淺談建筑地基方案設(shè)計與驗算
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摘要：隨著我國建筑工程設(shè)施的大力發(fā)展，人們對建筑工程質(zhì)量的要求越來越高，而地基處理是影響建筑工程壽命的主要因素之一，相關(guān)人員必須進行嚴格的設(shè)計和承載力驗算。基于此，文章通過實際的工程案例，對擬建建筑物地基處理進行方案設(shè)計，及地基承載力驗算，結(jié)果表明采用CFG樁復合地基處理后，地基承載力滿足設(shè)計要求。
關(guān)鍵詞：建筑工程；地基處理；方案設(shè)計；承載力驗算
地基是建筑物的基礎(chǔ)，是保證建筑物穩(wěn)定性的前提。隨著我國科學技術(shù)的發(fā)展，建筑物地基處理的方式越來越多，CFG樁是一種介于剛性樁與柔性樁之間的樁型，通過褥墊層形成CFG樁復合地基，故可根據(jù)復合地基性狀進行工程設(shè)計。
1工程概況
某擬建建筑物組團，分別為教學樓、報告廳、行政辦公樓，均為4層，基礎(chǔ)埋深1.5m，采用框架結(jié)構(gòu)。根據(jù)野外勘探揭露、靜力觸探原位測試及室內(nèi)土工試驗成果，并結(jié)合附近場地的工程經(jīng)驗，綜合確定本場地土主要由雜填土、粉土、粉質(zhì)黏土、粉砂、細砂組成。常年水位在地面以下7.30～8.30m，水位標高81.08～82.28m（絕對標高）左右，屬于潛水。正常年份地下水年變幅1.5～2.0m，近3～5年最高水位5.3～6.3m。歷史最高水位2.0m，標高87.5m（絕對標高）左右。
2擬建建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計方案
根據(jù)工程概況，部分基底標高高于現(xiàn)狀自然地面，設(shè)計將第1層雜填土全部挖除，再采用二八灰土分層夯實回填至基底設(shè)計標高。要求灰土墊層的壓實系數(shù)不得＜0.95，處理后整個墊層的承載力特征值不應＜120kPa，具體由載荷試驗確定，回填質(zhì)量應滿足《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79—2012）的要求，并按相關(guān)規(guī)范的要求進行現(xiàn)場質(zhì)量檢測。初步設(shè)計時承載力特征值可按120kPa考慮。擬建教學樓，單柱最大荷載為3600kN，最大柱網(wǎng)間距約為8.8m×8.7m，獨立基礎(chǔ)面積≥30.0m2，獨立基礎(chǔ)面積過大。擬建行政辦公樓，單柱最大荷載為4500kN，最大柱網(wǎng)間距約為8.8m×8.7m，獨立基礎(chǔ)面積≥37.5m2，獨立基礎(chǔ)面積過大。擬建報告廳，單柱最大荷載為5000kN，最大柱網(wǎng)間距約為9.0m×9.0m，獨立基礎(chǔ)面積≥38m2，滿足柱網(wǎng)間距要求。地基處理后，可采用天然地基獨立基礎(chǔ)方案。地基處理后可采用筏板基礎(chǔ)方案或CFG樁復合地基方案。
3CFG樁復合地基處理措施
3.1CFG樁復合地基設(shè)計參數(shù)
根據(jù)場地巖土工程條件，持力層為粉砂及細砂層，確定CFG樁復合地基參數(shù)，參數(shù)如表1所示。
3.2CFG樁復合地基承載力驗算
根據(jù)場地巖土工程條件和擬建筑的上部結(jié)構(gòu)荷載情況，擬建建筑采用CFG樁復合地基時，以第7層為樁端持力層，計算CFG樁復合地基承載力，計算結(jié)果如表2所示。按上表驗算結(jié)果，采用CFG樁復合地基時，根據(jù)上述布樁方案能夠滿足要求。以上建筑計算均為估算，若采用復合地基，還需對每棟建筑進行CFG復合地基變形驗算，并進行樁身強度驗算。每棟建筑實際復合地基承載力特征值應由現(xiàn)場載荷試驗確定。
3.3CFG樁沉降驗算
根據(jù)有關(guān)規(guī)范，進行復合地基變形驗算，復合土層的壓縮模量及最終變形如表3所示。通過對擬建建筑物進行復合地基變形驗算可以得出，復合地基的變形不大，都在200mm范圍內(nèi)，滿足現(xiàn)行規(guī)范允許的變形量。
3.4CFG樁成樁注意事項
該場地地層主要由粉土、粉質(zhì)黏土、粉砂和細砂組成，CFG復合地基處理深度內(nèi)無膠結(jié)。根據(jù)鄰近場地CFG樁施工經(jīng)驗結(jié)合該工程地層情況，CFG樁在該工程可以使用。在地面施工會造成空樁太長，土體易產(chǎn)生位移，建議先開挖基坑、支護，然后在基坑內(nèi)再進行CFG樁施工，CFG樁施工時必須嚴格保證提鉆的同時立即開始澆灌混凝土，且保持一定的灌注壓力；CFG樁施工時，應注意對周圍環(huán)境可能造成不良影響。CFG樁施工時要采用無害建筑材料，避免對地下水及土體造成污染。
4結(jié)束語
通過對擬建建筑物地基處理的方案設(shè)計，確定CFG樁在該工程可以使用。按照CFG樁復合地基處理的承載力驗算及變形驗算，得出了該方案能夠滿足設(shè)計要求。建議根據(jù)驗算結(jié)果進行CFG樁復合地基施工。
作者：周春雷 單位：鄭州市建筑設(shè)計院