某巖土工程項目地基基礎設計方案可行性分析

朱大雙　孫璐璐（四川楓雅建筑勘察設計有限責任公司，四川郫縣　611730）

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某巖土工程項目地基基礎設計方案可行性分析

朱大雙孫璐璐
（四川楓雅建筑勘察設計有限責任公司，四川郫縣611730）

【摘 要】通過某場地詳勘階段的巖土工程勘察中鉆探、原位測試、室內試驗和類似工程經驗值等資料，綜合確定其各巖土層承載力特征值等有關參數以及各巖土層物理力學指標，為施工圖設計提供設計參數。根據擬建物結構形式及工程地質條件，結合地區經驗對場地內擬建的高低層建筑物進行地基基礎方案可行性分析評價，最終為設計提出經濟合理的地基基礎方案建議。

【關鍵詞】巖土工程勘察地基基礎設計方案建議

1　工程概況

成都新瑞誠置業有限公司建設的成都七中嘉祥外國語學校（郫縣校區）場地位于郫縣新城區，交通條件方便。建設總建筑面積為50477.0m2，由12棟建筑物和地下車庫組成，建筑物層數為2F-11F。其中教師公寓為11F，宿舍為6F，初中部及高中部教學樓、中學實驗樓、辦公樓為5F，小學教學樓及辦公室實驗樓為4F，食堂及體育館為3F，圖書館及階梯教室、報告廳及階梯教室為2F，建筑高度10.0～39.2m。

根據擬建物特征和擬建場地地質條件，該建筑物工程重要性等級為二級，場地等級為二級，地基等級為二級，巖土工程勘察等級為乙級。

2　地基土巖土工程特性

根據鉆探、原位測試、室內試驗和類似工程經驗值等資料，綜合確定其各巖土層承載力特征值等有關參數。現提供各巖土層物理力學指標建議值列入下表1，供設計選用。

表1　地基土物理力學性質指標建議值表

3　地基與基礎方案評價

3.1高層建筑

3.1.1天然地基

（1）基礎持力層及基礎形式選擇。教師宿舍擬采用筏板基礎或者獨立柱基，基礎埋深為-6.0m，假設±0.00高程為558.00m，基礎底面標高為552.0m。

基礎持力層主要為稍密卵石層、中密卵石、密實卵石，局部地段為中砂、松散卵石，其第一下臥層主要為中密卵石層、密實卵石，局部為中砂、稍密卵石和松散卵石，下伏地層主要為密實卵石，地基土性能良好，分布穩定，建議采用筏板基礎，以稍密或中密卵石層作地基持力層合理、可靠，對基底面附近的中砂、松散卵石須清除，采用素砼換填處理，對基礎持力層下臥層中的中砂、松散卵石須進行強度和變形驗算，若不滿足設計要求，可對其采用壓漿或高壓旋噴樁法處理，以滿足設計荷載及變形要求。

（2）地基承載力設計值。根據《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011），地基承載力設計值計算結果如下：松散卵石：fa=602kPa；稍密卵石：fa=775.2kPa；中密卵石：fa=1038.4kPa；密實卵石：fa=1321.6kPa；中砂：fa=392.5kPa。

根據《高層建筑巖土工程勘察規程》（JGJ72-2004），則地基極限承載力fu估算結果如下：松散卵石：fu=1295.3kPa；稍密卵石：fu=2636.2kPa；中密卵石：fu=4898.9kPa；密實卵石：fu=12648.8kPa；中砂：fu=653.1kPa。安全系數K建議可取3.0。

3.1.2樁基礎方案評價

（1）樁端持力層的選擇。若采用人工挖孔樁方案，打入法成樁工藝極易造成斷樁或斜樁，故不宜采用預制樁和沉管灌注樁；而鉆孔灌注樁有造價較高、相對工期較長、噪音大、質量控制較難等缺點，本工程也不適用；高層11F（教師宿舍）基礎埋深-6.0m，采用人工挖孔樁基礎，可選層位穩定、厚度大、承載力高的中密卵石作為樁端持力層，樁端進入持力層1-3倍樁徑，樁長宜大于6m，根據《成都地區建筑地基基礎設計規范》規定，若采用人工挖孔樁應進行一樁一孔的施工勘察。可據此確定樁長，這種方式具有較高的可靠性，在基礎施工時須考慮護壁措施，卵石層中的地下水可采用管井降水。

