深厚淤泥地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

深厚淤泥地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)摘要：深厚淤泥地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工一向是一個(gè)難點(diǎn)，本文結(jié)合實(shí)際案例，探討深厚淤泥地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)方案，希望能為相關(guān)實(shí)踐工作的開展提供些許理論參考。關(guān)鍵詞：深厚淤泥；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；地基處理在深厚淤泥地區(qū)施工時(shí)，容易出現(xiàn)地基沉降、下陷等問題，既影響施工進(jìn)度與施工質(zhì)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(shí)，必須根據(jù)地質(zhì)特點(diǎn)做好特殊設(shè)計(jì)。下面結(jié)合實(shí)際，對(duì)深厚淤泥地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有關(guān)問題做具體分析。1工程概況2015NJY-1地塊項(xiàng)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(jié)構(gòu)，基本風(fēng)壓0.65，場(chǎng)地類別為三類，一~二層地下室。場(chǎng)地淤泥厚度1.4~20.5米，平均厚度7.5米。該項(xiàng)目采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁和旋挖灌注樁，樁長(zhǎng)40~50米。圖12015NJY-1項(xiàng)目全貌2深厚淤泥對(duì)建筑基礎(chǔ)的影響在建筑基礎(chǔ)施工中，深厚淤泥會(huì)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(dǎo)致施工難度增加，工程進(jìn)度與質(zhì)量都受到影響。因此在進(jìn)行基礎(chǔ)施工前，要認(rèn)真做好對(duì)深厚淤泥地質(zhì)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(duì)地基的影響。研究與實(shí)踐證明，深厚淤泥給建筑基礎(chǔ)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(bǔ)償力就會(huì)漸漸不足，此時(shí)若缺少及時(shí)的支護(hù)，基坑會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)，地面會(huì)出現(xiàn)沉陷。在有深厚淤泥的地段開挖基坑，當(dāng)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(huì)受到淤泥水的水頭壓力，水頭壓力達(dá)到一定程度時(shí)，基坑內(nèi)部會(huì)大量涌水，基坑的穩(wěn)定性大大降低。【1】另外，隨著基坑開挖深度的增加，基坑周圍的應(yīng)力也會(huì)不斷得到釋放，應(yīng)力釋放過快而新的補(bǔ)充力不能維持原有的力學(xué)平衡，在這種作用力失衡的情況下，基坑周圍淤泥會(huì)分別在垂直方向上與水平方向上發(fā)生位移，位移過大時(shí)地面就會(huì)塌陷。因此，在深厚淤泥段進(jìn)行基礎(chǔ)施工時(shí)，必須高度重視并認(rèn)真處理基坑支護(hù)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。【2】3深厚淤泥地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與處理3.1基坑支護(hù)形式對(duì)于基礎(chǔ)的影響本項(xiàng)目位于南沙區(qū)，南沙區(qū)普遍淤泥較厚，主要的支護(hù)形式有：①對(duì)于一層地下室：水泥土墻+坑內(nèi)加固支護(hù)、懸臂灌注樁+被動(dòng)區(qū)攪拌樁加固+攪拌樁止水帷幕、放坡支護(hù)、SMW工法樁+錨索支護(hù)+被動(dòng)土區(qū)攪拌樁加固、預(yù)應(yīng)力管樁+預(yù)應(yīng)力錨索+拌樁止水帷幕等；經(jīng)過經(jīng)濟(jì)性對(duì)比，本項(xiàng)目采用SMW工法樁+錨索支護(hù)+被動(dòng)土區(qū)攪拌樁加固的形式。②對(duì)于二層地下室：灌注樁+預(yù)應(yīng)力錨索+被動(dòng)土加固+攪拌樁止水帷幕、對(duì)于角度較小的項(xiàng)目可采用支護(hù)樁+內(nèi)支撐、地下室連續(xù)墻。經(jīng)過經(jīng)濟(jì)性對(duì)比，本項(xiàng)目采用灌注樁+預(yù)應(yīng)力錨索+被動(dòng)土加固+攪拌樁止水帷幕的支護(hù)形式。③基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)由主體單位提出地下室側(cè)壁范圍、地下室側(cè)壁與支護(hù)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(biāo)高以及局部坑中坑深度。常規(guī)地下室側(cè)壁與支護(hù)內(nèi)側(cè)間距按1.5m的間距進(jìn)行考慮，這主要是考慮側(cè)壁基礎(chǔ)、支護(hù)排水溝、冠梁外凸間距以及施工誤差，但對(duì)于主樓在側(cè)壁邊的情況要考慮主樓承臺(tái)的寬度以及樁基施工工藝要求。基坑邊的基礎(chǔ)施工要考慮施工工序，建議在地面先打邊樁再開挖，同時(shí)要注意被動(dòng)土區(qū)加固以及角部?jī)?nèi)撐對(duì)主體樁基的影響。