建筑地基基礎(chǔ)處理方案一、工程概況本項(xiàng)目位于長(zhǎng)江沖積平原Ⅲ級(jí)階地，地貌單元為古河道—牛軛湖交替帶，地面高程4.1～5.3m，相對(duì)高差1.2m。場(chǎng)地20m深度范圍內(nèi)揭露地層自上而下為：①雜填土0.4～2.8m，松散，含碎磚、砼塊；②粉質(zhì)黏土2.8～6.5m，軟塑，孔隙比0.92，壓縮系數(shù)0.62MPa?1；③淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土6.5～11.7m，流塑，含水量46%，有機(jī)質(zhì)4.3%；④粉細(xì)砂11.7～18.0m，稍密，標(biāo)貫擊數(shù)N=11～15；⑤中粗砂18.0～25.0m，中密～密實(shí)，N=22～31，夾0.2～0.4m透鏡體黏土；⑥全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖25m以下，遇水軟化。地下水類型為孔隙潛水，穩(wěn)定水位1.2～1.6m，年變幅0.8m，對(duì)混凝土具微腐蝕性。建筑為地下2層、地上18層框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)，單柱最大軸力12500kN，差異沉降限值0.002L，整體傾斜1/850。二、巖土工程問題識(shí)別1.①層雜填土成分雜亂、壓實(shí)度不均，局部存在1.5m×2.2m的老地下室底板，開挖擾動(dòng)后易形成應(yīng)力集中。2.②、③層軟土總厚度8.9m，十字板抗剪強(qiáng)度18～24kPa，承載力特征值65kPa，下臥砂層頂板埋深11.7m，無法滿足筏板下臥層強(qiáng)度與變形雙控要求。3.砂層④、⑤雖為中密～密實(shí)，但埋深大，若采用端承樁，樁長(zhǎng)需25m以上，經(jīng)濟(jì)性差；且⑤層局部夾黏土透鏡體，沉樁易偏斜。4.場(chǎng)地周邊12m處有運(yùn)營(yíng)地鐵隧道，振動(dòng)速度控制值0.5cm/s，傳統(tǒng)錘擊樁施工易超標(biāo)。5.地下二層基坑開挖10.2m，坑底位于③層淤泥質(zhì)土，隆起量計(jì)算值42mm，需解決坑底抗隆起與流土問題。三、地基基礎(chǔ)處理目標(biāo)1.復(fù)合地基承載力特征值≥280kPa，變形模量≥25MPa，建筑物20年沉降≤45mm，差異沉降≤15mm。2.基坑開挖期坑底抗隆起安全系數(shù)≥1.6，支護(hù)最大水平位移≤0.3%H。3.施工期地鐵隧道振動(dòng)速度≤0.25cm/s，噪音≤55dB（夜）。4.造價(jià)較鉆孔灌注樁方案節(jié)省≥18%，工期縮短≥25%。四、技術(shù)路線比選1.鉆孔灌注樁后注漿：?jiǎn)螛冻休d力高，但泥漿外運(yùn)受限，造價(jià)368元/m，工期75d，地鐵保護(hù)專項(xiàng)措施費(fèi)120萬元。2.靜壓管樁：無振動(dòng)，但⑤層透鏡體易斜樁，樁長(zhǎng)28m，單樁承載力2600kN，造價(jià)345元/m，擠土效應(yīng)顯著，鄰樁上浮6～11mm。3.長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌CFG樁復(fù)合地基：樁身強(qiáng)度C20，樁徑400mm，樁距1.4m，正方形布樁，樁端進(jìn)入④層粉細(xì)砂1.2m，置換率6.4%，承載力可達(dá)290kPa，造價(jià)198元/m，工期42d，振動(dòng)小，可控排土。4.水泥土攪拌樁+CFG組合：先采用雙軸攪拌樁對(duì)②、③層軟土進(jìn)行滿堂加固，28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥0.8MPa，再施工CFG樁，形成“上硬下勁”的復(fù)合體，可減少CFG樁18%，造價(jià)再降7%。經(jīng)有限元對(duì)比（Plaxis3D），組合方案總沉降38mm，最大差異沉降8mm，支護(hù)位移22mm，地鐵隧道最大振動(dòng)速度0.18cm/s，綜合最優(yōu)，故采用“雙軸攪拌樁+長(zhǎng)螺旋CFG樁+褥墊層”復(fù)合地基，配合“SMW工法樁+三道支撐”基坑支護(hù)。五、復(fù)合地基設(shè)計(jì)1.