（2）樁基力學參數的選擇。根據建筑物荷載較大，承載力設計要求較高，可采用樁基礎，樁宜采用人工挖孔灌注樁。建議樁端持力層的極限端阻力標準值qpk及樁的極限側阻力標準值qsik根據《成都地區建筑地基基礎設計規范》（DB51/T5026-2001）和《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）采用。

考慮到這里的計算數據和討論方案是根據規范計算所得，與本場地真實情況難免會有些出入，本工程在樁施工前應進行試樁和靜載試驗，以確定成樁方案和選擇成樁設備，并確定單樁豎向極限承載力。單樁豎向極限承載力應以載荷試驗實測值為準。

3.2低層建筑

據擬建物結構形式及工程地質條件，結合地區經驗對擬建物地基基礎方案評價如下：

············

（1）采用天然地基的可行性評價。地下室基礎埋深較深，可采用天然地基，以稍密卵石作基礎持力層，對局部不滿足條件地基采用素砼換填處理。同時須進行施工降水措施。

（2）采用復合地基的可行性評價。根據工程地質剖面圖，小學教學樓、圖書館及階梯教室、小學部辦公樓、初中部及高中部教學樓、辦公樓、報告廳及階梯教室、小學宿舍樓、初中宿舍樓、高中宿舍樓、食堂及體育館場地內粉質粘土、粉土、中砂層承載力低，厚度變化大，不能滿足設計要求，由于建筑物荷載較大，卵石層埋藏較深，可采用復合地基（振沖碎石樁）進行加固處理，即采用水振沖法進行地基加固處理，以振沖加固處理后的復合地基作擬建物基礎持力層，基礎形式可采用獨立基礎。

（3）用樁基的可行性評價。小學教學樓、圖書館及階梯教室、小學部辦公樓、初中部及高中部教學樓、辦公樓、報告廳及階梯教室、小學宿舍樓、初中宿舍樓、高中宿舍樓、食堂及體育館場地內粉質粘土、粉土、中砂層承載力低，厚度變化大，不能滿足設計要求，建議可采用高強度預應力管樁或混凝土預制樁，以中密卵石或以上密實度卵石作為樁端持力層；樁端宜嵌入持力層1～1.5倍樁徑，且不小于0.50m。施工前應先進行試樁，單樁豎向承載力應由現場樁靜載試驗確定，由試樁來確定樁的貫入度和根據工程地質剖面圖持力層標高確定樁長。

4　地基基礎設計方案建議

（1）建議教師宿舍采用筏板基礎或獨立柱基，以稍密或中密卵石層，作天然淺基礎持力層，對基礎持力層下臥層中的松散卵石須進行強度和變形驗算，若不能滿足設計要求，在進行經濟與技術對比后，可對其采用高壓旋噴樁法處理。

（2）根據工程地質剖面圖，小學教學樓、圖書館及階梯教室、小學部辦公樓、初中部及高中部教學樓、辦公樓、報告廳及階梯教室、小學宿舍樓、初中宿舍樓、高中宿舍樓、食堂及體育館場地內粉質粘土、粉土、中砂層承載力低，厚度變化大，不能滿足設計要求，由于建筑物荷載較大，卵石層埋藏較深，可采用復合地基（振沖碎石樁）進行加固處理，即采用水振沖法進行地基加固處理，以振沖加固處理后的復合地基作擬建物基礎持力層，基礎形式可采用獨立基礎。

（3）小學教學樓、圖書館及階梯教室、小學部辦公樓、初中部及高中部教學樓、辦公樓、報告廳及階梯教室、小學宿舍樓、初中宿舍樓、高中宿舍樓、食堂及體育館場地內粉質粘土、粉土、中砂層承載力低，厚度變化大，不能滿足設計要求，建議可采用高強度預應力管樁或混凝土預制樁，以中密卵石或以上密實度卵石作為樁端持力層；樁端宜嵌入持力層1～1.5倍樁徑，且不小于0.50m。施工前應先進行試樁，單樁豎向承載力應由現場樁靜載試驗確定，由試樁來確定樁的貫入度和根據工程地質剖面圖持力層標高確定樁長，基礎形式可采用獨立基礎。