CN103628494A - 一种地基基础处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种地基基础处理方法。其特征在于采用褥垫法，在土岩组合地基中，用炉渣、中砂、粗砂、土夹石或粘性土材料，其褥垫层厚度为300至500mm；对于土层厚度差异很大的土岩组合地基，尤其是地基压缩量相差较大的位置，沉降缝的设置应有足够的宽度，房屋层数为2至3层时，沉降缝宽度为50～80mm，房屋层数为4至5层时，沉降缝宽度为80～120mm，房屋层数为5层以上时，沉降缝宽度不小于120mm；后浇带法是在高低层相连处设置，宽度不小于500mm，避免设置沉降缝带来建筑使用功能和防水上的问题。组合方式采用独立基础和一柱一桩的形式，保证施工质量。

Description

一种地基基础处理方法

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种地基基础处理方法。

背景技术

岩土工程地基基础对建筑物的安全和正常使用有着密切联系，地基的下沉将造成室内地坪空鼓、开裂，室外散水空鼓开裂、下沉，建筑物基础受水浸泡，甚至导致建筑物不均匀沉降等问题。土岩组合地基是山区常见的建筑场地，常见的土岩组合地基主要有：土层呈尖灭状分布的地基，这是由于下卧基岩表面坡度较大形成的；覆盖土层厚薄极度不均匀的地基，这是由于基岩表面起伏不平导致的；石芽地基，石灰岩地区常见地基形式，并有可能部份石芽出露。球状岩块与残积层混杂堆积的地基；崩塌体堆积的地基或崩塌休堆积物与残积坡积物混杂堆积的地基；岩石碎屑填土地基，以及矿产残碴(如煤歼石堆积)或工业废料(如炉碴或钢碴堆积)等堆积物形成的地基。一般来说，这些地基无论岩石还是土体的承载力都比较高，但是由于土层和岩石的刚度差异巨大，最大的问题是容易出现不均匀变形，导致建筑开裂问题。已有的文献对软土和岩石组合地基上的基础工程处理还没有发现，根据工作实践，本发明所述的软土和岩石组合地基上的基础工程处理，做探索性实验，取得了较好的应用效果。

发明内容

本发明的目的在于通过采用设置褥垫法、设置沉降缝、后浇带法，在独立基础和一柱一桩的基础形式上，针对工程进行过程中的具体问题提出独立或多种组合方法处理地基基础，保证施工质量。

为了实现上述目的，本发明采用的具体步骤如下：

一、褥垫法的选择

土岩组合地基中，由于岩石地基和土地基在强度和刚度的差异，位于岩石地基部分的基础变形小，导致与岩石相邻的土层的承载力发挥不出来，使基础在土岩交界处形成应力集中，因此需要在土层和岩层顶面设置一层褥垫层，以减小土岩之间的沉降差。褥垫采用炉渣、中砂、粗砂、土夹石或粘性土材料，其厚度为300至500mm。

二、沉降缝的设置

对于土层厚度差异很大的土岩组合地基，尤其是地基压缩量相差较大的位置，在建筑物上设置沉降缝处理主要措施。沉降缝的设置：①建筑平面的转折部位；②高度差异或荷载差异处；③长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位；④建筑结构或基础类型不同处；⑤分期建造的房屋的交界处。沉降缝应有足够的宽度，房屋层数为2至3层时，沉降缝宽度为50～80mm，房屋层数为4至5层时，沉降缝宽度为80～120mm，房屋层数为5层以上时，沉降缝宽度不小于120mm，在特殊情况下可适当加宽。

三、后浇带法选择

处理土岩地基不均匀沉降的后浇带法是在高低层相连处设置的，采用后浇带法减少高层主楼和低层裙房的沉降差：①调整主楼基底和裙房基底的压力差，降低主楼和裙楼的沉降差，②较准确地算出主楼与裙楼的沉降值，调整沉降差使沉降后期两者沉降相近。采用后浇带法可避免设置沉降缝带来建筑使用功能和防水上的问题。后浇带一般设在裙房一侧，宽度不小于500mm。

四、组合方式

土岩组合地基，采用独立基础和一柱一桩的形式，根据地质情况可单设褥垫法、沉降缝、后浇带法，针对工程进行过程中的具体问题提出独立或多种组合方法处理地基基础，保证施工质量。降低建筑因地基不均而带来的不均匀沉降问题，增加结构的整体刚度，特别是碰到软土地基时应适当增加其关键部位的抗拉强度，尽量采用对不均匀沉降不敏感的结构。在不均匀场地进行建筑设计时，应注意相邻建筑物的相互影响，让沉降大的部分先沉降一部分，这样便可有效地减少不均匀沉降。

本发明的有益效果在于土岩组合地基，采用独立基础和一柱一桩的形式，根据地质情况可单设褥垫法、沉降缝、后浇带法，针对工程进行过程中的具体问题提出独立或多种组合方法处理地基基础，保证施工质量。本发明施工方案简单，灵活，方便，有效的降低建筑因地基不均而带来的不均匀沉降问题，是沉降大的部分先沉降一部分，增加结构的整体刚度。

