复合地基施工处理方案探讨

潘月亮，邓旭东

(中国华西企业股份有限公司第十二建筑工程公司，四川成都610081)

1 工程概况

本项目位于成都市人民南路与东御街交汇处的东南面，北邻天府广场，南靠规划中的染房街商业步行街，东接待建的成都国际商城，西靠人民南路。

本工程为地下5层、地上37层的商场、办公、餐饮性质的超高层建筑，总高度为162.75 m，总建筑面积为139 918 m2，属一类高层公共建筑，地基基础设计等级为甲级。拟建建筑物性质见表1。

表1 拟建建筑物性质一览表

由于拟建物塔楼荷载较大，根据《项目岩土工程勘察报告》，塔楼地段基底下分布砂层、全～强风化泥岩等相对软弱夹层，不能满足设计要求，故需对塔楼地段地基进行处理。中筒筏板要求处理后复合地基承载力特征值fak不小于1 200 kPa，地基的基床系数KP=60 000 kN/m3;外框筏板要求处理后复合地基承载力特征值fak不小于800 kPa，地基的基床系数KP=45 000 kN/m3。

经多种方案技术经济比较，建议采用人工挖孔置换桩复合地基对外框筏板范围内的地基土进行加固，桩端进入中等风化泥岩0.5 m以上;对中筒范围采取C15毛石混凝土换填处理。通过对建筑场地地质情况及建筑物结构、性质的分析，认为采用本方案进行加固处理技术上可行。

2 场地工程地质及水文地质条件

2.1 地形地貌

拟建场地位于人民南路与东御街交汇处的东南面，北邻天府广场，地貌单元属成都平原岷江水系Ⅱ级阶地。场地地形变化较大，

孔口标高为498.89～503.16 m，高差为4.27 m。

2.2 地层结构

在拟建场地勘探深度范围内的地层主要由第四系人工填土层(Qm14)、第四系全新统冲洪积层(Qal+p14)、第四系上更新统冲洪积层(Qal+p13)和白垩系上统灌口组(Kg2)泥岩组成，见表2。

表2 岩土层的工程物性指标建议值

2.3 地下水

本工程场地地下水类型为上层滞水、孔隙潜水和基岩裂隙水。上层滞水主要富存于场地上部的填土中，仅局部分布，靠大气降水和管沟渗漏补给，埋藏较浅，无统一水面，水量较小，易于疏排;孔隙潜水主要富存于第四系砂卵石层中，受大气降水和岷江水系地下水径流补给，水量丰富。场地环境类别为Ⅱ类，强透水层。拟建场地地下水对混凝土结构和混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性，但对钢结构具有腐蚀性。

场地基坑挖至设计垫层底标高以上300 mm时，CFG桩开始施工。最大桩长约11.00m，桩长标高约为496.50m，故在CFG桩前施工前，基坑需进行降水。

3 复合地基处理

3.1 外框筏板人工挖孔置换桩复合地基处理

人工挖孔置换桩径1 200 mm(不含150 mm护圈)，桩长6.0 m左右，进入中风化泥岩0.5 m，按正方形布桩。A区布桩置换率m=0.168，B区布桩置换率m=0.216，褥垫层厚度30 cm，夯填度小于0.9。

换填处理:采用C15毛石混凝土换填至中风化泥岩顶面。

(1)根据场地地质情况、地基承载力与地基基床率数值要求，结合成都地区类似工程经验，本工程中筒部分采用换填处理，基余部分采用人工挖孔置换桩进行处理的方案是适宜的。

(2)复合地基设计参数选取恰当，计算模型正确，计算无误，图示清楚，设计方案合理，可作为施工依据。

(3)由于复合地基承载力高，无法进行静载试验，本方案采用实测中风化泥岩的桩端端阻力特征值及桩周侧阻力特征值，再计算复合地基承载力的间接方法可行，可作为竣工验收依据。

(4)根据工程类比经验，复合地基基床系数按45 000～50 000 kN/m3、换填地基基床系数按60 000 kN/m3取值恰当。

3.2 中筒筏板地基处理

中筒筏板要求处理后复合地基承载力特征值fak不于小1 200 kPa，根据成都地区类似工程处理经验，处理后复合地基承载力特征值fak很难达到1 000 kPa以上。且根据地勘报告显示:桩间土大部分地段为细砂，处理有一定难度，处理费用加上相应检测费用，已和直接采用C15混凝土换填费用相近，且工期较长，故中筒筏板地基建议采用C15混凝土换填，换填浓度至中等风化泥岩顶面，平均深度约4.5 m。基坑开挖按1∶0.1～1∶0.3放坡，换填总方量约3 500 m3。根据工程经验类比，其地基基床系数可达60 000 kN/m3以上。

为保证基坑东南侧的护壁安全，要求换填施工时要求分块分步换填，换填时分块交接处须将泥土处理干净(图1)。

图1 地基处理方案

挖至中风化泥岩顶面后，进行3点载荷试验，以准确确定中等风化泥岩的承载力特征值。

4 施工质量控制

(1)按《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79－2002)施工。

(2)桩端须进入中等风化泥岩内不少于0.5 m。

(3)桩体质量控制标准:桩位允许偏差≤0.40D。桩垂直度偏差不超过1.0%，桩长允许偏差+100 mm，桩径允许偏差－20 mm，现场进行抽样检查。护壁采用C20混凝土，桩芯采用C25混凝土，采用振动棒振实。

(4)水泥、砂、卵石应具备符合质量要求的材质试验资料。

(5)认真作好施工记录。

(6)每台班取样一组送试验室作桩试块28 d强度试验。

(7)施工全过程有专业技术人员负责质量自检。

(8)对建筑物测量控制桩、轴线应专门保护。

(9)施工全过程配专业技术人员负责质量自检。

(10)在施工过程中如发现异常情况，须进行施工勘察，以进一步确定处理深度及处理范围。

(11)严格控制施工质量，确保桩端及换填深度进入中风化泥岩。

(12)施工结束后，严格按《建筑地基处理技术范围》及《四川省地基质量检测若干规定》的有关要求进行复合地基检测。检测合格后方可进行下一步施工。

(13)经地基处理后的建筑应进行地基变形验算，并按规定进行沉降观测。

5 施工流程

为避免中筒换填施工对复合地基施工造成影响，故先进行换填施工，再进行复合地基处理施工。流程如下:基坑开挖至设计标高(基底垫层底标高以下200 mm)→中筒开挖至设计深度→C15混凝土换填→人工挖孔至设计深度(进入中等风化泥岩0.5 m以上)→桩底深井载荷试验→填料(C25混凝土)振捣密实，直至设计桩顶标高→桩身完整性检测→人工捡底并裁桩→铺设并压实。

6 安全生产保证措施

为确保人身及财产安全，贯彻“安全第一、预防为主”的方针，施工中必须加强安全措施管理，以保证施工顺利进行。

6.1 施工前期准备

(1)取得相应的工程地质，施工前场地水文地质特证，地下管网，相邻建筑物的相关资料。

(2)根据前期基础资料，组织总工办及项目部编制工程施工方案安全技术措施和事故应急措施，经技术部门审批及监理单位签字后进行施工。

(3)施工前针对人工挖孔置换桩施工特点、工艺、安全技术要求，对所有从事桩作业的工作进行安全教育、现场急救知识培训和急救抢险培训。

(4)桩作业前必须对施工人员进行针对性的安全技术交底，进行班前教育，做好班前教育记录。

(5)现场配备漏电保护器、安全帽、绝缘胶鞋等用具。

(6)施工中的用电机具需由持证电工安装和拆除。