浅析复杂地质条件下某拆除重建高层小区的基础处理方式

张伟　郭光八　张世亚

摘  要：随着我国经济的快速发展，高层小区建设层出不穷。在工程建设的过程当中，由于水文地质条件、地质构造或人为因素的影响经常出现各种类型的工程问题。此类问题经常会导致项目返工、工期延误和成本的急剧增加，同时处理过程有时又极为繁琐。基于此，本文讨论了在复杂地质条件下某拆除重建高层小区的基础处理方式，以供参考。

关键词：复杂地质;高层小区;地基;基础处理

中图分类号：TU195    文献标识码：A       文章编号：1671-2064（2021）02-0000-00

1工程简介

云南某高层小区项目为1栋17+1F的高层住宅（A6栋1～2单元），剪力墙结构，下设1F半地下室，框架-剪力墙结构。设计单桩竖向承载力极限标准值为5171kN，最大荷重情况（标准组合）剪力墙下3700 kN/m，共分3个单元，其中1～2单元原设计工程桩为长螺旋钻孔压灌桩，施工桩长16～23m，后经小应变检测，检测结果大多是Ⅰ和Ⅱ类桩，无Ⅲ类桩。设计桩端极限承载力要求5800 kN，实际桩端极限承载力要求最小4100 kN，最终设计按4100 kN进行设计及补桩。补桩长度1～22.2m，多数是10～15 m。根据沉降观测结果可知这两个单元不均匀沉降差较大。

2原因分析

经过多方面分析，主要有两个原因，第一种：该单元土质相对较软，在工程桩施打过程中长螺旋钻孔取出的土比第一次详细勘察描述的土层含砾石少得多;另外当钻进到15～17m时，钻进速度很慢，而带出地面的土却较多，造成近20根桩的混凝土充盈系数扩大了3～4倍，桩周围的土体变得疏松，极大地降低了桩侧阻力，最终导致工程桩下沉。另外由于地层黏粒含量低，可能存在长螺旋桩基施工时遇卵漂石层钻进缓慢，上部土层垮孔，所以带出土较多，桩周塌孔或形成空洞，造成充盈系数大，降低了桩侧阻力，同时影响成桩质量，引起后续的不均匀沉降问题;第二种可能是场地位于南北向断裂与北西向小断层交汇地带，且后者为富水断层，地下水流动相对剧烈，桩基施工完成后对桩周土和桩端以下的土造成了一定的破坏，使其承载力大幅下降，引起较大沉降。

3前期处理方案

根據专家组对以上原因的分析提出了处理意见，为避免结构继续沉降，对A6栋建筑南侧两个单元进行初步地基基础加固处理，在原有桩基承台底部增加600 mm厚的筏板，使其连成一体形成桩筏基础，增加基础的整体性，减小差异沉降;在新筏板上预留锚杆静压桩的施工孔洞和预埋锚杆，主要配置在原承台的四周，等到筏板浇灌28 d后，实施静压桩的施工，一方面加强地基，另一方面补偿原有工程桩的承载力不足问题。筏板砼强度等级为C40，抗渗等级为P6。板底保护层厚度50 mm，板顶要求超灌50 mm以便与原承台底部连接紧密。浇灌前必须清除原承台底部的浮土和垫层，严禁用高压水枪冲洗，避免浸泡和扰动原状土。手工清理浮土后，浇灌100 mm厚C15素混凝土垫层，然后布置钢筋网。静压桩型号为MGZa20-2.5（8），桩身砼强度等级为C40。施工的最大压桩力为500 kN，对应的单桩竖向承载力标准值为750kN。筏板上的预留孔洞按抗压桩做法，上小下大，板顶250mm×250mm，板底300mm×300mm。每个桩有4个M27的锚杆。注意筏板顶超灌砼，锚杆长度要比图集加长50 mm，外露的普通粗牙螺纹长度为80 mm。筏板的封桩砼采用C40微膨胀细石混凝土。

经过前期处理，2单元在拆除前沉降已经趋于稳定，1单元靠西南角最大沉降达到了20cm以上，东南角也有近10 cm（大致在一年时间内），沉降超规范，故决定拆除1、2单元重新勘察再重建。