雙軸攪拌樁直徑700mm，搭接200mm，樁頂標(biāo)高-2.5m，底標(biāo)高-12.0m，進(jìn)入④層0.3m，水泥摻量20%，水灰比0.55，外摻0.3%三乙醇胺早強(qiáng)劑。每延米水泥用量385kg，28d強(qiáng)度1.1MPa，90d強(qiáng)度1.4MPa。布樁形式：滿堂梅花形，樁距1.0m，置換率28%。2.CFG樁樁徑400mm，樁距1.4m，正方形布樁，樁頂標(biāo)高-2.7m，底標(biāo)高-14.5m，進(jìn)入④層2.8m，樁身強(qiáng)度C20，坍落度180mm，拔管速率1.2m/min，停料面高于設(shè)計(jì)樁頂0.5m。褥墊層300mm厚，級(jí)配碎石5～20mm，壓實(shí)度≥0.96，鋪設(shè)雙向鋼塑格柵TGSG80-80，拉伸強(qiáng)度≥80kN/m。3.承載力計(jì)算按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012第7.1.5條：攪拌樁單樁承載力Ra1=up∑qsiaLi+qpaAp=0.7π×(12×3.7+18×5.5+35×1.0)+0.25×π×0.352×350=1.0×(44.4+99+35)+33.7=212kNCFG樁Ra2=0.4π×(15×3.7+28×5.5+55×2.8)+0.25×π×0.22×550=1.26×(55.5+154+154)+17.3=456kN攪拌樁面積置換率m1=0.28，CFG樁m2=0.064，樁間土折減系數(shù)β=0.9，復(fù)合地基承載力：fspk=m1×Ra1/Ap1+m2×Ra2/Ap2+β(1-m1-m2)fsk=0.28×212/0.385+0.064×456/0.126+0.9×(1-0.28-0.064)×120=154+232+70=456kPa，考慮0.7的調(diào)整系數(shù)，特征值319kPa＞280kPa，滿足。4.沉降計(jì)算采用復(fù)合模量法，加固區(qū)加權(quán)平均模量Esp=m1Ep1+m2Ep2+(1-m1-m2)Es攪拌樁Ep1=120MPa，CFG樁Ep2=22GPa，樁間土Es=3.2MPaEsp=0.28×120+0.064×22000+0.656×3.2=33.6+1408+2.1=1444MPa下臥④、⑤層砂土Es=28MPa，采用分層總和法計(jì)算，沉降38mm，滿足45mm要求。六、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)1.支護(hù)樁采用Φ850@600SMW工法樁，內(nèi)插H700×300×13×24型鋼，樁長(zhǎng)22.5m，嵌固深度7.8m，水泥摻量22%，水灰比1.6，28d無側(cè)限強(qiáng)度1.3MPa。2.支撐體系首道鋼筋混凝土支撐截面800×900mm，標(biāo)高-1.8m，水平間距6.0m；第二、三道Φ609×16鋼管支撐，標(biāo)高-5.2m、-8.4m，預(yù)加軸力600kN、800kN。3.止水帷幕支護(hù)樁外側(cè)增設(shè)雙軸攪拌樁止水帷幕，Φ700@500，搭接200mm，進(jìn)入⑤層1.0m，形成封閉。4.坑底加固坑底以下3m范圍采用滿堂雙軸攪拌樁格柵加固，水泥摻量18%，格柵搭接250mm，抗隆起安全系數(shù)1.68。5.降水采用管井降水，井徑600mm，井深24m，濾管6m，單井涌水量28m3/d，共布設(shè)18口，水位降至坑底以下1.0m，降水引起的地面沉降計(jì)算值6mm，對(duì)地鐵隧道影響可控。七、施工工藝與參數(shù)1.雙軸攪拌樁（1）場(chǎng)地平整，高差≤10cm，鋪設(shè)30cm厚碎石工作墊層。（2）樁機(jī)就位，調(diào)平，偏差≤2cm，垂直度≤0.3%。（3）預(yù)攪下沉速度0.8m/min，噴漿壓力0.4～0.6MPa，漿液流量70L/min，至設(shè)計(jì)深度后持續(xù)噴漿30s。（4）提升噴漿速度0.6m/min，確保全樁段均勻摻量。（5）相鄰樁施工間隔≤24h，冷縫部位補(bǔ)打1根旋噴樁，直徑600mm，強(qiáng)度≥1.5MPa。2.CFG樁（1）長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)就位，鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位，偏差≤1cm。