談蘭州新區(qū)某工地地基基礎(chǔ)型式選擇

馬 倩 陳 剛

(1.甘肅中建市政工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000; 2.甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，甘肅 蘭州 730000)

1 工程概況

蘭州新區(qū)某工地勘察工作主要圍繞標(biāo)準(zhǔn)廠房、服裝加工區(qū)、冷鏈物流區(qū)和標(biāo)準(zhǔn)倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)四個(gè)片區(qū)進(jìn)行，總用地面積：300 383.34 m2(約450.57畝)，其中凈用地面積為：227 226.30 m2(約340.84畝)，建筑占地面積87 233.95 m2。本場(chǎng)地倉(cāng)儲(chǔ)項(xiàng)目主要建筑物為大型庫(kù)房或廠房，較大的庫(kù)房或廠房1，2層之間有橋梁連接。各單體建筑物均為2層，總高度18 m，其中標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)房結(jié)構(gòu)類型為鋼框架，冷庫(kù)結(jié)構(gòu)類型為門式鋼架，柱間距9 m×9 m，廠房(庫(kù)房)跨度最大18 m。

根據(jù)規(guī)劃，本場(chǎng)地?cái)M建倉(cāng)儲(chǔ)建筑物為兩層框架結(jié)構(gòu)，體型規(guī)則、體量相對(duì)較大、荷載重，其中服裝廠加工區(qū)2號(hào)廠房和標(biāo)準(zhǔn)倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)4號(hào)倉(cāng)庫(kù)單樁荷載4 300 kN，其他廠房和庫(kù)房單樁荷載為3 700 kN。場(chǎng)地內(nèi)門房、廁所等附屬建筑物體型小，荷載要求低。

2 地基基礎(chǔ)方案建議

工程場(chǎng)地上部地基土主要為素填土、角礫、黃土狀粉土、中細(xì)砂、礫砂等，其中黃土狀粉土具非自重Ⅰ級(jí)(輕微)濕陷性，細(xì)砂、礫砂等厚度變化大，巖土工程性質(zhì)較差，承載力較低；場(chǎng)地中下部分布的礫砂、膠結(jié)角礫、粉質(zhì)黏土及泥巖等，結(jié)構(gòu)密實(shí)，具高壓縮性，不具濕陷性。基礎(chǔ)型式的選擇在工程中要具有安全可靠性和經(jīng)濟(jì)合理性，該工程可選擇淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)。

2.1 淺基礎(chǔ)型式

工程場(chǎng)地上部分布角礫層和黃土狀粉土層。角礫層，層位穩(wěn)定，呈密實(shí)狀，承載性能好，作為淺基礎(chǔ)，黃土狀粉土為Ⅰ級(jí)非自重濕陷性，因此，淺基礎(chǔ)持力層的天然地基條件，作為基礎(chǔ)下臥層應(yīng)進(jìn)行承載和變形驗(yàn)算。

擬建場(chǎng)地地表以下5 m～10 m深度內(nèi)地層主要為角礫和黃土狀粉土，若以角礫為淺基礎(chǔ)持力層，需進(jìn)行下臥層承載力驗(yàn)算和濕陷及壓縮變形分析，若滿足變形要求，則可直接采用經(jīng)濟(jì)合理的天然地基。

根據(jù)場(chǎng)地內(nèi)上部各層土的工程性狀及其埋深，若選擇淺基礎(chǔ)型式，則基礎(chǔ)持力層為角礫或黃土狀粉土，若以角礫層為淺基礎(chǔ)持力層，則黃土狀粉土層為其下臥層，否則將以黃土狀粉土層為建筑物持力層，而該層土力學(xué)性能差，具非自重Ⅰ級(jí)濕陷性，采用以角礫層為基礎(chǔ)持力層的天然地基，基底主要受力層范圍內(nèi)出露較軟弱土?xí)r，應(yīng)進(jìn)行下臥層承載力驗(yàn)算與沉降變形驗(yàn)算。

應(yīng)按下式驗(yàn)算軟弱下臥層的地基承載力：

PZ+PCZ≤faz。

其中，PZ為相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，軟弱下臥層頂面處的附加壓力值，kPa;PCZ為軟弱下臥層頂面處土的自重壓力值，kPa;faz為軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值，kPa。

2.2 深基礎(chǔ)

如果在一定深度范圍有層位穩(wěn)定、分布連續(xù)、具有足夠厚度、強(qiáng)度較高且能滿足荷載要求的可靠持力層，可以考慮采用端承樁基礎(chǔ)；或者樁周地層性能穩(wěn)定，能夠提供基本滿足或滿足荷載要求的側(cè)摩阻力，也可以考慮采用端承摩擦樁基礎(chǔ)或摩擦樁基礎(chǔ)。

工程場(chǎng)地下部的粗粒土和深部的礫砂及膠結(jié)角礫層、泥巖層一般連續(xù)分布，密實(shí)度高，力學(xué)性質(zhì)好，強(qiáng)度高，能提供較高的承載力，是擬建筑物較好的樁基持力層。因此，擬建筑物具備采用端承樁的地基條件，若采用樁基礎(chǔ)型式，樁的受力型式可考慮端承摩擦樁或摩擦樁類型，樁端宜置于礫砂層或膠結(jié)角礫層。亦可選擇深部厚度大、力學(xué)性能較好的泥巖層。

因此，擬建筑物具備采用樁基礎(chǔ)的地基條件，樁的受力型式可考慮端承摩擦樁或摩擦樁類型。樁端可置于礫砂層或膠結(jié)角礫層或泥巖層。上述粗粒土可提供較高的極限端阻力，其以上地層的側(cè)摩擦阻力亦較大，若選擇膠結(jié)角礫層作為樁端持力層，局部膠結(jié)角礫層較薄時(shí)，樁端可置于上部礫砂層。

3 地基基礎(chǔ)方案選型比較

基礎(chǔ)型式的選擇在工程中要具有安全可靠性和經(jīng)濟(jì)合理性，該工程可選擇淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)。本場(chǎng)地采用以天然地基為持力層的淺基礎(chǔ)型式可選擇獨(dú)立基礎(chǔ)，須以處理后的地基為持力層，采用強(qiáng)夯法時(shí)處理費(fèi)用較低，也可采用地基或局部換填墊層法，可處理淺部濕陷性土層。

樁基礎(chǔ)承載力較高、建筑物沉降變形小，造價(jià)相對(duì)較高，持力層埋深大時(shí)，擬建大跨度、上部荷載較大的建(構(gòu))筑物或重型設(shè)備，建議采用樁基礎(chǔ)，樁型可采用干作業(yè)旋挖鉆孔混凝土灌注樁或泥漿護(hù)壁鉆(沖)孔混凝土灌注樁，以深部穩(wěn)定的礫砂層或膠結(jié)角礫層或強(qiáng)風(fēng)化泥巖層作為樁端持力層，設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)建議參數(shù)對(duì)單樁承載力進(jìn)行驗(yàn)算復(fù)核，樁端進(jìn)入持力層深度應(yīng)滿足規(guī)范要求。軟弱下臥層應(yīng)滿足《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》要求。施工前應(yīng)進(jìn)行試成孔。

4 結(jié)語(yǔ)

基礎(chǔ)型式的選擇在工程中要具有安全可靠性和經(jīng)濟(jì)合理性，對(duì)于工程中建議可根據(jù)安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、施工便利性、確保質(zhì)量、工期要求、保護(hù)環(huán)境等綜合比選，確定工程適宜的地基基礎(chǔ)型式。