天然地基在中高層建筑物的應用和評價

文云芝

摘?要：中高層建筑物的基礎設計直接決定其上部結構的安全，影響整體建筑的工程造價。盲目地選用樁基，只會造成建筑資金和施工周期的浪費。因此，本文基于實際工程實例，針對中高層建筑物采用天然地基的可行性進行分析，在科學論證和施工監測等全方面的總結下，明確勘察工作重點，為有關工程采用天然地基提供實踐與理論參考。

關鍵詞：天然地基，中高層建筑物，沉降量

文章編號：2095-4085（2020）02-0025-02

1?工程概況

山西隆潤投資有限公司擬建太原新希望雙語學校1#住宅樓，其擬建場地位于太原市陽曲縣太原新希望雙語學校的西北角。擬建建筑物為1#住宅樓，場地室外整平標高851.50m。

2?地形地貌和地基土構成及巖性特征（表1）

場地地貌單元屬陽興河河漫灘。地層屬于河流沖積地層，場地靠近操場一側較高，另外一側較低，高差約5.00左右。根據本次勘察揭露的地層情況，結合區域資料綜合分析，場地地基土按沉積時代及成因類型自上而下依次為，第四系全新統沖洪積地層及第四系上，中更新統沖洪積物組成。

3?地下水

本次勘探深度范圍內場地的地下水類型屬孔隙潛水，主要由側向徑流補給和大氣降水補給?？辈炱陂g實測穩定水位埋深介于地表以下2.30m～7.40m，水位標高843.74m～844.60m?？碧狡陂g為豐水期，根據調查了解，水位隨季節性變化幅度為0.5m。

4?場地類別和液化等級

勘察期間實測穩定水位埋深介于地表以下2.30m～7.40m，水位標高843.74m～844.60m。根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2016）第4.3.3條對飽和粉土和砂土進行液化初判，擬建場地20.0m深度范圍內飽和粉土砂土均存在液化可能，因此進一步采用《建筑抗震設計規范》（GB50011-2016）第4.3.4條標貫試驗判別法進行判別，在液化判別深度范圍內絕大多數土樣為粉質粘土，粉土的粘粒含量大于13.0，液化計算是按現場地標高計算。計算結果為，擬建場地為非液化場地，地基為非液化地基。若按場地整平標高計算，就是在現場地標高的基礎上回填約五米厚非液化土層，計算結果表示，擬建場地為非液化場地，地基為非液化地基。

5?地基濕陷性評價

擬建場地無濕陷性土層分布，地基不具濕陷性。

6?高層住宅樓

擬建高層住宅樓的基礎形式為筏板基礎，基礎埋深為4.20m，傳至基底的荷載為310kPa，基底標高為847.300m，依據勘察資料，絕大部分地段地基持力層為第①層素填土，而素填土承載力低，均勻性差，不宜作為持力層。第③層卵石，按現在勘察時的地表標高，層頂埋深最大值為8.3m，承載力高，層厚均勻，因此宜選擇第③層卵石為持力層。

6.1?地基均勻性評價

本次勘察深度范圍內持力層是第③層卵石，其層面坡度<10%，地基持力層及其第一下臥層在基礎寬度方向上的厚度差值<0.05b，且壓縮層層內兩角點鉆孔的平均壓縮模量滿足要求，故判為均勻地基，其下各土層層面坡度<10%，物理力學指標離散性小，為均勻地基土。故根據《高層建筑巖土工程勘察規程》（JGJ72-2004）場地地基為均勻地基。

6.2?強度驗算

選擇第③層卵石作為地基持力層，其承載力特征值為300kPa，經深寬修正后承載力特征值fa=1023kPa，（ηb=3.0，ηd=4.4） ，按上部載荷效應標準值組合確定的基底壓力為310kPa，因此持力層強度滿足要求。

6.3?軟弱下臥層驗算

按壓實回填碎石墊層考慮，場地的室外整平標高為851.50m。將第④層粉質粘土作為軟弱下臥層進行驗算，取θ=15，基底附加壓力為Po=228kPa，軟弱下臥層頂面處的附加壓力為Pz=165kPa，自重壓力Pcz=192kPa，軟弱下臥層頂面處經深度修正后地基承載力特征值faz=440kPa（取ηd=1.6），faz>Pz+Pcz，下臥層滿足強度要求。

6.4?變形驗算

按壓實回填碎石墊層考慮，場地的室外整平標高為851.50m。按荷載效應準永久組合確定的基底壓力為300kPa，扣除基底以上土的自重應力后，基底附加壓力為220kPa，計算出結果基礎中心沉降量S=30mm。

綜上所述，地基是均勻的，持力層強度滿足要求，經計算軟弱下臥層也滿足要求，基礎沉降量滿足地基變形允許值，因此采用天然地基是可行的。委托任務書的基底標高為847.30m，選擇第③層卵石為持力層，基底距離持力層第③層卵石層頂約4.50m，可以加大基礎埋深至卵石層頂，或者壓實回填4.5m的碎石墊層。

7?基坑支護

基坑東南角是學校操場，其它位置均為空地，基礎埋深為4.20m，按《高層建筑巖土工程勘察規程》（JGJ72-2004）表8.7.2劃分，本工程基坑安全等級確定為Ⅱ級。

選擇壓實回填碎石墊層考慮，基坑開挖時將持力層第③層卵石以上的素填土和粉土全部挖除，然后再壓實回填4.5m的碎石墊層。

擬建場地的東南角為學生操場，需要進行支護，支護方案可選擇排樁和錨索相結合的方法。其它位置放坡即可，坡度值1 ∶0.5。

基坑支護所需抗剪強度指標建議如下。

注意，本工程場地屬于填方場地，將引起新的邊坡穩定問題，建議根據填土類型選擇合適的邊坡坡度允許值，或者設置支擋結構，防止填土可能沿著坡面滑動的措施。

8?基坑降水

擬建建筑物基礎埋深4.2m，基底標高約847.30m。勘察期間實測穩定水位埋深介于地表以下2.30m～7.40m，水位標高843.74m～844.60m。第③層卵石的層頂標高為842.75-843.90，若在換填的時候遇到地下水時，可選擇集水明排。

9?沉降觀測資料

本工程現已竣工驗收并投入使用，依據業主提供的沉降觀測資料，最大值19mm，最小值9mm，平均沉降量14.5mm，沉降速率0.04mm/d。最大傾斜率0.0020。

10?結?語

只有勘察時認真查清該場地的工程地質和水文地質條件，才能提出適宜合理的地基處理方案，因此，搞好水文地質和工程地質的詳勘工作，顯得尤為重要。所以在每項工程的建設過程中一定要重視勘察工作，勘察工作做得好，就會給整個項目帶來好的安全效益和較高的經濟效益。

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