滨海地区场地局部软弱土处理实例

白金剑

摘 要：因场地存在局部软弱土，采用地基处理方法进行局部处理，调整不均匀沉降。

关键词：不均匀沉降;地基处理;预制管桩;复合地基

在地基基础设计中由于地基土的复杂性，往往存在暗塘，河道等不良地质条件，这时设计人员必须根据具体条件，采用优化设计方法，提高设计质量。有时需要采用多种地基和基础类型或采用变形分析解决不均匀沉降问题。设计重点在满足承载力要求的基础上，进行沉降验算。

某场地位于秦皇岛市北戴河新区滨海大道北侧，场地地貌单元属海岸平原地貌。场地地势相对平坦，绝对标高介于1.63m～2.14m，最大高差为0.51m。原设计独立基础埋深为3.0m，基础底面绝对标高-0.3m，基槽开挖深度范围内地层主要为耕土和细砂，局部软弱夹层采取换填垫层法进行地基处理。基槽开挖后根据钎探发现场地西南角存在局部软弱土层，为原养殖池塘，补勘后发现3～6#基础下存在第②-1层松散状态的细砂，轻微液化，厚度介于2.7～4.2m之间，地基承载力较低，因为场地整体地质条件较好，原设计采用天然地基，为了保证工程质量、节约建设成本、缩短建设工期，决定原设计方案不变，对局部进行地基处理。经对比论证采用复合地基处理方案，增强体单桩采用预应力管桩，型号为PHC400AB95-6，桩端带闭口桩尖，碎石褥垫层厚300mm，有效桩顶绝对标高为-0.7m。复合地基承载力特征值fspk=180kPa。

一、场地工程地质条件

根据勘探资料，表层为耕土，其下依次为第四系全新统冲洪积形成的细砂，海陆交互沉积形成的细砂、粉质黏土、粉细砂、细砂、粉质黏土和细砂。场地地层上部主要土层如下：

①耕土Q4pd：主要以细砂为主，含少量粘性土，含植物根系。稍湿-饱和，松散。厚度0.9～1.2米，应挖除。②细砂Q4mc：饱和，稍密-中密。厚度3.3～5.0，中密状态，工程性质较好。②1细砂，松散，稍湿-饱和。厚度0～4.2米。仅3～6#基础下分布。③细砂以下为密实状态。地下水稳定水位高程介于1.10～1.44m。地下水對混凝土结构具有微腐蚀性，对钢筋具有中等腐蚀性。

二、 复合地基方案简介

（一）刚性桩桩复合地基设计

因场地局部存在松散砂层，本着经济合理的设计原则，仅处理3～6#基础下第②-1层松散状态的细砂，提高地基承载力，消除液化，减少沉降。预制桩施工简便，桩身质量可控，工期短，造价低且具有挤密效果。

设计要求复合地基承载力特征值fspk=180kPa。增强体单桩采用预应力管桩，型号为PHC400AB95-6，桩端带闭口桩尖，碎石褥垫层厚300mm，有效桩顶绝对标高为-0.7m。地基持力层为②1层细砂（承载力特征值为80kPa，处理后桩间土承载力特征值取天然地基承载力特征值的1.2倍，即96kpa），设计以承载力特征值提高至180kPa进行计算。按有效桩长6米计算，桩端持力层为③层细砂，λ—单桩承载力发挥系数取0.9;β—桩间土承载力折减系数取0.9。根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）《复合地基技术规范》（GB/T50783-2012），复合地基承载力特征值按公式fspk=λmRa/Ap+ β（1-m）fsk 计算，经计算4个独立基础下布桩情况如下：3#基础，梅花形布桩，桩间距2.05m×2.05m，置换率0.0680，复合地基承载力212Kpa;3#基础，梅花形布桩，桩间距2.05m×2.05m，置换率0.0680，复合地基承载力212Kpa;4#基础，正方形布桩，桩间距1.85m×1.85m，置换率0.0558，复合地基承载力189Kpa;5#基础，正方形布桩，桩间距1.9m×1.9m，置换率0.0558，复合地基承载力189Kpa;6#基础，正方形布桩，桩间距1.55m×1.55m，置换率0.0743，复合地基承载力，202Kpa;

地基土的计算参数建议值和桩的极限承载力标准值建议见下表：

（二） PHC管桩设计

设计PHC管桩桩径0.5m，有效桩长6.0m，桩长范围的土层为②1层粉细砂，③层细砂。进入③层细砂层桩长为2.2～3.7米。单桩承载力计算根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008，按如下公式计算：Ra=up∑qsi*li+qpAp计算得出的单桩承载力特征值为239～296KN。PHC管桩采用锤击法沉桩工艺，为提高抗腐蚀能力，在桩体内部灌入C25素混凝土并振捣密实。

（三）变形计算

由于该复合地基主要为处理局部②1层松散细砂层，规划展馆采用独立基础，根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）和《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）有关规定，主要变形控制参数为相邻柱基的沉降差，本设计主要比较地基处理前后的沉降变化，计算公式如下：

计算结果见下表：

三、检测结果

桩基结束后进行了单桩承载力检测和复合地基承载力检测，复合地基承载力加载的最大值为设计要求特征值得2倍。经检测，复合地基承载力特征值180kPa时对应的沉降值3#～6#基础分别为0.026，0.018，0.019，0.023mm，桩间土均匀性及液化消除程度采用标准贯入试验检验，3#～6#基础的标贯击数平均值分别为31.7，26.9，24.3，29.8击。

自基础施工完成后至竣工后一年内的基础沉降值如下：

四、结束语

现场试验采用单桩载荷试验和复合地基载荷试验，承载力均达到设计要求，验证挤密效果采用《建筑抗震设计规范》规定的标准贯入试验的方法，标贯击数经计算已达到消除地基土液化的要求。工程完工后一年基础沉降监测值在允许范围内，该项目获得省级优质工程奖。

参考文献：

[1]中国建筑工业出版社  化建新 郑建国  主编   工程地质手册（第五版）2018.4

[2]浙江大学 浙江中南建设集团有限公司  主编  《复合地基技术规范》 2012.10

[3]中国建筑科学院  主编  《建筑地基处理技术规范》 2012.8

[4]中国建筑科学院  主编  《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）