建筑物地基處理經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

王秀翠

（山東省龍口市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)院有限公司，山東龍口，265701）

引言

（1）地震概況

工程場(chǎng)地在大地構(gòu)造位于華北地臺(tái)東部魯東斷塊膠北隆起北部邊緣地帶。對(duì)工程場(chǎng)地有影響的主要活動(dòng)構(gòu)造帶（區(qū)）有沂沭斷裂帶、燕山-渤海斷裂帶和渤海-威海斷裂帶，它們對(duì)區(qū)域強(qiáng)震具有明顯的控制作用；近場(chǎng)區(qū)范圍處在玲瓏-北溝斷裂和黃縣斷裂控制，周圍小震活動(dòng)相對(duì)較弱，1970年以來(lái)在其10公里范圍內(nèi)沒(méi)有ML≥3.0級(jí)以上地震發(fā)生。1970年以來(lái)的現(xiàn)代小震活動(dòng)具有頻次高、能量低、震源深度淺、地震應(yīng)變釋放較均勻，但近場(chǎng)區(qū)周邊歷史曾多次放聲中強(qiáng)地震，存在煙臺(tái)-蓬萊潛在震源區(qū)（7.0級(jí)），且工程場(chǎng)地位于龍口-招遠(yuǎn)潛在震源區(qū)（6.0級(jí)），因此不排除發(fā)生中、強(qiáng)以上地震的可能。

（2）場(chǎng)地地震效應(yīng)

本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g,屬設(shè)計(jì)地震第三組。

（3）建筑物地基采用的方式

在房地產(chǎn)建設(shè)開發(fā)過(guò)程中，建筑形態(tài)一般以多層、小高層住宅為主，根據(jù)場(chǎng)地的地層分布及各土層的物理力學(xué)性質(zhì)及地基土承載力特征值的取值，一般選用天然地基：多層住宅多選用獨(dú)立柱基或條基；小高層多選用筏板基礎(chǔ)。

本地屬于丘陵地帶，由于各項(xiàng)目所處的位置各不相同，且具體到每個(gè)建筑物，所在位置的地質(zhì)條件就可能有所不同，地基處理的方式就應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)、地形、水文條件和建筑物的結(jié)構(gòu)形式采用不同的方式。

下面針對(duì)本人在具體建設(shè)過(guò)程中遇見的幾種情況和采取的不同處理方案進(jìn)行分析，重點(diǎn)是對(duì)所遇見問(wèn)題的處理，在方案選擇中對(duì)結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)性和施工的可操作性方面的分析，得出一般性的結(jié)論，用以指導(dǎo)地基處理的設(shè)計(jì)和施工，以達(dá)到綜合效益的最佳化。

1 世紀(jì)花園項(xiàng)目中姜井和水井的處理

1.1 基本情況

世紀(jì)花園項(xiàng)目位于威烏高速南側(cè)，原為北樹口和王家莊兩個(gè)村的所在地，是在上述兩個(gè)村整體搬遷的基礎(chǔ)上開發(fā)建設(shè)的居住區(qū)項(xiàng)目。由于當(dāng)?shù)赜蟹N植大姜的習(xí)慣，村民為儲(chǔ)存大姜在各家院內(nèi)都開挖有姜井，一般深度為4-6m，到達(dá)深度后再開挖有 2-3個(gè)方向的水平儲(chǔ)窖，尺寸為：高度 1.5-1.6m、寬度1.5-2m、深度一般為2-4m、個(gè)別深度可達(dá)6m；另有村民在果園內(nèi)開挖的深度在5-8m不等的大口井用以灌溉果樹，口徑一般為1.5-3m。

1.2 對(duì)建筑物的影響

由于部分姜井和水井位于建筑物地基范圍內(nèi)，而根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告提供的數(shù)據(jù)顯示，建筑物的持力層選擇粉土層做天然地基，承載力特征值為Fak=140kPa,而粉土層的深度1.3-6.7m不等，基礎(chǔ)為獨(dú)立基礎(chǔ)，埋深設(shè)計(jì)為自然地坪下 1.6-2.5m。故大部分姜井的儲(chǔ)窖位于基礎(chǔ)以下，且最差的一棟樓的基槽內(nèi)存在有5口姜井和2口水井。因此，如果不對(duì)上述情況進(jìn)行合理的處理，勢(shì)必對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)安全存在致命的影響。

