深厚淤泥地區(qū)基礎設計

深厚淤泥地區(qū)基礎設計摘要：深厚淤泥地區(qū)的基礎設計與施工一向是一個難點，本文結合實際案例，探討深厚淤泥地區(qū)基礎設計思路與設計方案，希望能為相關實踐工作的開展提供些許理論參考。關鍵詞：深厚淤泥；基礎設計；地基處理在深厚淤泥地區(qū)施工時，容易出現(xiàn)地基沉降、下陷等問題，既影響施工進度與施工質量，又有可能引發(fā)安全事故。因此在深厚淤泥地區(qū)施工時，必須根據(jù)地質特點做好特殊設計。下面結合實際，對深厚淤泥地區(qū)基礎設計有關問題做具體分析。1工程概況2015NJY-1地塊項目，總建筑面積20萬平方米，商業(yè)辦公樓，建筑高度99.9m，框架核心筒結構，基本風壓0.65，場地類別為三類，一~二層地下室。場地淤泥厚度1.4~20.5米，平均厚度7.5米。該項目采用高強預應力管樁和旋挖灌注樁，樁長40~50米。圖12015NJY-1項目全貌2深厚淤泥對建筑基礎的影響在建筑基礎施工中，深厚淤泥會引起基坑及周圍出現(xiàn)不均勻沉降，致使基坑失穩(wěn)，使周邊建筑出現(xiàn)沉降，從而帶來許多不安全隱患。施工中，也有可能遇到由深厚淤泥引起的基坑涌水涌砂的情況，導致施工難度增加，工程進度與質量都受到影響。因此在進行基礎施工前，要認真做好對深厚淤泥地質的勘察與分析，掌握淤泥空間狀態(tài)、分布特征等，明確淤泥對地基的影響。研究與實踐證明，深厚淤泥給建筑基礎帶來的影響有：基坑失穩(wěn)，地面沉陷。地基施工中有開挖這道重要工序，隨著開挖深度不斷增加，地層補償力就會漸漸不足，此時若缺少及時的支護，基坑會出現(xiàn)失穩(wěn)，地面會出現(xiàn)沉陷。在有深厚淤泥的地段開挖基坑，當上部土層被挖除，淤泥淺埋地地段淤泥洞穴頂板荷載減小，頂板地層就會受到淤泥水的水頭壓力，水頭壓力達到一定程度時，基坑內部會大量涌水，基坑的穩(wěn)定性大大降低?！?】另外，隨著基坑開挖深度的增加，基坑周圍的應力也會不斷得到釋放，應力釋放過快而新的補充力不能維持原有的力學平衡，在這種作用力失衡的情況下，基坑周圍淤泥會分別在垂直方向上與水平方向上發(fā)生位移，位移過大時地面就會塌陷。因此，在深厚淤泥段進行基礎施工時，必須高度重視并認真處理基坑支護與地下水的抽降問題，要維持地下水力力作用的平衡，避免出現(xiàn)基坑涌水、地面塌陷、建筑沉降等一系列問題?！?】3深厚淤泥地區(qū)基礎設計與處理3.1基坑支護形式對于基礎的影響本項目位于南沙區(qū)，南沙區(qū)普遍淤泥較厚，主要的支護形式有：①對于一層地下室：水泥土墻+坑內加固支護、懸臂灌注樁+被動區(qū)攪拌樁加固+攪拌樁止水帷幕、放坡支護、SMW工法樁+錨索支護+被動土區(qū)攪拌樁加固、預應力管樁+預應力錨索+拌樁止水帷幕等；經過經濟性對比，本項目采用SMW工法樁+錨索支護+被動土區(qū)攪拌樁加固的形式。②對于二層地下室：灌注樁+預應力錨索+被動土加固+攪拌樁止水帷幕、對于角度較小的項目可采用支護樁+內支撐、地下室連續(xù)墻。經過經濟性對比，本項目采用灌注樁+預應力錨索+被動土加固+攪拌樁止水帷幕的支護形式。③基礎設計時應由主體單位提出地下室側壁范圍、地下室側壁與支護間的間距要求、底板厚度（常用一層地下室按400mm、二層地下室可按500~600mm考慮）、底板標高以及局部坑中坑深度。常規(guī)地下室側壁與支護內側間距按1.5m的間距進行考慮，這主要是考慮側壁基礎、支護排水溝、冠梁外凸間距以及施工誤差，但對于主樓在側壁邊的情況要考慮主樓承臺的寬度以及樁基施工工藝要求?；舆叺幕A施工要考慮施工工序，建議在地面先打邊樁再開挖，同時要注意被動土區(qū)加固以及角部內撐對主體樁基的影響。