建筑局部软基地基处理实例

黄灿

佛山电力设计院有限公司 广东佛山 528000

摘要：某建筑经钻探探明，建筑地基局部存在软基，通过实例探讨中低层建筑的经济适用的软基处理方案。

关键词：建筑局部、局部软基、地基处理

引言

本案例以广东省佛山市南海区狮山镇一工程实例为根编写。狮山主变电所工程站址位于狮山工业大道北和科大路交界处东南角，主变电所主体建筑物为一栋17.3米高三层配电装置楼。

1、本站地基情况简介

本工程场地的设计地面标高为19.70m（1985国家高程，下同），建筑物基底埋深约为3米，根据地质报告，本次详勘阶段共布置了6个钻孔，其中西北角钻孔显示有淤泥夹层，其他5个钻孔显示的土层较为均匀，岩土层自上而下分别为人工填土、残积粉质黏土、全风化岩、强风化岩。即除建筑物的西北角外，建筑物其他区域可采用天然浅基础，残积粉质黏土作为持力层，承载力特征值为220kPa。

建筑物西北角的岩土层自上而下分别为人工填土、淤泥质土、强风化岩，其中人工填土厚度为6米，淤泥质土厚度为2米，故基底需处理的土层厚度为8米。从场平标高算起，处理厚度约为10米，桩端持力层为强风化岩。处理范围暂按以西北角钻孔为中心，与其相邻的钻孔之间中点连线所围成区域作为需要加固处理的设计范围。

2、地基处理方案初选

①换填方案可行性说明

如本工程采用换填方案，需挖土深度约8～10米，而地下水位较浅，施工难度较大，且对附近的道路和建筑有较大的影响，故本次不考虑换填方案。

②桩基方案可行性说明

全站大部分区域都有较好的土层可作为持力层。如果因为局部需要处理导致全站都采用桩基础，必将造成成本高，施工难度大,工期长等问题。所以本站不考虑桩基方案。

③水泥搅拌桩复合地基处理方案可行性说明

水泥搅拌桩地基处理方法是利用水泥等材料作为固化剂，通过搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基强度和增大变形模量。

④高压旋喷桩复合地基处理方案可行性说明

高压旋喷桩地基处理方法是利用带有注浆管的钻机钻至软土层，在高压浆流的作用力下，土粒与浆液（混凝土）搅拌混合凝固后，便在土中形成一个凝固的柱体。可提高地基的抗剪强度、地基强度和增大变形模量。

3、地基处理方案比选

本站适宜用水泥搅拌桩或高压旋喷桩进行地基处理。两方案比选：

3.1工期比较

从施工工期比较，两地基处理方案在工期上相差不大。

3.2施工难度比较

两地基处理方案在市面上均较为成熟，施工难度相差不大。

3.3设计计算

3.3.1水泥搅拌桩

布桩方式：正方形布桩（0.8m*0.8m）

桩径：600mm

桩长：10米（自场平标高算起）

一、单桩竖向承载力特征值计算

1）根据增强体单桩竖向承载力特征值计算：

（JGJ 79-2012 7.1.5-3）

式中： —桩的周长（m）；

—桩周第i层土的侧阻力特征值（kPa），可按地区经验确定；

—桩长范围内第i层土的厚度（m）；

—桩端端阻力发挥系数，应按地区经验确定；

—桩端端阻力特征值（kPa），可按地区经验确定；对于水泥搅拌桩、旋喷桩应取未修正的桩端地基土承载力特征值。

—桩的平均截面积(m²)。

需处理地基的土层自上而下分别为：

1、填土： =10 kPa，厚度4.35米（从基础底开始算起）

2、淤泥质土： =8 kPa，厚度2.35米

3、强风化中粗砂岩，本层作为持力层， =800 kPa

4、端阻力发挥系数 =1.0

5、 =1.88m

6、得 =343.28kN

2）由经验值反算单桩竖向承载力特征值：

（JGJ 79-2012 7.1.6-1）

即，

式中： —桩体试块（边长 150mm 立方体）标准养护 28d 的立方体抗压强度平均值（kPa），对水泥土搅拌桩应符合本规范第 7.3.3 条的规定；

—单桩承载力发挥系数，可按地区经验取值。

=1000kPa；取 =1.0

可得 =70.675kN

3）综合1）和2），取 =70.675kN

二、复合地基承载力特征值计算

(JGJ 79-2012 7.1.5-2)

式中： —桩间土承载力发挥系数，可按地区经验取值

—桩间天然土承载力特征值（kPa），可按地区经验确定

—面积置换率， ；d 为桩身平均直径（m）， 一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径（m）；等边三角形布桩 ＝1.05s，正方形布桩 ＝1.13s，矩形布桩 ，s、s1、s2 分别为桩间距、纵向桩间距和横向桩间距

正方形布桩， ＝1.13s，s=0.8，m＝0.441；取 =0.8，填土的 =80kPa

可得 =146.026kPa

三、复合地基变形计算：

＝146.026/80＝1.83（JGJ 79-2012 7.1.7）

式中： —基础底面下天然地基承载力特征值（kPa）

1)复合地基各层压缩模量计算

1、填土： =5.15，得出 =9.42

2、淤泥质土： =2.56，得出 =4.68

2）复合地基的压缩模量加权 = 6.95

3）建筑天然地基部分和复合地基部分压缩模量对比：

天然地基（粉质粘土）压缩模量 =5.27；复合地基压缩模量 =6.95

3.3.2高压旋喷桩

布桩方式：正方形布桩(1.6m*1.6m)

桩径：800mm

桩长：10米（自场平标高算起）

一、单桩竖向承载力特征值计算

1）根据增强体单桩竖向承载力特征值计算：

（JGJ 79-2012 7.1.5-3）

=556.373kN

2）由经验值反算单桩竖向承载力特征值：

（JGJ 79-2012 7.1.6-1）

即，

=350kN

二、复合地基承载力特征值计算

(JGJ 79-2012 7.1.5-2)

=201.52kN

三、复合地基变形计算：

（JGJ 79-2012 7.1.7）

天然地基（粉质粘土）压缩模量 =5.27；复合地基压缩模量 =8.95

3.3.3对比

两方案的复合地基承载力、沉降均能满足要求。根据计算结果，初步确定基础选型上，水泥搅拌桩方案基础工程量大于比高压旋喷桩方案。

3.4经济比较

表1 水泥搅拌桩方案控制价汇总表 表2 高压旋喷桩方案控制价汇总表

根据初步的估算，水泥搅拌桩方案的经济较优。

4、结束语

通过比较，从工程可行性和经济性比较，本工程采选水泥搅拌桩方案。中低层建筑地基遇到局部软基时，可优先考虑水泥搅拌桩方案。

参 考 文 献

1. 中华人民共和国住房和城乡建设部.《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2012. 中国建筑工业出版社,2013.

2. 中华人民共和国住房和城乡建设部.《建筑地基基础设计规范》GB 50007—2011. 中国计划出版社, 2012