地基基礎(chǔ)方案的選擇

PAGEPAGE5東方有限公司的檢驗(yàn)及辦公樓地基基礎(chǔ)方案的選擇劉貴土木六班1工程概況東方有限公司擬建的檢驗(yàn)及辦公樓為四層磚混結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)地坪標(biāo)高470.1，荷載300kN/m。2場地環(huán)境與工程地質(zhì)條件2.1自然地理及氣象擬建物場地原為拆遷空地和耕地。場地經(jīng)平整，場地開闊、地形有一定的起伏。場地標(biāo)高（以鉆孔孔口標(biāo)高為準(zhǔn)）468.36~472.28m，相對高差3.92m。場地屬亞熱帶季風(fēng)型氣候，其主要特點(diǎn)是：四季分明、氣候溫和、雨量充沛、夏無酷署、冬少冰雪。主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镹NE向，常年平均風(fēng)速為1.2米/秒，年平均風(fēng)壓140Pa，最大風(fēng)壓約250Pa，年平均降雨量為900～1000mm，七、八月份雨量集中，易形成暴雨。2.2場地環(huán)境1、在擬建物場地范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)對工程安全造成影響的不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害。2、勘察期間，場地屬于空地，勘察過程中未發(fā)現(xiàn)埋藏的河道、浜溝、墓穴、防空洞等對工程不利的埋藏物。3、從場地內(nèi)及場地附近的環(huán)境地質(zhì)條件分析，未發(fā)現(xiàn)有對地基土和地下水的污染源。2.3場地工程地質(zhì)條件經(jīng)勘察查明，場地內(nèi)土層由第四系全新統(tǒng)素填土(Ｑ4ml)，第四系中下更新統(tǒng)冰水沉積層（Q1+2fgl）的粘土和含粘土卵石組成。現(xiàn)分述如下：1、第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）（1）素填土=1\*GB3①：黃灰色；由近期場地整平回填粘土組成。松散，屬于欠固結(jié)土層。據(jù)調(diào)查，回填時僅經(jīng)過運(yùn)土的重車碾壓過，未進(jìn)行專項(xiàng)分層碾壓或夯實(shí)處理，結(jié)構(gòu)紊亂，均勻性差，承載力低，未經(jīng)處理不能選作擬建物的基礎(chǔ)持力層,最大回填厚度達(dá)4.50m。（2）素填土②：黃灰、灰色；由粘土混少量磚、瓦碎塊及植物根系等組成。分布較連續(xù)，結(jié)構(gòu)紊亂，均勻性差，承載力低，未經(jīng)處理不能選作擬建物的基礎(chǔ)持力層。局部地段分布，最大達(dá)2.0m。場地人工填土層分布較連續(xù)，最大厚度5.0m。2、第四系中下更新統(tǒng)冰水沉積層粘土（Q1+2fgl）（1）粘土：灰黃、黃褐、棕紅色。硬塑，局部堅(jiān)硬。含鐵錳質(zhì)氧化物斑痕及其結(jié)核；緩傾裂隙較發(fā)育，隙間充填灰白色粘土礦物。分布不連續(xù)，厚度變化大，為中等壓縮性土。粘土具較高承載力，是場地良好的天然地基土。場地內(nèi)大部分地段分布，該層最大厚度5.4m。（2）含粘土卵石：灰黃色。主要由卵石組成，卵石成分系巖漿巖及變質(zhì)巖類巖石組成，多呈圓形～亞圓形，一般粒徑5～10cm，部分粒徑大于15cm，可見最大粒徑達(dá)20cm，混少量漂石，中等～強(qiáng)風(fēng)化，部分強(qiáng)風(fēng)化呈砂粒狀。充填物為粘土，含量約25～40％，粘土含鐵錳質(zhì)氧化物斑痕及其結(jié)核。分布連續(xù)，壓縮性中等，具一定承載力，是場地良好的基礎(chǔ)持力層和下臥層,埋深0.00～7.00m。達(dá)1000kPa，是良好的持力層，可把建筑物的荷載傳遞到含粘土卵石層，選用摩擦端承樁，各承臺間用鋼筋混凝土梁連接，保證梁具有足夠抗彎剛度，這樣梁可以承受上部墻體傳來的荷載，并把荷載傳給承臺，故梁可以作為條形基礎(chǔ)（如圖1）。樁長初步設(shè)計(jì)6m,以保證樁尖能深入粘土卵石層，保證良好的承載力?？刂瞥信_的埋深，保證梁位于豐水期地下水位以上。選用樁基和條基組合基礎(chǔ)，能使基礎(chǔ)具有較高的承載力和穩(wěn)定性，減小地基不均勻沉降帶來的影響，采用灌注樁，不需進(jìn)行排水，施工周期短，但鋼筋混凝土用量大，費(fèi)用高。圖1樁基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)組合基礎(chǔ)示意圖5.2地基處理后的基礎(chǔ)方案5.2.1地基處理技術(shù)的選擇由于需要處理的素填土厚度不厚，不到4m，選擇淺層地基處理方法。常用的淺層地基處理方法有重錘夯實(shí)法、碾壓法和換土墊層法。重錘夯實(shí)法的設(shè)備比較簡單，操作比較容易，夯錘可在現(xiàn)場制作，另外配備一臺卷揚(yáng)機(jī)和三腳架就可進(jìn)行。