天然地基在中高層建筑物的應(yīng)用和評(píng)價(jià)

文云芝

摘?要：中高層建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)直接決定其上部結(jié)構(gòu)的安全，影響整體建筑的工程造價(jià)。盲目地選用樁基，只會(huì)造成建筑資金和施工周期的浪費(fèi)。因此，本文基于實(shí)際工程實(shí)例，針對(duì)中高層建筑物采用天然地基的可行性進(jìn)行分析，在科學(xué)論證和施工監(jiān)測(cè)等全方面的總結(jié)下，明確勘察工作重點(diǎn)，為有關(guān)工程采用天然地基提供實(shí)踐與理論參考。

關(guān)鍵詞：天然地基，中高層建筑物，沉降量

文章編號(hào)：2095-4085（2020）02-0025-02

1?工程概況

山西隆潤(rùn)投資有限公司擬建太原新希望雙語(yǔ)學(xué)校1#住宅樓，其擬建場(chǎng)地位于太原市陽(yáng)曲縣太原新希望雙語(yǔ)學(xué)校的西北角。擬建建筑物為1#住宅樓，場(chǎng)地室外整平標(biāo)高851.50m。

2?地形地貌和地基土構(gòu)成及巖性特征（表1）

場(chǎng)地地貌單元屬陽(yáng)興河河漫灘。地層屬于河流沖積地層，場(chǎng)地靠近操場(chǎng)一側(cè)較高，另外一側(cè)較低，高差約5.00左右。根據(jù)本次勘察揭露的地層情況，結(jié)合區(qū)域資料綜合分析，場(chǎng)地地基土按沉積時(shí)代及成因類型自上而下依次為，第四系全新統(tǒng)沖洪積地層及第四系上，中更新統(tǒng)沖洪積物組成。

3?地下水

本次勘探深度范圍內(nèi)場(chǎng)地的地下水類型屬孔隙潛水，主要由側(cè)向徑流補(bǔ)給和大氣降水補(bǔ)給?？辈炱陂g實(shí)測(cè)穩(wěn)定水位埋深介于地表以下2.30m～7.40m，水位標(biāo)高843.74m～844.60m。勘探期間為豐水期，根據(jù)調(diào)查了解，水位隨季節(jié)性變化幅度為0.5m。

4?場(chǎng)地類別和液化等級(jí)

勘察期間實(shí)測(cè)穩(wěn)定水位埋深介于地表以下2.30m～7.40m，水位標(biāo)高843.74m～844.60m。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2016）第4.3.3條對(duì)飽和粉土和砂土進(jìn)行液化初判，擬建場(chǎng)地20.0m深度范圍內(nèi)飽和粉土砂土均存在液化可能，因此進(jìn)一步采用《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2016）第4.3.4條標(biāo)貫試驗(yàn)判別法進(jìn)行判別，在液化判別深度范圍內(nèi)絕大多數(shù)土樣為粉質(zhì)粘土，粉土的粘粒含量大于13.0，液化計(jì)算是按現(xiàn)場(chǎng)地標(biāo)高計(jì)算。計(jì)算結(jié)果為，擬建場(chǎng)地為非液化場(chǎng)地，地基為非液化地基。若按場(chǎng)地整平標(biāo)高計(jì)算，就是在現(xiàn)場(chǎng)地標(biāo)高的基礎(chǔ)上回填約五米厚非液化土層，計(jì)算結(jié)果表示，擬建場(chǎng)地為非液化場(chǎng)地，地基為非液化地基。

5?地基濕陷性評(píng)價(jià)

擬建場(chǎng)地?zé)o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(chǔ)形式為筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深為4.20m，傳至基底的荷載為310kPa，基底標(biāo)高為847.300m，依據(jù)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(xiàn)在勘察時(shí)的地表標(biāo)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(píng)價(jià)

本次勘察深度范圍內(nèi)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(chǔ)寬度方向上的厚度差值<0.05b，且壓縮層層內(nèi)兩角點(diǎn)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(xué)指標(biāo)離散性小，為均勻地基土。故根據(jù)《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》（JGJ72-2004）場(chǎng)地地基為均勻地基。

6.2?強(qiáng)度驗(yàn)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(jīng)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(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值組合確定的基底壓力為310kPa，因此持力層強(qiáng)度滿足要求。

6.3?軟弱下臥層驗(yàn)算

按壓實(shí)回填碎石墊層考慮，場(chǎng)地的室外整平標(biāo)高為851.50m。將第④層粉質(zhì)粘土作為軟弱下臥層進(jìn)行驗(yàn)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(jīng)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(qiáng)度要求。

6.4?變形驗(yàn)算

按壓實(shí)回填碎石墊層考慮，場(chǎng)地的室外整平標(biāo)高為851.50m。按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合確定的基底壓力為300kPa，扣除基底以上土的自重應(yīng)力后，基底附加壓力為220kPa，計(jì)算出結(jié)果基礎(chǔ)中心沉降量S=30mm。

綜上所述，地基是均勻的，持力層強(qiáng)度滿足要求，經(jīng)計(jì)算軟弱下臥層也滿足要求，基礎(chǔ)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(wù)書的基底標(biāo)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(chǔ)埋深至卵石層頂，或者壓實(shí)回填4.5m的碎石墊層。

7?基坑支護(hù)

基坑?xùn)|南角是學(xué)校操場(chǎng)，其它位置均為空地，基礎(chǔ)埋深為4.20m，按《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》（JGJ72-2004）表8.7.2劃分，本工程基坑安全等級(jí)確定為Ⅱ級(jí)。

選擇壓實(shí)回填碎石墊層考慮，基坑開挖時(shí)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(shí)回填4.5m的碎石墊層。

擬建場(chǎng)地的東南角為學(xué)生操場(chǎng)，需要進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)方案可選擇排樁和錨索相結(jié)合的方法。其它位置放坡即可，坡度值1 ∶0.5。

基坑支護(hù)所需抗剪強(qiáng)度指標(biāo)建議如下。

注意，本工程場(chǎng)地屬于填方場(chǎng)地，將引起新的邊坡穩(wěn)定問(wèn)題，建議根據(jù)填土類型選擇合適的邊坡坡度允許值，或者設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)，防止填土可能沿著坡面滑動(dòng)的措施。

8?基坑降水

擬建建筑物基礎(chǔ)埋深4.2m，基底標(biāo)高約847.30m?？辈炱陂g實(shí)測(cè)穩(wěn)定水位埋深介于地表以下2.30m～7.40m，水位標(biāo)高843.74m～844.60m。第③層卵石的層頂標(biāo)高為842.75-843.90，若在換填的時(shí)候遇到地下水時(shí)，可選擇集水明排。

9?沉降觀測(cè)資料

本工程現(xiàn)已竣工驗(yàn)收并投入使用，依據(jù)業(yè)主提供的沉降觀測(cè)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(jié)?語(yǔ)

只有勘察時(shí)認(rèn)真查清該場(chǎng)地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)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(zhì)和工程地質(zhì)的詳勘工作，顯得尤為重要。所以在每項(xiàng)工程的建設(shè)過(guò)程中一定要重視勘察工作，勘察工作做得好，就會(huì)給整個(gè)項(xiàng)目帶來(lái)好的安全效益和較高的經(jīng)濟(jì)效益。

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