某地下工程地基处理分析

【摘要】:结合地质资料简要介绍了某地下工程地基处理的几种方法，最后经过技术经济的对比给出合理的地基处理方案。

【关键词】: 地基处理;水坠砂;挤密砂桩;土钉墙

中图分类号： TU4文献标识码：A 文章编号：

地基基础在建筑工程造价中所占比重一般较大，地基基础设计施工在建筑安全质量中非常重要。地基基础设计施工经常会遇到特殊地质情况，需对方案进行优选。

工程概况：本工程为地下结构，北部为地下车库，南部为地下商场。柱网为8米x8米，地下室层高4.8米，基础形式为柱下条形基础，基础埋深为-6.5米。地基处理承载力特征值为180KPa 。

本工程地质资料：勘察场地为低缓的沙丘、砂地，地形缓状起伏，经过人工整平形成现在大部平坦，局部高出地形，场地大部标高在1066—1068m之间，局部高出的最高处位于场地东南角30#孔周围，地面标高1071.38m，地面标高1066.25m，整个场地地面最大高差5.13m。

地层结构及岩性描述：根据地基土岩性及工程性能的相似性与差异性原则，将其分为5个工程地质单元层，。各地层特征描述如下:

①素填土（Q4ml）：黄褐色，松散，稍湿。主要由砂土组成，土质不均匀，结构松散，厚度不均匀。分布整个场地，层厚1.3～4.8m，平均厚度3.13m，层底标高1062.35～1066.89m。②细砂（Q4eol）：褐黄色—浅黄色，松散，稍湿。颗粒组成均匀，质纯，磨圆呈次圆状，级配不好。厚度不均匀，层厚0.5～5.6m，层底深度3.2～8.4m，③细砂（Q4eol）：褐黄色—浅黄色，稍密，稍湿。成份以石英、长石为主，含褐黄色氧化铁斑块，分选磨圆中等，局部夹粉砂、粉土薄层，分布于整个场地，层厚1.4～4.7m，层底深度4.9～11.3m，④细砂（Q4al）：褐黄～灰褐色，中密。成份以石英、长石颗粒为主，局部夹有灰褐色粉砂薄层，粉砂、细砂呈互层状分布。该层分布于整个场地，层厚1.40～5.90m，层底深度10.5～13.70m，⑤粉细砂（Q4al）：黄褐色～灰褐色，密实，湿。成份以石英、长石颗粒为主，局部夹有灰褐色粉砂、粉土纹层及薄层，该层分布于整个场地，本次勘察未揭穿，揭露最大厚度5.00m，相应最大深度16.00m，最低标高1050.65m。

地下水埋深在40m左右，可不考虑地下水对基础的影响。标准冻结深度1.116m，多年最大冻土深度1.46m，砂土不具冻胀性。

根据地勘资料地基处理方案分析：

1、换土垫层法：根据当地经验采用水坠砂，大开挖至设计基础混凝土垫层下2000，开挖掉全部 1 层细砂及 2 层细砂至 3 层细砂。采用水坠砂垫层1700mm厚处理地基，水坠砂垫层上做300厚砂石垫层，

分层压实至基础混凝土垫层底。超过处理深度的杂填土及其它不良土层必须全部清理干净。水坠砂做法，基坑先放水饱和并碾压，然后采用水坠形式分层抛填细砂，水坠碾压密实。水坠砂及砂石垫层压实系数不小于0.97.地基处理范围为轴线外3500.水坠砂施工分层抛填厚度不能大于300mm，每层施工结束后随层进行检测，施工结束后的垫层质量检测必须以人工地基质量检测结果为准。

