谈不良地基处理方案

王 金 春

(山西机械化建设集团公司,山西 太原 030009)

谈不良地基处理方案

王 金 春

(山西机械化建设集团公司,山西 太原 030009)

针对建筑物地基的稳定问题及变形问题，介绍了几种常见的地基处理方法，并以某建筑工程为例，通过地基处理方案比选，采用CFG桩进行地基处理，结果表明采用该方案处理地基，综合效益较高，值得类似工程参考借鉴。

地基，稳定性，变形，处理方案，CFG桩

0 引言

我国幅员辽阔，地质地貌因地而异。有些地质情况较为复杂，土体承载力较低，以及其他土质特质，使得在进行基础工程施工前，需要对不良地基进行相应处理，使其能够满足上部结构要求。如软粘土、杂填土、湿陷性黄土等[1]软弱土和不良土需要进行处理。

1 地基处理目的

与上部结构相比，地基领域中不确定的因素有很多，问题比较复杂、难度较大。地基处理不好，后果极其严重[2]。根据调查，地基工程事故占世界各地土木工程事故的30%。因此，工程地基，不仅影响到建筑工程的安全稳定性，而且影响其资金投入以及经济效益，处理好地基问题对社会和经济效益有着非常重要的意义。

1.1 稳定问题

建筑物在荷载作用下，地基土体能否保持稳定称为稳定性问题，也称承载力问题，但二者还有差异性，地基承载力有时也根据变形控制。若地基稳定性不能满足要求，将会发生局部或整体剪切破坏，影响建筑物的安全性与正常使用功能，甚至引起建筑物破坏、倒塌。地基的稳定性，或其承载力大小，主要与地基土体的抗剪强度、基础形式、基础大小及埋深等因素有关。

1.2 变形问题

地基变形指建筑物在荷载作用下，地基土体产生的沉降、水平位移、不均匀沉降是否超过相应的允许值。若变形超过允许值，将影响建筑物的安全性与正常使用功能，甚至引起建筑物的破坏、倒塌。地基变形主要与荷载大小、地基土体的变形特征、基础形式、基础尺寸大小等因素有关。

2 几种常见处理方法

地基处理指根据上部结构传递荷载对软弱土或不良土进行加固或改良(例如采用复合地基、后压浆灌注桩等方法)，提高天然地基承载力，从而保证其承载力满足设计要求，保持稳定，减少变形，消除陷性黄土的湿陷性，提高抗液化能力等。处理对象是软地基和不良地基[3]；地基处理目的是：提高地基强度、增强地基稳定性、降低土的压缩性、减少其不良变形、消除地震湿陷性影响。

常用的地基处理方法有：换填垫层、强夯、砂石桩法、振冲法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法等。

3 处理案例分析

3.1 工程简介

本工程总共三层，建筑高度为14.75 m，首层4.65 m，其余层3.8 m。本工程地势高低不平，西高东低，西北室内外高差0.30 m,东北外高差1.30 m。建筑结构形式：框架结构形式。防火设计:本工程办公楼耐火等级为一级。

场地所处地貌单元属河流东岸Ⅰ级阶地,勘察期内测得地下水稳定水位介于772.92 m～773.50 m，本工程拟建场地地形基本平坦，本场地为旧城壕所在地。勘察期间，地下水为7.86 m～9.00 m(相应绝对标高为799.38 m～799.77 m)。

长期浸水作用下，地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性。地基土钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。此外，根据资质勘测资料可知本工程场地属于中等液化场地。

建筑平面图见图1。

本工程为临建建筑，原有建筑已经封顶并投入使用。新建办公楼虽然面积不大，层数不高，但由于离原有建筑较近，且地基土相当复杂，在地基勘察阶段就发现，地基土中包含大量杂填土，素填土以及建筑垃圾，原有建筑基础等。并且分层不均匀，互相掺杂，处理难度较大(见表1)。

表1 地基土分层及主要物理力学指标

3.2 地基处理方案比选

3.2.1 采用整片换填三七灰土

本工程杂填土深度接近8 m，全部挖除杂填土及素填土，整片换填三七灰土；完全消除不良地基，而且换填后，地基均匀，承载力满足要求。换填方法为：基坑从原场地标高开挖至换填底面后，先采用25 t振动压路机碾压6遍～8遍，换填至素混凝土垫层底，土料宜采用粉质粘土。石灰颗粒不得大于5 mm。每边宽出基础最外边缘1 m。分层夯实，每层厚度不大于200 mm，压实系数不小于0.95，换填地基承载力特征值不小于200 kPa。基槽开挖至基础底设计标高后，对基槽应进行钎探，梅花点布置，间距1.5 m。

