建筑岩土地基处理对策

某高层建筑，由高层主楼15层、12层、10层及裙房2层组成，建筑面积为19800m2，高层主楼设地下室2层。高层部分呈三角放射式，平面呈Y形，长、宽水平距离各为40m，高层、低层总长104m，总宽62m。建筑物高度，高层为56．4m，裙房为10．6m，高层主楼平面如图1所示。建筑场地较平坦，场地标高71．000～72．OOm。地基土层情况是：从地表面向下，第1层新近沉积土[O41，厚0．40～2．70m，第2层膨胀土[Ol1，厚4．70～26．OOm，第3层碎石土[Q1]，厚o．50～2．70m，第4层花斑灰岩fO2lJ岩溶发育，溶洞较多，最大直径为2．Om，小溶洞较多。除在膨胀土层中有滞水层外，在基岩中未见地下水。根据物探及钻探结果，基岩埋深南浅北深，高层部位基岩面起伏最大幅度为14m左右，裙房部位尚较平缓。裙房仅2层，无地下室，基础埋置较浅，采用十字交叉梁基础，基底不直接接触基岩面，基底下加砂垫层适当处理使地基均匀。高层主楼箱基埋置较深，岩土地基复杂，本文主要介绍这部分的地基处理。高层主楼场地典型工程地质剖面如图2所示。全避开基岩陡坎，决定建筑物向东南方向再移位3m。在按施工图纸开挖基坑，挖至一5．O00m时，普遍进行了钎探。在普遍布孔间距4m，局部间距2m，个别间距lm后，发现建筑物地基下的基岩起伏变化较勘察报告提供的大。按移位后的新位置，在12层东墙轴线下的地基仍有局部基岩埋置较浅，基本与箱基底平，即基坑挖至箱基底标高后，这部分岩石即露出基坑底面。在箱基底的其他个别部位也有距箱基底小于1．30m的岩石，这部分岩石虽未露出基坑底面，但其距箱基底太近，对箱基均匀受力十分不利。基坑开挖并钻孔钎探后，发现了土洞，其位置深度在离箱基底近lOm处，洞宽1．5O～2．OOm，洞深5．60m，洞中底部高2．30m被泥砂充填，洞中上部3．30m为空洞。考虑今后建筑物使用后，地下水位改变时，土洞再次被水冲刷，可能再被扩大，也有可能改道，土洞虽距箱基底较远，但因上部荷载大，箱基埋置深，仍在影响范围之内。

1处理方法

(1)本工程地基下卧层基岩表面坡度较大，在移位后靠近陡坡处坡度仍大于10％，并且在北部出现基岩石芽局部隆起出露。由于基岩表面倾斜，使基底上层厚薄不均，所以，要考虑岩面上土层厚度的变化、地基土的承载力和压缩性相差悬殊而引起箱基的不均匀沉降，并考虑上覆土层沿基岩面滑动的可能性。具体处理方法是：对隆起的基岩与箱基底持平者，小炮炸除1．30m，上做1．OOm厚砂垫层，分层夯实。对隆起的基岩与箱基底小于1．30m者，也要炸除一部分，炸至距箱基底1．30m，做砂垫层，至箱基底留出300mm。为解决箱基底沉降不均问题，把整个箱基底铺300mm厚瓜子片状石屑垫层，使箱基底形成一个褥垫，具体作法如图3所示。

(2)对土洞的处理。岩溶土洞分活土洞及死土洞两种，一般走水的土洞为活土洞，不走水的土洞为死土洞，其处理方法也不同。本工程发现土洞后，复经密布钻孔，查清土洞的范、规模，经压水测试，各钻孔水道均通畅，确定土洞为活土洞。活土洞的处理原则是疏导地下水，使其水流通畅。处理措施是：从基坑底向下挖井，挖至洞顶，清除洞内泥砂，洞底分层铺填块石，厚度为2．30m，上铺碎石，厚度为3．30m，至洞顶以上即用灰土夯填，直做至石屑褥垫层下。

2常用处理方法分析

(1)岩土地基的处理方法，一般可分为两类，一类为处理软弱部分，即压缩性较高的地基，使其适应坚硬部分，即压缩性较低的地基。例如本工程移位后，计划采用箱基局部坐到基岩上的混凝土现浇层上，这是由于基岩顶面距箱基底较近，而大部分采用箱基底做桩基的作法，这部分基岩顶面距箱基底较远。因造价高、工期长，且基岩溶洞分布规律未完全探清，因而未予采用。根据工程具体情况，也可采用局部大开挖、换填，或用梁、板跨越等方法。这种处理方法其处理效果好，但不经济，且施工工期长。另一类是处理压缩性低的地基，使其与压缩性较高的地基相适应，做到调整岩土交界部位的相对变形，避免由于该处应力集中而使建筑物出现不均匀沉降。褥垫法是处理岩土地基中常用的既经济又安全可靠的方法。本工程采用石屑褥垫法，目的是调整南北不均匀沉降，因为基岩面上的土层厚度不均，悬殊较大。根据有些高层建筑地基处理经验，采用石屑做褥垫层，由于其遇较硬地基后，能自动滑动，产生较好的调整地基变形的作用。褥垫层的厚度视所需调整的沉降量而定，一般采用粗砂、碎石、级配卵石300～500mm，采用石屑，厚度300mm即可。