2、振冲挤密砂桩：采用振冲挤密砂桩，桩径为900mm,桩距为1.8m,等边三角形布置，基础外皮不小于一排桩，有效桩长不宜小于7.0m，桩伸入层细砂不小于1000mm，振冲器功率不小于30KW。振冲挤密砂桩施工完后，破除砂桩桩头500,然后回填300厚砂石垫层，砂石垫层砂石最大粒径不宜大于30mm, 碎石一般不宜小于70%，具体级配应根据当地材质由质检部门确定，砂石垫层的夯填度不得大于0.90。垫层铺至基础外边缘不少于1000mm.施工前应进行成桩工艺和成桩挤密试验，当成桩质量不能满足设计要求时，应在调整设计与施工有关参数后重新进行试验或改变设计。试桩共三组，每组七根桩，试桩完成后，应参照《建筑地基处理规范》（JGJ79-2002）附录A的有关规定进行复合地基的检测，将检测结果通知设计单位，经设计单位同意方可施工工程桩。大面积施工前应预先在现场做试验进行试桩，确定其适用性后才能进行大量工程桩施工。复合地基的承载力特征值，通过多桩复合地基荷载试验确定，要求复合地基承载力不小于180kpa。地基处理完毕，7天后应进行竖向承载振冲挤密砂桩地基竣工验收，承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验，检验数量为桩总数的0.5%。对桩间土的检验可在处理深度内用标准贯入、静力触探等进行检验。挤密砂桩平面布置图见下图：

基坑支护方案：由于本工程距地上建筑物较近且基坑周边地下管道较多，基坑从自然地面（平均标高+0.50米）至-8.37米，基坑支护设计为：

南边基底最近处正常距天然气管线约4米左右，

北边基底距市政供热管网1.9至2米左右宜采用护桩支护；

西北边靠近党校办公楼部分宜采用护桩支护；

东边采用土钉墙锚喷支护。

根据地质报告地下水位较深 ，因此基坑周边不需要降水处理。

混凝土：桩身及冠梁采用普通C30混凝土；网喷采用C20细石混凝土。锚杆及土钉钢筋：HRB400，fy=365N/mm2；桩及面层钢筋：HRB335普通钢筋抗拉强度。坡顶均布设计荷载：20kPa。支护桩宜采用无振动半挤土的干法成孔，桩径为500～700mm，桩间距均为0.9～1.4m；桩身纵筋为HRB335，箍筋为HPB300。桩间面层及冠梁顶放坡段均采用50mm×100mm，t=1.2mm厚菱形钢板网，用摩擦筋固定，并喷射50厚C20细石混凝土。

每层土方开挖深度至锚杆或土钉中线以下50cm，后，进行锚杆、土钉和面层喷射混凝土施工。本层土方开挖完成后，进行锚杆（土钉）施工和网喷施工，待锚杆张拉作业完成和面层混凝土强度达到设计强度的70%时方可进行下道工序施工。土钉、锚杆成孔施工：本场地成孔范围内如遇坍塌时，严禁采用注水钻进的湿法工艺，则采用潜孔锤偏心跟管钻进技术进行成孔施工。钻进采用MG-50型液压钻，配套钻具为跟管钻进的潜孔锤和偏心钻头，潜孔锤利用高压空气为动力做功。风量控制在8～10m3/min之间，风压为0.6～0.7Mpa，钻机钻压为5～7kN。孔口位置搭设限位支架，以限制跟管钻进过程中套管和钻杆晃动太大，防止套管偏离轴线位置。为确保锚杆孔深度，孔深不小于设计孔深并且实际钻孔深度大于锚杆设计长度0.5m以上。钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底尖灭、达不到设计孔径。砂层极易穿孔，施工时应跳孔钻进。

钻孔灌注桩成孔工艺要求，依据本地施工经验，宜采用无振动半挤土的螺旋钻机成孔，速度快、质量高。采用泥浆护壁法：泥浆配备应选用高塑性粘土或膨润土；配合比应根据施工机械、工艺及穿越土层情况进行配置。应大于钻头直径100mm，上部开设1~2个溢浆孔。护筒的埋设深度不宜小于2.0m，其下端外侧应采用黏性土填实。塌孔和护筒周围冒浆、失稳等现象时，应停钻，待采取相应措施后再进行钻进。

面层网喷施工：喷射作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上。钢板网或钢筋网片应在喷射一层混凝土后铺设，保证其净保护层厚度不小于20mm；上下段钢板网搭接长度不小300mm，钢筋网搭接长度不小于35d。喷射混凝土时，喷头与受喷面应保持垂直，距离宜为0.6~1.0m。喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间宜3~7h。

结合基坑支护方案，从施工条件、经济性、安全性等方面进行综合考虑。两种地基处理进行对比，本工程地基处理采用挤密砂桩比较合理。

【参考文献】:

【1】GB50007-2011,建筑地基基础设计规范【S】.北京:中国建筑工业出版社,2011.

【2】JGJ79-2002,建筑地基处理技术规范【S】.北京:中国建筑工业出版社,2002.