3.2地基處理對(duì)基礎(chǔ)的影響①本項(xiàng)目淤泥土平均9m，淤泥質(zhì)土平均17m，由于覆蓋有深厚淤泥和淤泥質(zhì)土，力學(xué)性能較差，不能直接作為建筑物或區(qū)內(nèi)道路以及室外管網(wǎng)的基礎(chǔ)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(xiàng)目先行進(jìn)行軟基處理。常用的軟基處理有堆載預(yù)壓排水固結(jié)法、真空預(yù)壓、水泥土攪拌樁處理等方法。本次設(shè)計(jì)的原則在計(jì)劃工期內(nèi)，使得地基的承載力及后期沉降達(dá)到要求，結(jié)合工程實(shí)踐、采取取技術(shù)成熟、可操作性強(qiáng)的處理、對(duì)建筑影響較小的堆載預(yù)壓法。堆載預(yù)壓工期在9`12月。經(jīng)過地基處理后在打樁及后期底板施工，土質(zhì)強(qiáng)度較高，不需要額外再換填均可直接施工，效果較好，經(jīng)濟(jì)效益明顯。②對(duì)于開發(fā)較為緊張的項(xiàng)目，時(shí)間就是效益，堆載和真空預(yù)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(chǎng)試驗(yàn)決定。對(duì)于無地下室工期緊張是常用攪拌樁或旋噴樁進(jìn)行地基處理。3.3基礎(chǔ)形式：①在南沙地區(qū)，100m以下的建筑一般采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，該類型樁具有施工簡(jiǎn)單，成樁快，能進(jìn)行大批量生產(chǎn)，大大縮短工期，工程造價(jià)低等優(yōu)勢(shì)。管樁一般采用錘擊和靜壓進(jìn)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(shì)，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(fù)打等缺點(diǎn)。在人煙較少區(qū)域可以錘擊樁，由于本項(xiàng)目在建時(shí)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(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁管徑為500和600mm，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)性對(duì)比本項(xiàng)目一層地下室區(qū)域采用500mm樁徑的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁，樁間距3.5d，太小間距會(huì)引起附近樁隆起，太大不經(jīng)濟(jì)。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(jié)構(gòu)的辦公樓，單柱下承載力較高，中風(fēng)化埋藏不是很深，是比較理想的持力層，經(jīng)過綜合經(jīng)濟(jì)性對(duì)比，選擇旋挖成孔灌注樁。采用鋼護(hù)筒進(jìn)行施工，為減小樁端沉渣以及提高樁承載力，本項(xiàng)目對(duì)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(jí)普通硅酸鹽水泥配置，注漿水灰比為0.5。后注漿質(zhì)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(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的條件下，承載力檢驗(yàn)應(yīng)在注漿完成20天后進(jìn)行。對(duì)于地庫(kù)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(yù)制樁還是灌注樁，施工之前應(yīng)進(jìn)行試樁，試樁是比較重要的工程依據(jù)。由于軟土較厚，均應(yīng)考慮負(fù)摩阻的影響。合理的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及施工組織，本項(xiàng)無三類四類樁，均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，經(jīng)濟(jì)成本也符合預(yù)期。3.4淤泥地區(qū)基礎(chǔ)問題：淤泥地區(qū)基礎(chǔ)主要的問題是變形和偏樁。對(duì)于變形問題，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)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(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化土層上，灌注樁持力層一般在中風(fēng)化或微風(fēng)化上。深厚淤泥地區(qū)若采用淺基礎(chǔ)，少用獨(dú)基和條基，建議采用變形協(xié)調(diào)性能好的筏板基礎(chǔ)。偏樁最容易發(fā)生在坑頂打樁，常常在開挖過程導(dǎo)致偏樁，因此建議在坑底打樁，坑底磚渣換填要考慮承臺(tái)的高度，至少換填深度要深于樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高200~300以上，使樁頂形成硬殼層。坑中坑必需做好鋼板樁支護(hù)，減少換填，減少偏樁。結(jié)語綜上所述，深厚淤泥對(duì)建筑工程的負(fù)面影響大。在建筑工程施工中，若忽視對(duì)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(dāng)前處理深厚淤泥的工藝方法較多，本文僅對(duì)高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁和旋挖灌注樁的處理原理