4复杂地质条件下的勘察

4.1项目难点

由于场地地表堆有大量拆除的钢筋混凝土废渣（厚度2.0～6.0 m），基础部位还有0.8～ 1.6m厚度不等的筏板、承台，对钻机开孔难度较大，钻孔在施工时地表以上废渣不断塌孔，无法护壁，后用挖机清除后才继续施工，在钻至10余米位置时揭露有灰白色砾砂层，以黏性土充填，稍至中密，深度在30余米;下部为浅灰色角砾层，中密，以砂性土充填，钻孔深度40米;钻孔从10m以下地下水分布强烈，均属于强透水层。查询综合水文地质图资料后显示场地附近分布有下降泉群及充水断裂。受地层及水文因素造成钻探过程中不断出现垮孔现象，在进行常规下套管及泥浆护壁过程中仍不见效果，我公司人员立即采取措施，利用纳土粉、植物胶以及软质聚氯乙烯等护壁材料对钻孔进行护壁，由于场地地下水水量过大，护壁材料对钻探作用仍然不明显，后采用双套管的形式进行施工，双套管对钻探工作起到一定作用，但下至30m后无法继续下套管，孔内还反涌出大量砾砂，后钻孔内不断出水。钻探中反复清孔致使野外施工过程进度缓慢，加之现场条件不理想，后对场地进行了场平，对表层废渣进行清除，便于移交进行施工，减少目前设备的停滞，降低成本，移交场地后增加大型钻机设备进场，钻机采取了更有效的护壁方法和措施。

4.2主要勘察成果

经过勘察，基本查明了该高层建筑场地的地质情况，详细如下。

（1）完成工作量：钻孔32个，其中高层建筑钻孔21个，孔深41.9～80m，基坑孔8个，场地承压水含水层位置及水头高度量测孔3个，孔深30～35 m。

（2）场地位于近南北向断裂与近东西向不知名断裂交汇处，根据区域地质资料，地下水总体由北西向南东径流。场地内承压水条件复杂，水头高度高低不一，且与临近西侧40m抗滑桩位置地层差异显著，判断场地处于富水断层破碎带上。

（3）地层情况：人工填土（建筑垃圾、碎石、碎块混少量黏土组成）0.5～4.5 m厚;‚含砾（卵石）粉质黏土，状态比较好（硬塑—坚硬），混20%到30%的圆砾卵石，局部混漂石，厚度0.6～12.7 m，大部分地段有分布。ƒ卵石，中密-密实，混百分之三十-四十的黏性土，局部为圆砾、砾砂或漂石。层厚1.2～9 m，少部分控制地段有分布。④断层破碎带：全风化砂岩，在20～30 m范围内存在塌孔现象，层厚1.7～46.5 m。整个场地都有分布。强风化砂岩：1.1～16.5 m。场地少部分控制地段有分布。中风化砂岩：45 m以下，揭露层厚5 m多，少部分地段揭露。个别钻孔打到原有长螺旋桩基混凝土。

（4）地下水情況：填土中的上层滞水、卵石层中的潜水及断层破碎带全风化砂岩中的承压水，强风化砂岩中局部可见。29个钻孔中有8个钻孔承压水头高出勘察地面，其中最高冒出地面6.8 m（ZK12）。另外三个观测孔进行了分层、分段量测水位，南北两侧观测孔最终承压水头也是高出地面0.5～2.5 m。显示15～18 m有一层承压水。22 m以下有一层承压水，总体判断场地地下水分布情况复杂且无规律、地下水可能具有流动性，流速、流向不清。对桩基础设计施工影响很大。

5勘察基础选型建议

因为在断层破碎带（全风化砂岩）中钻孔灌注桩施工时土体易被扰动破坏而造成塌孔，且场地地下水条件复杂，不排除地下水流动性的可能，因此建议采用旋挖成孔灌注素混凝土+植桩方案或泥浆护壁钻孔灌注桩的方案。经过筛选，最终选用方案为塔楼在20m～21m轴线范围布置11根桩径600 mm的长螺旋钻孔压灌桩，其桩端承载力极限标准值为1800KPa，以断层破碎带（全风化砂岩）为持力层。筏板下有效桩长不小于26 m，单桩承载力特征值不小于1800kN，相应的单桩竖向承载力极限标准值为3600 kN。

塔楼其余部分均采用PHC500AB预制管桩，桩端持力层为断层破碎带（全风化砂岩）。管桩壁厚100 mm。桩长为26～30m。单桩承载力特征值为1800kN。采用400桩径长螺旋钻机引孔，最终压桩力不小于3500 kN。

参考文献

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Analysis on the Foundation Treatment of a High-Rise Residential Area Demolished and Reconstructed under Complex Geological Conditions

ZHANG Wei， GUO Guangba， ZHANG Shiya

（Yunnan Construction Investment First Survey and Design Co.， Ltd.， Kunming Yunnan  650102）

Abstract： With the rapid development of China's economy， the construction of high-rise residential areas emerge in endlessly. In the process of engineering construction， due to the influence of hydrogeological conditions， geological structure or human factors， various types of engineering problems often appear. This kind of problem often leads to project rework， delay of construction period and sharp increase of cost. At the same time， the processing process is sometimes extremely cumbersome. Based on this， this paper discusses the foundation treatment of a demolition and reconstruction high-rise community under complex geological conditions， for reference.

Keywords： complex geology; high rise residential area; foundation; foundation treatment