量不大于3%的碎砖、碎混凝土块、碎石、卵石和矿渣等。挤密土体,指夯扩体周围被夯实挤密的土体。细长锤,指直径为250 mm～500 mm,长为3 000 mm～5 000 mm,锤的质量为1.5 t～5 t,用以夯实填充料和干硬性混凝土的锤。复合载体持力层应为可塑～硬塑状态的黏性土以及粉土、砂土、碎石土等。

2)施工工艺。复合载体夯扩桩主要采用细长锤在桩位处夯击成孔,将护筒沉到设计标高后,再用细长锤击出护筒底部一定深度,然后分批向孔内投入填充料(本工程填充料采用的是灰岩碎石)和干硬性混凝土,用细长锤反复夯实、挤密,在桩端形成复合载体,最后放置钢筋笼,灌注桩身混凝土并振捣密实。