试析高层建筑岩土地基处理方法

2016-11-30阜新市建筑设计研究院辽宁阜新123000

中国新技术新产品 2016年2期

关键词：处理方法高层建筑强度

冯杨（阜新市建筑设计研究院，辽宁　阜新　123000）

试析高层建筑岩土地基处理方法

冯杨
（阜新市建筑设计研究院，辽宁阜新123000）

摘要：本文重点分析了高层建筑岩土地基的处理方法，通过对现在存在的一系列问题进行一遍梳理，以具体的工程为例，具有针对性的提出相应的解决措施，以期通过这样的分析方法解决目前存在的一系列问题。

关键词：高层建筑；岩土地基；强度；处理方法

1 高层建筑岩土地基强度的影响因素

对高层建筑的岩土地基强度有影响的因素涉及到多种，是由很多因素共同作用影响的，具有三个特点：一是复杂性，因为涉及到多种多样的影响因素，不是由某一种单一因素造成，所以复杂性突出；二是系统性，不同的影响之间构成一个系统，不是由单独的各个部分独立而成；三是联系性，各大影响之间都是互相影响，环环相扣的。

1.1 地基刚度的影响。这是地基对高层建筑地基强度最主要的影响，在一栋高层建筑中，地基刚度是非常重要的影响因素，由于地基的高度所致，所有的负荷都压在了地基上，如果地基刚度弱或者是达不到高层建筑对承载力的要求，那么这样的地基就不适合建高层建筑，所以在选址之前，一定要对地基的刚度进行了一个合理的、全面的、科学的考察，确定地基的刚度情况，根据具体的数据来做出选址的决定。

1.2 地基材质的影响。地基的材质也是影响高层建筑岩土基强度的重要因素，因为材料必然会影响强度，不同的材质构成的土质结构不同，构成的地基强度也不同，土质疏松的地基强度和石质的地基强度必然没有可比性，后者的强度会比前者大得多，所以高层建筑在选择地基的时候，要充分考虑地基的材质，只有充分考虑了这方面的影响因素，才能确定地基的强度大小，才能确定当前的地基适不适合作为高层建筑的地基，才能做出正确的选择。

1.3 地基变化的影响。通常，一个地方的地基并非一成不变的，所以地基的变化也会对地基的强度造成影响，一般都两个原因会对地基的变化产生影响，一是内部原因，即地质条件的改变，地球这么多年的发展会经历不同的地质变化，地球内部的运动会影响地质条件，改变地质结构，会使地质成分发生重大的变化；二是外部原因，这种变化是长时间的潜移默化的，外界的土石沙尘之间在风力水力等外力的影响之下，会发生互相的交互，结构也相应发生了变化。

1.4 周围环境的影响。高层建筑地基强度也受周围环境的影响，也分为两个方面：一个方面是人为的影响，如果地基周围有民居生活，这些人为的活动会对地质强度造成影响，人们活动多了，有的会增强当地的地基强度，有的会减弱当地的地基强度；另一个方面是自然环境的影响，首先是风霜雨雪这种正常的天气现象，比如雨水多了就会冲刷地基，尤其是土质地基必然会受影响，水土流失就是一个明显的例子；其次自然灾害也是明显的影响，比如地震、洪灾、泥石流，这种影响就更为明显。

2 高层建筑岩土地基处理方法的实例分析

本次研究所涉及到的工程为某住宅小区#3、#4号楼，两栋楼房的建筑重要等级均为二级，全部为地上建筑，建筑面积分别为7354m2和2443m2，均为框架结构。

2.1 地基稳定性验算和有关加固处理方法。（1）稳定性验算。这项工程对地基的测算包括几个方面：一是建筑物的倾斜程度；二是建筑物的差异沉降；三是建筑物的稳定性验算。其中第三点是一项比较重要的方面。由于目前国际上对这一方面的研究较少，导致目前国内科技人员对这方面的研究和挖掘比较落后，所以在处理稳定性验算方面略显乏力。因此这是一项需要继续努力的领域。根据稳定安全系数，可通过公式进行计算：K＝R（Wi，cositani＋cili）（p-pc）bx＋Hz。该式仅适用于偏心荷载建筑物整体稳定性的计算，结果的精确度主要取决于滑弧深度的选择是否合理、准确，只要能够准确测定滑弧深度，那么地基土地的整体破坏范围也就能够得到确定。根据以往工程对于地基土圆弧滑动稳定性的验算结果以及塑性区的展形范围，可以认为在基础外角点底面以下，1/4基础宽度范围内，且这一点与地面的连线夹角为45°-/2的验算范围可以满足建筑物的使用需求。（2）对不均匀地基的加固处理方法。不均匀地基之所以如此称呼是因为地基的不同地方的岩土的性质存在差异，这种差异有横向的也有纵向的，因此这种地基在实际的施工中一定要经过一定的处理和加工才能投入使用，如果处理不当对后期的工程质量必然会造成影响，而且这种影响是难以消除的，会一直跟着工程，因此要采取多种措施对不均匀地基进行加固处理，具体有六个方面：一是因地制宜。同一个工程一般会有不同的建筑物，不同的建筑物在性质上会有所差异，这时候要采用因地制宜的措施，不同的建筑物采用不同形式的地基。二是提高刚度。对于那些必须要建在不均匀地基上的建筑物要采取措施增加其强度。三是地基选择。虽然有的建筑不得已要建设在不均匀地基上，但是不均匀地基不能是两种岩土性质截然不同的地基。四是注意安全。在地基的选择中要以安全施工和安全建筑为底线，不能超越安全的底线。五是提高技术。技术力量是解决不均匀沉降的重要手段，在技术不断提高的前提下，不均匀地基的问题会逐渐得到解决。六是做好监督。不均匀地基的选择和处理的过程要注意做好监督，如果失去了监督的力量和管控，施工就失去了标准，工程必然会出现问题。

2.2 基础方案分析。（1）天然地基浅基础的可行性分析。通过全面的调查和分析，我们发现现场的天然地基的浅基础不能满足施工的所有要求，主要有几个制约因素：一是地基承载能力低，浅基础的地基材质主要由软土构成；二是存在障碍物，在地基上有一些溶洞，更降低了土地的强度；三是地下水丰富，不能采取换土的简单方式处理地基。（2）人工复合地基浅基础的可行性分析。#3、#4号楼的施工应采用CFG桩法或深层搅拌桩对上部地基的土层进行加固处理，使其能够满足建筑物基础部分对于地基承载力的要求，以层④作为桩端的持力层，预计桩长约在11.7m～15.6m的范围内，实际搅拌深度应根据场地的实际条件进行相应的调节，并配以地基浅基础——条形基础。对于搅拌桩承载力特征值的计算可以通过现场单、复合多桩地基荷载的试验来进行，在初步设计时可参照《建筑地基处理技术规范》中的有关要求进行处理。