（2）鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后，停鉆泵送混合料，泵壓4～6MPa，鉆具提升與泵送同步，拔管速率1.0～1.2m/min，嚴(yán)禁停泵待料。（3）樁頂超灌0.5m，成樁后24h內(nèi)清運(yùn)棄土，防止側(cè)向擠壓。（4）樁身完整性采用低應(yīng)變檢測(cè)，抽檢率10%，Ⅲ類及以上樁比例≤5%，否則補(bǔ)樁。3.褥墊層（1）碎石分層鋪設(shè)，每層≤150mm，采用18t振動(dòng)碾，行走速度2km/h，輪跡重疊1/3輪寬。（2）壓實(shí)度現(xiàn)場(chǎng)采用灌砂法檢測(cè)，每100m2不少于1點(diǎn)，合格率≥95%。（3）鋼塑格柵搭接寬度300mm，綁扎間距300mm，張緊后用U型釘固定，釘長(zhǎng)300mm，正方形布置1.0m。八、質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收1.原材料水泥采用P.O42.5，28d膠砂強(qiáng)度≥48MPa，安定性合格；粉煤灰Ⅱ級(jí)，細(xì)度≤20%；碎石壓碎值≤10%，含泥量≤1%。2.成樁過程每班留取水泥土試塊2組，測(cè)定7d、28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度；CFG樁留取混合料試塊3組，測(cè)定28d抗壓強(qiáng)度。3.承載力檢測(cè)復(fù)合地基靜載試驗(yàn)3組，壓板面積3m×3m，最大加載560kPa，沉降12.3mm，回彈率82%，判定特征值320kPa；單樁靜載試驗(yàn)CFG樁3根，最大加載920kN，沉降18mm，回彈率85%，判定特征值460kN。4.沉降觀測(cè)建筑物四角、中點(diǎn)、后澆帶兩側(cè)共布設(shè)12個(gè)沉降標(biāo)，施工期每加高2層觀測(cè)1次，封頂后第1年每3個(gè)月1次，第2年每6個(gè)月1次，至今累計(jì)最大沉降31mm，差異沉降6mm，傾斜0.6‰，均優(yōu)于規(guī)范限值。九、風(fēng)險(xiǎn)控制與應(yīng)急1.地鐵保護(hù)（1）施工前在隧道內(nèi)布設(shè)120個(gè)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采集頻率1次/30min，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳云平臺(tái)。（2）采用靜壓設(shè)備施工CFG樁，壓樁速率≤1m/min，避免瞬時(shí)沖擊。（3）設(shè)置3cm沉降預(yù)警值、2mm/d變形速率預(yù)警值，一旦觸發(fā)，立即停泵、回填反壓。2.軟土側(cè)向擠出基坑開挖遵循“豎向分層、縱向分段、對(duì)稱限時(shí)”原則，每層開挖深度≤2.0m，段長(zhǎng)≤20m，限時(shí)24h內(nèi)完成支撐安裝。3.突涌、流土坑底加固后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)，水力梯度≤0.25，若出現(xiàn)混砂，立即采用坑內(nèi)反壓回填1m厚砂袋，并補(bǔ)打高壓旋噴樁封底。4.樁身缺陷低應(yīng)變發(fā)現(xiàn)Ⅲ類樁2根，采用袖閥管注漿補(bǔ)強(qiáng)，注漿壓力0.3～0.5MPa，水泥漿水灰比0.8，注漿量0.8t/m，注漿后復(fù)測(cè)提升至Ⅰ類。十、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益1.造價(jià)雙軸攪拌樁1.68萬m3，綜合單價(jià)145元/m3，計(jì)244萬元；CFG樁2.36萬m，單價(jià)198元/m，計(jì)467萬元；褥墊層0.42萬m3，單價(jià)128元/m3，計(jì)54萬元；檢測(cè)費(fèi)38萬元；合計(jì)803萬元。較鉆孔灌注樁方案節(jié)省186萬元，節(jié)資18.8%。2.工期攪拌樁18d，CFG樁24d，交叉作業(yè)總工期42d，較灌注樁方案提前33d，提前交付1個(gè)月，開發(fā)商提前售樓回款2.1億元，財(cái)務(wù)成本節(jié)約315萬元。3.環(huán)境