1.3 處理方案的選擇

經(jīng)與設(shè)計(jì)單位和地質(zhì)勘探部門溝通，建議的處理的方法有挖除回填砂墊層法、夯實(shí)法兩種。但是兩種方法面臨一個(gè)同樣的問(wèn)題，就是在基槽內(nèi)的姜井和水井可以找到，也可以通過(guò)人工查看確定其儲(chǔ)窖的數(shù)量、方向和深度，但如果姜井在基槽以外，又有一個(gè)或數(shù)個(gè)儲(chǔ)窖伸向基槽范圍內(nèi)，因其深度超過(guò)基槽底就無(wú)法獲知，容易在處理的過(guò)程中漏掉，導(dǎo)致工程隱患（村莊拆遷之前未對(duì)所有的姜井進(jìn)行普查定位，拆遷過(guò)程中的建筑垃圾又將部分姜井掩埋，無(wú)法獲知其準(zhǔn)確位置）。

最初，我們?cè)谑┕ぶ羞x用的是夯實(shí)法，先通過(guò)試夯得出數(shù)據(jù)，然后選用重量為15t，底面積為2.2m2的重錘，提升高度為12m進(jìn)行夯實(shí)，通過(guò)強(qiáng)夯的方式使得位于基槽底、儲(chǔ)窖頂部的粉土層塌陷密實(shí)，然后將松散土挖除、分層換填中粗砂做砂墊層。對(duì)于無(wú)法確定基槽周圍可能存在的姜井儲(chǔ)窖伸向基槽的情況，我們采用強(qiáng)夯機(jī)沿基槽邊依次夯擊，每點(diǎn)3擊,出現(xiàn)沉陷較大的可以確認(rèn)其下有姜井儲(chǔ)窖，然后對(duì)其以及其影響的范圍進(jìn)行夯實(shí)處理。但在施工中，我們發(fā)現(xiàn)上述辦法存在一定的問(wèn)題：首先是強(qiáng)夯法的效率較低，施工進(jìn)度慢，機(jī)械進(jìn)出每一個(gè)基坑所需要的輔助工序較多；其次采用試夯確定是否有儲(chǔ)窖伸向基槽的方法不是完全可靠，部分粉土密實(shí)度較大，承載力好，3擊未必能夠確保全部探測(cè)出，如有遺漏將造成嚴(yán)重結(jié)構(gòu)安全隱患。

于是，通過(guò)與設(shè)計(jì)及地質(zhì)部門溝通，決定采用挖除換砂墊層法，就是由挖掘機(jī)將基槽范圍內(nèi)的姜井挖除，分層換填中粗砂至設(shè)計(jì)基底標(biāo)高的做法。對(duì)于如何確定是否有儲(chǔ)窖伸向基槽的問(wèn)題，我們通過(guò)計(jì)算，儲(chǔ)窖的頂標(biāo)高最低處距最高的基底高差為：6m（最深姜井深度）-1.5m（儲(chǔ)窖最小高度）-1.6m（基槽最小開挖深度）=2.9m。在施工中我們制做了3.5m長(zhǎng)的探桿，采用釬探的方法，沿基槽邊每米布置一個(gè)探孔，探測(cè)至3m的深度，就可以確定是否有儲(chǔ)窖能夠?qū)Φ鼗斐捎绊憽ｉ_挖和回填中粗 砂墊層要按照設(shè)計(jì)要求，在距離基槽底900mm處起，進(jìn)行放大腳處理，每300mm高設(shè)一步600mm寬的臺(tái)階，用以做好砂墊層與原粉土持力層的結(jié)合。

相對(duì)于姜井而言，水井的處理方法比較簡(jiǎn)單，在施工過(guò)程中保護(hù)好，防止擾動(dòng)土落入井內(nèi)。開挖后，自基槽向下900mm處采用1:2（300高，600寬）放坡的形式周圈開挖，水面以下采用3:7石砂級(jí)配回填至水面以上300mm,其余部分采用中粗砂分層回填夯實(shí)至設(shè)計(jì)基地標(biāo)高即可。

小結(jié)：通過(guò)上述兩種方法在施工中應(yīng)用的比較來(lái)看，采用開挖換填砂墊層的方法施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，施工機(jī)械可使用開挖基槽的機(jī)械，不必專門的設(shè)備進(jìn)出場(chǎng)，進(jìn)度較快；就效果而言，也不次于強(qiáng)夯所達(dá)到的效果；經(jīng)濟(jì)性來(lái)講，由于減少了機(jī)械的進(jìn)出和挪移，又用釬探替代了重錘夯實(shí)探測(cè)儲(chǔ)窖位置，故費(fèi)用有所降低。

結(jié)論：

在淺基礎(chǔ)建筑物采用粉質(zhì)粘土（可推廣至天然土）作為持力層的天然地基中如果存在井、空洞等情況時(shí)，可優(yōu)先選用機(jī)械開挖換填砂墊層的處理方法。