3.2地基處理對基礎的影響①本項目淤泥土平均9m，淤泥質土平均17m，由于覆蓋有深厚淤泥和淤泥質土，力學性能較差，不能直接作為建筑物或區(qū)內道路以及室外管網的基礎使用，為保證地基的穩(wěn)定，減小后期沉降和沉降差，提高地面的平整度，在工期允許的條件下，為后續(xù)建筑主體施工提供良好的工作條件，本項目先行進行軟基處理。常用的軟基處理有堆載預壓排水固結法、真空預壓、水泥土攪拌樁處理等方法。本次設計的原則在計劃工期內，使得地基的承載力及后期沉降達到要求，結合工程實踐、采取取技術成熟、可操作性強的處理、對建筑影響較小的堆載預壓法。堆載預壓工期在9`12月。經過地基處理后在打樁及后期底板施工，土質強度較高，不需要額外再換填均可直接施工，效果較好，經濟效益明顯。②對于開發(fā)較為緊張的項目，時間就是效益，堆載和真空預壓需要至少半年以上的工期，無法滿足要求，南沙地區(qū)常用的是磚渣換填。磚渣換填一般是在開挖后基底換填，在坑底打樁，換填厚度一般在1~2米左右，具體由現(xiàn)場試驗決定。對于無地下室工期緊張是常用攪拌樁或旋噴樁進行地基處理。3.3基礎形式：①在南沙地區(qū)，100m以下的建筑一般采用高強預應力管樁基礎，該類型樁具有施工簡單，成樁快，能進行大批量生產，大大縮短工期，工程造價低等優(yōu)勢。管樁一般采用錘擊和靜壓進行施工。由于錘擊樁噪聲較大，在居住集中區(qū)域一般采用靜壓樁，靜壓樁噪聲較小等優(yōu)勢，但其有需要地面承載力比較高，地基處理要求較高一般需要120MPa，以及穿透能力小和無法復打等缺點。在人煙較少區(qū)域可以錘擊樁，由于本項目在建時附近比較偏僻，采用柴油錘施工。由于柴油錘噪聲太大，近年比較逐漸被液壓錘代替。常規(guī)采用的高強預應力管樁管徑為500和600mm，經過經濟性對比本項目一層地下室區(qū)域采用500mm樁徑的高強預應力管樁，樁間距3.5d，太小間距會引起附近樁隆起，太大不經濟。管樁由于抵抗水平力較小，偏樁是比較普遍的現(xiàn)象，建議在坑底打樁，這樣可以減小偏樁率。②二層地下室區(qū)域塔樓主要為框架核心筒結構的辦公樓，單柱下承載力較高，中風化埋藏不是很深，是比較理想的持力層，經過綜合經濟性對比，選擇旋挖成孔灌注樁。采用鋼護筒進行施工，為減小樁端沉渣以及提高樁承載力，本項目對于塔樓灌注樁采用后注漿工藝，注漿漿液為純水泥漿，采用42.5級普通硅酸鹽水泥配置，注漿水灰比為0.5。后注漿質量控制采用注漿量和注漿壓力雙控方法，以水泥注入量控制為主，泵送終止壓力控制為鋪。后注漿施工完成后提供完整施工記錄，在樁身混凝土強度達到設計要求的條件下，承載力檢驗應在注漿完成20天后進行。對于地庫由于主要是抗拔控制，后注漿效益不明顯，故不采用。③不管是采用預制樁還是灌注樁，施工之前應進行試樁，試樁是比較重要的工程依據(jù)。由于軟土較厚，均應考慮負摩阻的影響。合理的基礎設計及施工組織，本項無三類四類樁，均符合設計及規(guī)范要求，經濟成本也符合預期。3.4淤泥地區(qū)基礎問題：淤泥地區(qū)基礎主要的問題是變形和偏樁。對于變形問題，基礎設計時盡量把持力層放在穩(wěn)定的土層，管樁的持力層大部分在全風化或強風化土層上，灌注樁持力層一般在中風化或微風化上。深厚淤泥地區(qū)若采用淺基礎，少用獨基和條基，建議采用變形協(xié)調性能好的筏板基礎。偏樁最容易發(fā)生在坑頂打樁，常常在開挖過程導致偏樁，因此建議在坑底打樁，坑底磚渣換填要考慮承臺的高度，至少換填深度要深于樁頂設計標高200~300以上，使樁頂形成硬殼層?？又锌颖匦枳龊娩摪鍢吨ёo，減少換填，減少偏樁。結語綜上所述，深厚淤泥對建筑工程的負面影響大。在建筑工程施工中，若忽視對深厚淤泥地段的處理，就有可能在施工或投用后遭遇地面沉陷、建筑沉降等一系列問題。當前處理深厚淤泥的工藝方法較多，本文僅對高強預應力管樁和旋挖灌注樁的處理原理