適宜處理地下水位低于地表0.8m以上的非飽和粘性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土和分層填筑的素填土地基。有效夯實(shí)深度一般為1m左右，但在其影響深度范圍內(nèi)，不宜存在飽和軟土層，否則可能出現(xiàn)因軟土排水不暢而出現(xiàn)“橡皮土”現(xiàn)象，達(dá)不到處理的目的。碾壓法采用壓路機(jī)、推土機(jī)、羊足碾、振動碾或其他壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)松散的土層施工方法。該法多用于含水量較低的大面積填土的壓實(shí)和雜填土地基的處理。換土墊層法是一種常用的地基處理方法，當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱，不能滿足上部荷載對地基的要求時，常采用換土墊層法來處理。施工時先將基礎(chǔ)以下一定深度、寬度范圍內(nèi)的軟土層挖去，然后回填強(qiáng)度較大的砂、石或灰土等，并夯至密實(shí)。適用于各種地基，造價低而且施工簡單。在擬建建筑物場地范圍內(nèi)，表層素填土厚度還不到4m，地基處理范圍內(nèi)沒有軟土層，豐水期地下水位埋深為1.5～2.7m，地下水年變化幅度1～1.5m，擬建場地面積稍大于30m×16m,場地周圍環(huán)境簡單，地基處理過程對周圍影響不大，綜上考慮選用換土墊層法，為了減少排水量，墊層采用砂石墊層。5.2.2換土墊層地基處理后的基礎(chǔ)方案的選擇1、換土墊層地基處理后的剛性基礎(chǔ)經(jīng)過換土墊層地基處理后，使基礎(chǔ)持力層滿足一定的強(qiáng)度要求后就可以使用剛性基礎(chǔ)，基礎(chǔ)材料選用磚和水泥砂漿，磚強(qiáng)度應(yīng)該不低于MU10，水泥砂漿的強(qiáng)度不低于M5。并且經(jīng)過換土墊層地基處理后，基礎(chǔ)埋深可以大大減小，可以控制在2m范圍內(nèi)，初步設(shè)計(jì)1.8m，根據(jù)相應(yīng)的要求確定剛性角和基礎(chǔ)構(gòu)造高度。與不進(jìn)行地基處理選擇的剛性基礎(chǔ)相比，地基處理后的剛性基礎(chǔ)基礎(chǔ)埋深大大減小，節(jié)約了磚的用量，由于基礎(chǔ)埋深的減少，降水要求也降低。但是地基處理也要花費(fèi)不少。2、換土墊層地基處理后的鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)經(jīng)過換土墊層地基處理之后，使基礎(chǔ)持力層具有滿足要求的強(qiáng)度，比如經(jīng)過地基處理后，假設(shè)能使持力層土的承載力特征值達(dá)到210kPa,這時就可以選用墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，且基礎(chǔ)底面不用再必須位于粘土層中。經(jīng)過地基處理后選用條形基礎(chǔ)時，基礎(chǔ)埋深可選擇2m以內(nèi)，初步設(shè)計(jì)為1.8m。相對于地基不經(jīng)過處理選用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，可以大大節(jié)約鋼筋混凝土的用量，降水要求也降低。但是地基處理也需要花費(fèi)不少資金。2、換土墊層地基處理后的筏板基礎(chǔ)由于表層素填土存在范圍大且不能直接作為持力層，對地基進(jìn)行一定程度的處理后，采用換土墊層法，使淺層土達(dá)到一定的承載力，比如承載力特征值達(dá)到150kPa,這是就可以采用筏板基礎(chǔ)。使用筏板基礎(chǔ)可以大大減少基礎(chǔ)埋深，有利于減少地基沉降，并且能保證基礎(chǔ)位于豐水期地下水位以上，這樣不需要做太多的基礎(chǔ)防潮措施。筏板基礎(chǔ)能夠提高地基承載力，減少地基的不均勻沉降，但是筏板基礎(chǔ)的鋼筋和混凝土的用量很大，土方的開挖量和運(yùn)輸量大。6地基基礎(chǔ)方案的選擇6.1幾種方案的比較地基基礎(chǔ)方案基礎(chǔ)材料費(fèi)用降排水情況土方開量地基處理費(fèi)用施工難度施工工期基礎(chǔ)造價天然地基上的剛性基礎(chǔ)使用磚和水泥砂漿，費(fèi)用少需要進(jìn)行大量降排水土方量大容易較短較低天然地基上的鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)鋼筋混凝土用量較大，費(fèi)用較高需要進(jìn)行大量降排水土方量大較容易較短高天然地基上的樁基和條基組合基礎(chǔ)鋼筋混凝土費(fèi)用大，費(fèi)用高無需進(jìn)行降排水土方量少困難短高換土墊層地基處理后的剛性基礎(chǔ)使用磚和水泥砂漿，費(fèi)用少需要進(jìn)行少量降排水土方量較大少容易較短低換土墊層地基處理后的鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)鋼筋混凝土費(fèi)用較