2 佛光山景溫泉花園項(xiàng)目對(duì)于基底不平和不同土質(zhì)條件的處理

2.1 基本情況

佛光山景溫泉花園項(xiàng)目位于佛光養(yǎng)生谷的西側(cè)的山坡上，建設(shè)場(chǎng)地原為梯田、果園、坡地、自然流水形成的水溝，屬于典型的丘陵地帶。場(chǎng)地內(nèi)地質(zhì)條件較為復(fù)雜，場(chǎng)地西高東低，東西長(zhǎng)度為505m，黃海高程從82.39到152.7，自然高差為70.31m。規(guī)劃設(shè)計(jì)為多層（6+1層）電梯洋房、別墅、聯(lián)排住宅，基礎(chǔ)形式采用砼獨(dú)立柱基。根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，最下面三排住宅分別位于梯田形成的臺(tái)地上，選用天然土（粉質(zhì)粘土）作為天然地基，地基土承載力特征值為160kPa;其余住宅位于原山坡上，土層較淺，選用強(qiáng)風(fēng)化花崗巖作為地基，地基承載力特征值為300kPa。

2.2 存在問(wèn)題

（1）由于場(chǎng)地本身高差較大，部分樓座位于不同高度的臺(tái)地或天然沖刷成的水溝內(nèi)，導(dǎo)致開挖完畢的基槽底高差較大，多在3-4m間，個(gè)別樓座基底高差可達(dá) 7m。（2）部分樓座位于山體與粉質(zhì)粘土的交界處，一個(gè)樓座同時(shí)跨兩種不同性質(zhì)和不同承載力的地基土層。

2.3 處理方案

（1）砂墊層（2）毛石混凝土（3）基礎(chǔ)拉梁（4）錯(cuò)臺(tái)

（1）佛光山景溫泉花園二期62號(hào)樓基槽，部分在強(qiáng)風(fēng)化巖上，部分在粉質(zhì)粘土上。因基礎(chǔ)處在不同土層，開始時(shí)準(zhǔn)備將在粉質(zhì)粘土層的地基土清除掉，力爭(zhēng)所有土層均為巖石層。最初，采用打釬淺探，發(fā)現(xiàn)1.5米的釬探不用費(fèi)多少力氣就可以打下去，說(shuō)明1.5米以下部分未出現(xiàn)巖石層。顯然要想讓基礎(chǔ)處在相同的地質(zhì)條件下不太可能。于是，我們就跟設(shè)計(jì)部門商量，看能不能算一下各自地質(zhì)承載力條件下的沉降量。經(jīng)試算，沉降量為4mm。為有效減少兩部分沉降的不均勻性，在巖石基礎(chǔ)的基坑范圍內(nèi)填200厚細(xì)沙后，才開始打墊層。

（2）佛光山景溫泉花園二期70號(hào)樓基槽因西高東低，西面比東面的基地標(biāo)高要高出3--4米,且基礎(chǔ)處于強(qiáng)風(fēng)化巖上。要讓整個(gè)基地處在同一標(biāo)高上，就需要將高出去的3米多的巖石全部炸掉。考慮到經(jīng)濟(jì)原因，我們跟設(shè)計(jì)單位一起討論，不同的基底標(biāo)高按照地勢(shì)來(lái)清槽，建議將每一個(gè)基礎(chǔ)墩都清槽在同一個(gè)標(biāo)高，由于基坑處于不同標(biāo)高，我們采用 1:1（400mm寬，400mm高） 放坡，但要保證相鄰基礎(chǔ)之間的高差不能大于800mm高錯(cuò)臺(tái)形式，將這些基礎(chǔ)的高差消化掉。相鄰基礎(chǔ)間錯(cuò)臺(tái)放坡

部分全部采用C15 混凝土灌實(shí)。因不同的基坑在不同標(biāo)高上，容易使柱底的彎矩不平衡，我們采取了增設(shè)基礎(chǔ)拉梁的形式減少這種不利因素。由于基坑采用放炮的形式開挖，一個(gè)基坑就可能高低不平，出現(xiàn)很大的高差，基礎(chǔ)承載力比較高，考慮到這種因素，普通C15混凝土的抗壓值fc=7.2N/mm2,遠(yuǎn)達(dá)不到承載力的要求，而毛石的強(qiáng)度非常高，采用毛石混凝土回填正好解決了這個(gè)問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

山地建筑應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行建筑物的地基處理，尤其是巖石基礎(chǔ)，可采用多種形式解決這一問(wèn)題。在工程項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中，各種不同的地質(zhì)情況導(dǎo)致地基基礎(chǔ)的處理方案有多種選擇，在確定方案時(shí)，必須從地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)安全、本地的施工技術(shù)水平、工程造價(jià)、工程工期等方面綜合考慮，才能得出最優(yōu)的方案，以達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、使用、高效的目的。

[1]GB50007-2011 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011.

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[3]朱炳寅, 婁宇, 楊琦編著.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法及實(shí)例分析(第二版)[S].北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

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