在基槽开挖及施工过程中如果发现土质与地质报告不符合及有洞穴等等异常情况时，须会同各方共同协商研究处理。基坑应分层分段开挖，并且应采取基坑支护措施，以确保既有建筑的安全性。地基处理及主体结构施工时应该避免对既有建筑造成影响。

但整片换填三七灰土，换填深度接近8 m，换填深度较深，工程量较大，造价较高；且距离主楼较近，整片开挖后，开挖深度超过了主楼的基底标高，对主楼主体结构有安全隐患。且场地地下水水位较高，开挖必需对地下水进行处理，这样，将会影响既有建筑地基特性，影响安全稳定性。

3.2.2 采用CFG桩进行地基处理

天然地基基底为①层杂填土，②层素填土层，承载力为80 kPa，不能满足上部结构承载力的要求。根据地质资料分析，综合场地条件以及工程机械施工难易程度，选择使用CFG桩进行地基处理，对主体结构及相关范围进行地基处理，桩长穿透杂填土层到达下部粉土层。此外桩长计算时应满足设计承载力要求。基础形式采用梁板式筏板基础，协同作用，可以有效防止不均匀沉降，保证主体结构整体性。

CFG桩设计要求：

1)CFG桩由碎石、石屑、粉煤灰掺适量水泥加水拌和而成,CFG桩直径为400,桩距1 400 mm×1 400 mm,四边形布点,有效桩长为8 m,桩体试块抗压强度平均值不小于20 MPa,施工过程中应抽样做混合料试块,一个台班做一组(3块),试块15 cm×15 cm×15 cm,并测定28 d抗压强度。

2)地基处理后,复合地基承载力特征值达到200 kPa。

3)CFG桩超打500 mm,待施工褥垫层时凿掉至褥垫层底。

4)工程桩超打部分桩间土需人工开挖,开挖时不得扰动有效桩部分的桩间土。

5)施工前必须有施工组织计划和制定施工工艺，并应做试桩。桩体施工过程中,不允许有断桩、缩径和蜂窝狗洞等质量问题。

6)褥垫层厚250 mm,每边宽出基础边500 mm。

质量检验：

1)施工结束后(一般不少于28 d)，进行复合地基检测。

2)复合地基承载力采用复合地基静载试验确定,按JGJ 79—2012建筑地基处理技术规范执行(检验不少于总桩数的0.5%)。

3)采用低应变检测其桩身完整性,验桩数量不少于桩数10%。

基坑回填：

开挖基槽时,不应扰动土的原状结构，不得超挖，坑底应保留200 mm厚的土层用人工开挖。如经扰动，应挖除扰动部分，根据土的压缩性选用三七灰土进行回填处理，三七灰土的压实系数应大于0.95。土方开挖完成后应立即对基坑进行封闭，防止水浸和暴露，并应及时进行地下结构施工。基础地下室施工完毕后，回填应同时回填相对的两侧或四周。

CFG桩剖面图见图2。

CFG桩平面布置图见图3。

该处理方案承载力检测结果满足设计要求。处理完成后，地基整体性较好，在上部结构施工及结构部分完成后，通过对主体结构沉降观测结果，主体结构沉降满足设计要求。综合上述结论，对该场地采取CFG桩进行地基处理，既可以处理不均匀地基，又可满足施工条件要求，且工程经济性较好。

4 结语

在进行建筑结构设计及施工过程中，不良地基处理的设计及施工是结构设计的重要部分。随着设计水平及施工技术的不断提高，新技术，新工艺的不断涌现，在不良地基处理中，应该在满足规范要求的前提下，广泛借鉴相关地区的成熟做法，在科学、合理的地基处理方案制定的前提下，提高工程及施工质量，确保基础及上部结构安全。

在进行地基处理时，要根据特定场地条件、土质状况、施工难易程度以及地基处理的经济性指标等多方面考虑，选择合适的地基处理方案,在满足设计要求的前提下，减少对相邻建筑的损害，满足经济性指标的要求。

[1] 刘宗仁，王士川.土木工程施工[M].北京：高等教育出版社，2013.

[2] 沈蒲生.建筑工程毕业设计指南[M].北京：高等教育出版社，2011.

[3] 金喜平，邓庆阳.基础工程[M].北京：机械工业出版社，2012.

Discussion on poor foundation processing scheme

Wang Jinchun

(ShanxiMechanisationConstructionGroupCompany,Taiyuan030009,China)

In light of the building foundation stability and deformation problems, the paper introduces several common foundation processing methods. Taking the building engineering as an example, through the foundation processing scheme comparison, it applies CFG pile for foundation treatment. As a result, it achieves higher comprehensive benefits, which is worth referring for similar engineering.

foundation, stability, deformation, processing scheme, CFG pile

1009-6825(2015)28-0073-02

2015-07-23

王金春(1971- ),男，工程师

TU472

A