具体实施方式

结合甘肃某施工基地基础处理工程做进一步说明。

1、工程概况

某住宅小区的建筑场地原为工厂旧厂房，旧建筑物已全部拆除，场地平坦、宽阔，其中1#～8#楼为二组大底盘，三塔楼形式建筑，总高32.3m(10层)，结构类型为带一层转换层的短股剪力墙结构体系，该场地土层厚薄不均、性质不同，自上而下的土层分别是：①杂填土厚0.5～1.0m；②硬塑状粘土(fak＝180kpa，Es＝27.5Mpa)厚1.0～1.2m；③可塑状粘土(fak＝130kpa，Es＝5.5Mpa)厚0～2.2m，局部缺失；④软塑状粘土(fak＝60kpa，Es＝2.0Mpa)厚1.0～2.5m；⑤流塑状粘土(fak＝30kpa，Es＝1.0Mpa)厚0～2.1m，局部缺失。土层以下为基岩，为石灰系下统岩关组炭岩，但是基岩面深浅不一：浅的2.5m，深的9.2m，基岩fak＝4000kPa，qpk＝8000kPa。基底标高部分位于基岩下，部分位于土层上。根据地质勘察报告，该场地存在不均匀性，钻探中发现普遍存在页岩、裂隙、沙坑等不良地质条件。这是一个土层厚度不均匀，还存在流塑软土；基岩承载力较高，但又存在不良地质的土岩组合地基，加之上部结构为复杂高层建筑结构，单柱荷载较大。其基础工程的妥善处理，影响到建筑的安全和使用。

2、土岩组合地基处理方法

(1)设置褥垫法

土岩组合地基中，由于岩石地基和土地基在强度和刚度的差异，位于岩石地基部分的基础变形小，导致与岩石相邻的土层的承载力发挥不出来，使基础在土岩交界处形成应力集中，因此需要在土层和岩层顶面设置一层褥垫层，以减小土岩之间的沉降差褥垫法是通过在土岩地基上方设置一定厚度散体垫层，基础设置在在垫层，通过垫层的压缩和过渡使基础变形和受力得到过渡，避免基础在交界处形成大转角。褥垫可采用炉渣、中砂、粗砂、土夹石或粘性土等材料，其厚度应能达到能够使地基变形平顺过渡的要求，取300至500mm。褥垫法多用于房屋为单层排架结构或一、二层砌体承重结构，土层的地基承载力标准值一般大于应150KPa的土岩组合地基。其夯填度应根据试验确定，夯填度为褥垫夯实后的厚度与虚铺厚度的比值。

(2)设置沉降缝

对于土层厚度差异很大的士岩组合地基，尤其是地基压缩量相差较大的位置，在建筑物上设置沉降缝是常用的处理措施。沉降缝的设置宜结合建筑物的平面形状、地基土质、基础类型及荷载条件等设置沉降缝，其设置：①建筑平面的转折部位；②高度差异或荷载差异处；③长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位；④建筑结构或基础类型不同处；⑤分期建造的房屋的交界处。沉降缝应有足够的宽度，房屋层数为2至3层时，沉降缝宽度为50～80mm，房屋层数为4至5层时，沉降缝宽度为80～120mm，房屋层数为5层以上时，沉降缝宽度不小于120mm，在特殊情况下可适当加宽。

(3)后浇带法

处理土岩地基不均匀沉降的后浇带法是在高低层相连处设置的，具体做法是：先把高层主楼与低层裙房分开施工，从基础到裙房屋顶各构件的钢筋均断开，在建筑沉降稳定后，将各构件断开处浇混凝土联系起来，灌后浇带之前需把断开的钢筋焊接起来。采用后浇带法还会采用以下方法减少高层主楼和低层裙房的沉降差：①调整主楼基底和裙房基底的压力差，降低主楼和裙楼的沉降差，主楼用整片基础，如箱形基础或片筏基础，减小土压力，裙楼用条形基础及独立柱基加大土压力。②较准确地算出主楼与裙楼的沉降值，调整沉降差使沉降后期两者沉降相近。后浇带法通过先施工主楼，待主楼封顶后，再施工裙楼，待沉降基本稳定后，再浇灌后浇带，连为整体的方法，把高层主楼和低层裙房连成整体。采用后浇带法可避免设置沉降缝带来建筑使用功能和防水上的问题。后浇带一般设在裙房一侧，宽度不小于500mm。

(4)、组合方式土岩组合地基，采用独立基础和一柱一桩的形式，根据地质情况可单设褥垫法、沉降缝、后浇带法，针对工程进行过程中的具体问题提出独立或多种组合方法处理地基基础，保证施工质量。降低建筑因地基不均而带来的不均匀沉降问题，增加结构的整体刚度，特别是碰到软土地基时应适当增加其关键部位的抗拉强度，尽量采用对不均匀沉降不敏感的结构。在不均匀场地进行建筑设计时，应注意相邻建筑物的相互影响，让沉降大的部分先沉降一部分，这样便可有效地减少不均匀沉降。