(2)对下卧层基岩面坡度较大的地基，除考虑地基承载和变形引起建筑物不均匀沉降外，还应考虑地基土沿倾斜面滑动。当基岩表面相背倾斜，且离基础底较近时，相当于大孤石地基，应予炸除处理，换成褥垫层。当基岩相向倾斜，彤成沟道时，对建筑物的危害相对减小，视沟道深度及建筑物荷载大小确定处理。对局部隆起的地基及大块孤石地基，当其距基础底较近时，对建筑物地基不均匀沉降十分不利，一般应预处理。常用的褥垫处理方法，造价低，施工方便，效果较好。

(3)褥垫层法是通常对岩土地基处理常用的、简易的而又可靠的方法。褥垫层所用的材料有粗砂、碎石、级配卵石、石屑等。利用粗砂、碎石作褥垫，其调整地基的压缩性较好，但采用级配卵石、石屑，其适应硬、软／f‘的地基，利用其滑移性好，可以更好地调整地基的压缩性，调整地基的不均匀变形。对碎石、石屑褥垫层，浇筑混凝土基础垫层时，应注意使混凝十水灰比小一些，防止水泥渗入褥垫层，将褥垫层材料胶结，其滑移不自由，使褥垫不能发挥作用。对粗砂褥垫层，天然级配的河砂、卵石褥垫层，因构成隙较少，这个问题不突出，但也应注意施工质量。

(4)岩土地基的处理，不能只是孤立地处理地基，应对地基、基础及上部结构作为整体考虑，因为它们是共同工作的，在许多情况下是互相补偿的。建在岩土地基上的建筑物，除加强上部结构的整体刚度外，对于红线外。根据该市的规定，不允许锚杆穿过用地红线，因此不能采用。

3支护结构设计

3．1支护桩设计

支护桩各段设计参数见表2。表2支护桩各段设计参数计算桩长／m边坡有效桩长／一n桩径／n1m桩问距／n筋(含锁【=_I梁)东侧AB段151449001．218+25东北侧BC段1716．410001222击25北侧CD段15l44900l2I8由25西北侧DE段l5144900l216+25西南侧EF段1413．4900l216+25南侧FA段l514．4900l216+25支护桩有效桩顶标高为一3．400m，即嵌入锁口梁0．1m。主筋均匀J置，桩底端2．0m范围主筋减半。箍筋，加强筋混凝土强度等级C30。

3．2桩顶喷锚支护设计

(1)南侧及东侧：桩顶边坡放坡开挖，第一级坡高1．5m，坡比1：1；其F土体在锁口梁施工时沿搅拌桩垂直开挖。中间设置1．0m宽平台。坡面采用挂网喷射混凝土。钢筋网采用小6，喷射混凝土为C20，喷射厚度10em，加速凝剂l％。

(2)北侧及西侧：桩顶喷锚支护结构部分锚杆共两排：建筑物较长、体形又较复杂，而地基硬、软明显悬殊时，应用沉降缝将建筑物分开，以减小由于不均匀沉降造成的危害。对高层建筑与低层裙房不便设沉降缝时，可采用预留施工后浇带法，待高层主体完成后，再与低层裙房连在一起，以减小高层与低层的差异沉降。后浇带从基础作起直至上部全部结构，构造简单，施工方便。上部结构及基础采取措施后，再配合地基处理，能起到相辅相成的作用。

(3)加强地质勘察，彻底掌握岩土地基情况。在复杂地质条件F，建造高层建筑，其地质勘察工作更应加强，为结构设计提供的地质报告更应详尽、准确。工程地质勘察布孔较一般情况下为密，深度应探至基岩面，并深入500ram，待开挖基坑后，再进行加密钻孔补探，遇地质构造复杂的局部部位要重点探测，直至完全掌握情况为止。也可先在建筑场地进行物探，即用物理方法(例如地震波)在地面上探出地层构造情况，工程地质勘察据此布孔，再进行详察。用物探开路，再用工程地质勘探_羊察，二者结合，较易摸清岩土地基的地质构造规律。