房屋建筑施工中地基处理方式的选择和应用(招商).doc

房屋建筑中地基处理方式的选择和应用戴鹏祥 顾忠中兴建设有限公司西南四川分公司摘要：随着科学技术的不断发展和国民经济的飞速提升，我国的建筑业也得到了迅猛发展。我国地域辽阔，各种工程地质条件差异很大，各类软弱地基分布面广。在软弱地基上进行土木工程建设，往往需要对天然地基进行地基处理，以满足建筑物对地基的要求。现从地基处理原理和分类入手，讲述了当前常见各项地基技术。本文将以成都市招商雍华府项目为例浅析地基处理方式的选择和应用。关键词：地基处理；处理技术；比较；分析；应用1 常见的地基处理的方法地基处理的方法很多，不同的学者从不同角度出发，做出了不同的归纳和分类。现将目前常用的一些方法比较如下：1.1排水固结法排水固结法是软土地基处理中的一种成熟和经济措施，其原理是地基在荷载作用下，通过布置竖向排水井（砂井或塑料排水袋等），使土中的孔隙水被慢慢排出，孔隙比减小，地基发生固结变形，地基土的强度逐渐增长。排水固结法主要用于解决地基的沉降和稳定问题。为了加速固结， 最有效的办法就是在天然土层中增加排水途径，缩短排水距离，设置竖向排水井（砂井或塑料排水袋），以加速地基的固结，缩短预压工程的预压期，使其在短时期内达到较好的固结效果，使沉降提前完成；并加速地基土抗剪强度的增长，使地基承载力提高的速率始终大于施工荷载增长的速率，以保证地基的稳定性。排水固结法适用于处理饱和软弱土层，但对渗透性极低的泥炭土要慎重对待。其有效处理深度约为1215m,超过这一深度，孔隙水压力消散相当困难和缓慢。1.2碾压法碾压法是对比较疏松的表层土进行压实，也可对分层填筑土进行压实。当表层土含水量较高时或填筑土层含水量较高时可分层铺垫石灰、水泥进行压实，使得土体得到加固。碾压法适用于浅层疏松的粘性土，松散砂性土，湿陷性黄土及杂填土等。1.3置换法置换法也称换填垫层法，是将基础下一定范围内的软弱土层挖除，然后分层换填强度和模量相对高的砂、碎石、灰土、素土，并夯实至要求的密度，形成一个较好的持力层，达到提高承载力和减少变形的目的。主要用于地基表层存在着厚度不大且易于挖除的不良土层，而下卧层则较好，换填垫层加固深度一般4米以内。换填施工工艺成熟，方法简便快捷，可迅速提高地基承载力但是在还填材料选定的情况下换填厚度越大，造价越高；不适合处理软土层较厚、埋深大的地基，地下水位高、易渗水场地抽排水费用高。1.4、复合地基法复合地基法是在天然地基中设置一定比例的增强体（桩体），使桩土共同承担荷载，并具有密实法和置换法的效应。根据桩体材料不同，可将复合地基分为：散体材料桩复合地基；一般粘结强度桩复合地基；高粘结强度桩复合地基。与其它方法不同的是，复合地基法是70年代以来发展最快的一种方法。不同桩型的复合地基，其承载力和变形特性明显不同。1.4.1碎石桩碎石桩属散体材料桩，是利用一种单向或双向振动的冲振头，边喷高压水流边下沉成孔，然后边填入碎石边振实，开成桩体。桩体和原来的粘性土构成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。碎石桩适用于地基土的不排水抗剪强度大于20kPa的淤泥、淤泥质土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基。对不排水抗剪强度小于20kPa的软土地基，采用时须慎重。碎石桩加固深度一般20-25米具有工期短，工艺成熟，有较好的抗液化性能；利于孔隙水消散的优点但造价昂贵，对于十字板剪切强度很低的淤泥质土，成桩困难，桩径较难控制，承载力提高幅度小，工后沉降不易控制。1.4.2夯实水泥土桩夯实水泥土桩属于一般粘结强度桩，是利用沉管、冲击、人工洛阳铲、螺旋钻等方法成孔，回填水泥和土的拌和料，分层夯实形成坚硬的水泥土桩体，并挤密桩间土，通过褥垫层与原地基土形成复合地基。这种方法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土和淤泥质土等地基。处理深度不宜超过10米。该办法施工周期短、造价低、施工文明、造价易控制，目前在一些旧城区危改小区中得到不少成功的应用。1.4.3水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩（Cement Fly-ash Gravelpile），简称CFG桩属于高粘结强度桩。