某住宅小区工程为软土和岩石组合的地基，在地表的硬壳层下为厚度不均的软土，基底标高大部分位于基岩下，局部位于土层上，其基岩承载力较高，但又存在页岩、裂隙、沙坑，而上部结构为复杂高层建筑结构，单柱荷载较大。经过多次方案比较、评审，最后采用“独立基础+人工挖孔桩”基础方案：在基岩面埋深较浅的部分，挖除软土，将柱基础直接落在基岩上；对于基岩面埋深较大的部分，则采用人工挖孔桩，一柱一桩，桩端落在基岩上。这样的基础方案适合该工程特点和场地特点：①基础直接落在基岩上，基岩承载力较高，满足高层建筑荷载大的要求；②落在基岩上的基础不存在地基变形问题，既满足了高层建筑基础必须做到基础总沉降量和差异沉降量满足规范规定允许值的要求；③采用该方案后工程主楼与连接体之间不设永久缝，仅设后浇带用以解决险收缩和温度应力。同时，这样的基础方案传力明确、质量可靠、造价较低。

由于该场地下土层厚度不均，基岩中又存在页岩、裂隙、沙坑等诸多不良地质现象，而且在设计阶段，是很难掌握非常详细的场地的地质条件的，因此设计中还要求无论是直接落在基岩上的柱下独立基础还是人工挖桩基础，均应对持力层灰岩进行超前钻探，查明基底5m(独立基础)或3d(桩基础)范围内基岩的完整性。施工中，勘察、施工、监理应准确提供每一个裂隙、沙坑的平面只寸、走向、深度与基础的相对关系、两侧基岩的稳定性、可靠性等书面性资料。对于在施工中发现的裂隙、沙坑，处理方案为：①对外露的、浅层的裂隙、沙坑、，采取挖填置换的方法处理。能全部清除洞内泥土的全部清除，将洞壁(沟壁)表面凿毛，然后用混凝土回填。当难以清除洞隙内泥土时，也要尽量清除，清除深度不少于1米，然后回填毛石、碎石、浇筑险，并加大基础底面积(原则上加大面积二三洞隙面积)，使之跨越洞隙。②对外露的较深、较大的沙坑，当沙坑底岩石稳定可靠时，则改用桩基，将桩穿过洞体，使桩尖落在洞底岩石上。③对未外露的在5m或3d深度范围内的裂隙、沙坑，采用灌注填塞。④对未外露的较大的沙坑，采用在坑内设置高压旋喷桩的处理方法，用旋喷桩支顶溶洞顶板，使之稳定。

(5)方案实施与效果

由于地基基础地质状况在设计阶段很难准确清楚，通过勘察手段也只能概括的查明场地内地形、地貌特征以及地质构造特征，对于是否存在裂隙、沙坑、不均匀地基不良地质现象，场地内的地层结构、分布厚度及均匀性，各岩土层主要物理力学性质，场地内地下水类型，水位变化等，有一定的局限性。真实的场地条件只有基坑开挖才得以暴露显现，因此对于软土和岩石组合地基的处理，必须由设计、施工和勘察密切配合，根据暴露显现后的实际情况，调整处理方案，使设计方案实施可行。在该住宅小区土岩组合地基的处理中，设计人员不仅是在设计中制定处理方案，还配合施工，实行动态设计，使处理方案经济可行，安全可靠。该工程的基坑开挖后，多处出现在勘察报告中未反映的裂隙、沙坑异常状况，但及时处理了施工中发现的问题，排除了建筑危害。在该小区基础工程施工过程中，多处出现了类似的问题，但是通过多次进行基础设计变更取得了效果的良好技术和经济效果。

Claims (2)

1.一种地基基础处理方法，其特征在于采用的步骤如下：

(1)、褥垫法的选择土岩组合地基中，由于岩石地基和土地基在强度和刚度的差异，褥垫法采用炉渣、中砂、粗砂、土夹石或粘性土材料，其褥垫层厚度为300至500mm；

(2)、沉降缝的设置对于土层厚度差异很大的土岩组合地基，尤其是地基压缩量相差较大的位置，沉降缝的设置应有足够的宽度，房屋层数为2至3层时，沉降缝宽度为50～80mm，房屋层数为4至5层时，沉降缝宽度为80～120mm，房屋层数为5层以上时，沉降缝宽度不小于120mm；

(3)、后浇带法的选择是在高低层相连处设置，宽度不小于500mm，避免设置沉降缝带来建筑使用功能和防水上的问题。

(4)、组合方式土岩组合地基，采用独立基础和一柱一桩的形式，根据地质情况可单设褥垫法、沉降缝、后浇带法，针对工程进行过程中的具体问题提出独立或多种组合方法处理地基基础，保证施工质量。

2.如权利要求1所述一种地基基础处理方法，适合岩土地基处理工程，降低建筑因地基不均而带来的不均匀沉降问题，增加结构的整体刚度，特别是碰到软土地基时应适当增加其关键部位的抗拉强度，尽量采用对不均匀沉降不敏感的结构。