CFG桩、桩间土和褥垫层一起构成CFG桩复合地基。该法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层，保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基，可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基，可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基，达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。CFG桩加固深度2530米，其本身不需要配筋造价低廉、适应性广、承载力提高幅度大、施工简便、工期短。2工程实例各种地基处理方法有各自的机理和适用范围,每种方法都有它的优缺点,在选择处理方法时,须根据地质条件、上部结构类型、使用要求,对周围环境的影响、材料供应情况、施工条件以及技术经济指标等因素作综合考虑,做到技术先进、经济合理、安全适用,确保质量。本文结合换填法和CFG复合地基在成都市招商雍华府二期工程16#楼B座和19#楼中的实际应用，简述地基处理方案确定的原则和步骤。2.1准备工作:根据实际情况,搜集详细的工程地质、水文地质及地基基础的设计资料项目场地原为机械厂房，大部分地段堆积有建筑垃圾，场地内大部分地段比较平坦，地貌单元属岷江水系级阶地，场地地区地质构造位于川西褶皱带的成都凹陷区，场地的地层由杂填土、素填土、粘土、粉质粘土、粉土、细砂、卵石和下伏泥岩组成。地下水位710.5米，场地局部存在软弱层，地基土类型属于软土中硬土，建筑场地类型为类，属于对建筑抗震一般地段。16#楼B座一层地下室区域基础的持力层为粘土层，粘土层的地基承载力特征值,压缩模量,19#楼两层地下室区域筏板基底土层多为稍密卵石层，稍密卵石层的地基承载力特征值,压缩模量,且现场卵石层颗粒粒径较大分布不均匀，同时局部地段分布有砂土等相对软弱层。2.2初选方案2.2.1考虑周围环境和相邻建筑物等因素工程位于成都市2.5环川陕立交口处，附近居民密集，地基处理施工过程中需注意控制噪音、振动和粉尘污染等，因此强夯、石灰桩、水泥喷粉桩等地基处理工艺首先排除在考虑范围之外。2.2.2根据结构类型、荷载大小及使用要求(即处理目的),结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征16#楼B座设计为一层地下室，筏板基础于粘土层，一单元设计处理后地基承载力要求，压缩模量，二单元设计地基承载力要求，压缩模量，天然地基不能满足设计要求，处于地下水位之上。19#楼设计为两层地下室，筏板基础于稍密卵石层，设计地基承载力要求。前期根据地勘报告准备地基处理预案：16#楼B座的地基需要进行地基处理，理论上可采用的地基处理形式有很多，比如排水固结法、置换法和复合地基法。根据地勘报告19#楼地基基底土层多为稍密卵石层，部分地段为砂层，拟建建筑可采用天然地基，以稍密卵石层为基础持力层，但需试现场开挖情况而定，初步准备了三种预案：当基底出现浅埋的砂层且厚度不大时可采用换填法，但相对于松散卵石及卵石中的下卧软弱砂层，在进行承载力及变形验算后，若不能满足设计要求，在工期允许的情况下开挖换填造价较高，此时可采用振冲法碎石桩或高压旋喷桩复合地基。2.3比较确定和施工待进场施工时16#楼已经开挖到位，施工进度允许的情况下考虑到处理效果、材料的来源及消耗、机具条件，建设单位会同施工、设计、勘探单位最终确定了采用CFG复合地基处理的方案，16#楼B座共使用CFG桩1166根，通过荷载实验本工程复合地基承载力和变形均达到设计要求。19#楼开挖到持力层时发现卵石下存在下卧软弱砂层，在进行承载力和变形验算后不能满足设计要求，在开挖换填、振冲法碎石桩和高压旋喷桩复合地基进行最终选择和确定方案时，建设单位在听取了三家单位的意见和建议时，考虑到16#楼B座地基处理耽误了整个项目的总的施工进度，加上雨季到来，从公司的整体利益出发决定采用成本造价相对较高的换填素混凝土的方案来满足质量和工期的要求，确保尽快达到公司营销要求的预售条件。3、结论房屋建筑工程的基础和根基是地基，每种地基处理方式都有其适用范围和优缺点，在选择确定地基处理方案时应根据现场实际情况，从技术性、经济性和安全性的