深水塘地基的方案设计与施工处理.doc

1、深水塘地基的方案设计与施工处理中图分类号：U652.7+2 文献标识码： A 文章编号： 1.工程概况 拟在一深水塘处建造一幢 6 层职工住宅，职工住宅楼的平面布局为一字形，6 层砖混结构，建筑面积为 6406.92m2，开间以 3.6m 为主，层高为 3.1m，每层为一梯两户，每户均设有阳台。承重体系采用横墙承重，外墙厚为 370mm，内墙厚度为 240mm，部分隔墙的厚度为 120mm，采用现浇钢筋混凝土楼板和屋盖；每层设有圈梁，同构造柱形成内框，抗震烈度为 7 度设防。拟建的建筑物大部分位于水塘内，应对水塘进行地基处理，使其地基承载力达到 160kpa，以满足建造 6 层住宅对地基承载力

2、的要求。根据现场的情况，通过各种地基处理方式的技术经济比较，采用大厚度的灰土填筑，解决了地基处理设计和施工中的实际问题，取得了较好的技术经济效果,也为类似的地基的施工提供了经验。 2、地基土质情况 为查明场区内土层的分布情况，沿水塘的周围和水塘中部布点进行钻探，掌握各土层的物理力学性质，取出土样作土工实验。实验分析表明：场区内的土层分布较为均匀，其中水塘边的土层自自然地面以下分布分别为：杂填土层厚度为 0.4-0.8m，粉质粘土厚度为 1.5-1.8m，粉土层的厚度为 4.2-4.9m，粉细砂层的厚度为 3.2-5.0m，再往下为中粗砂层；水塘内的土层分布自水塘底部以下分别为：於泥质土层的最大

3、厚度为1.5m，於泥层下的为粉细砂层，含水率在 10%-15%之间。各土层的承力分别为：粉质粘土为 142.6-197.5kpa，粉土地为 179.5-245.6kpa，粉砂为225.4-310.0kpa，细砂、中砂及粗砂均在 330kpa 以上。 3.地基处理方案的的选择 本工程所在的场地较为特殊，场区的地下水位较低，建筑物的基础大部分位于水塘内，小部分位于塘边，其主要的特点如下：地基处理品的面积大，东西长约 80m，南北宽约 50m。水塘的堤较陡，深度较大，从自然地面至塘底算起塘深 7-8m，由于地下水位较低的原因，水塘干涸至少五年以上，只是在雨季时有少量的积水，水塘存在的时间在 30 年

4、以上，塘内於泥的厚度超过 1.5m，水塘周边堆有大量的生活垃圾，使得塘岸高低不平。在这样的地基上建造房屋首先要解决两个技术问题：一是如何在设计要求的基底标高处提供承载力不小于 160kpa 的地基，二是如何消除地基土的不均匀对上部建筑物的影响。在解决了上述的技术问题后，还应考虑地基处理的经济性。经分析和研究认为，对水塘的处理最终必须填土至所需的标高处，这样就有两种解决的办法：一是先做好基础然后回填土至所要求的标高即采用深基础的方案；二是先填筑至所要求的标高后，对所填筑的土进行处理，然后在处理好的地基土上再做基础，也就是说采用浅基础的方案。 3.1 深基础方案 深基础一般包括箱型基础、地下连续墙

5、和桩基础等，对于普通的住宅采用箱型基础和地下连续墙显然不经济。由于水塘的深度较大，采用桩基础时也只能采用端承桩，施工时应先成桩后再进行填土，这种做法会便得桩身产生负磨擦，增大桩端地基土的荷载，处理效果不够理想；并且采用桩基础时混凝土和钢材的用量也较大。因此深基方案在该工程中不亦采用。 3.2 浅基础方案 对本工程来说可采用挤密桩、强夯法、灰土换填法等方法对地基进行处理，形成人工地基后，在地基上再做基础。经分析对比，挤密桩、强夯法均需要专用设备，其中强夯法对周围的建筑物有较大的影响，故不宜采用；灰土换填法技术成熟，施工工艺简单，无需专用设备，施工质量易于控制，所需的材料可以就地取材，有利于节省投

6、资；并且灰土固结好，性能可靠。因此在水塘的处理中我们采用灰土换填法进行地基处理。 4.地基基础的设计 4.1 人工地基的设计 对人工地基的设计总要求是使其承载力达到 160kpa 以上，换填灰土的底部应落在承载力较高的粉细砂层上。随着地基深度的增加，由基础传来的基底附加应力逐渐减小，当地基土中的深度距离基底超过 3m 时，由基础传来的基底附加应力就不超过 10kpa。因此设计上要求对水塘中在建筑物的范围内的灰土厚度不小于 3m，换填的原则是局部软弱局部换填。为了降低造价除在基底以下 1.5m 的范围内采用 3:7 灰土外，其余部分的换填均采用 1:9 的灰土；从塘边向内做成台阶状，台阶的宽高比

7、为 2:1，除建筑物基础范围以外的部分用好土夯填至室外标高。为了调节建筑物的沉降，在钢筋混凝土条基下，人工地基上辅 100mm 厚的碎石垫层，比例为 4:3:3，其中级配为 10-20mm 的碎石占 40%，级配为 5-10mm 的碎石占 30%，中砂占 30%。 4.2 基础的设计 为减少填方量，根据工程概况特点，设置地下室，地下室的高度为2.5m，地下室内外墙厚均为 370mm；基础坐落在碎石垫层上，采用钢筋混凝土条形基础，并在地下室的墙顶布设钢筋混凝土圈梁与条形基础共同调整基础底部的附加应力和不均匀沉降，防止建筑物产生过大的相对沉降和倾斜。 5.灰土换填施工 换填施工前，需先将坑内积水排

8、净，清除淤泥直至露出好土，晾晒后再填筑灰土， 灰土的原料用活性 CaO+MgO 含量在 70%以上的优等消石灰和粘性土及塑性指数大于 4 的粉土;灰料采用新鲜的消石灰,其颗粒不得大于 5mm;土内不得含有松软杂质,并且在使用时要过筛,其颗粒不大于 15mm。 为保证换填赤土的压实密度，我们采用了分步铺压：用 10t 光面压路机压实，铺层厚度为 200300mm，每层碾压的遍数以用环刀法测定的干容重达到 15kN/m3 为标准来确定（设计要求压实系数 0.95 以上） 。夯实后的灰土三天内不得受水浸泡；灰土完成后，及时进行下一步工序，防止日晒淋。 6.沉降观测 6.1 沉降观测的目的 为了验证地

9、基处理的效果和加强对建筑物的监控，以数据说明问题，消除职工的怀疑，我们对本工程在施工过程中和竣工后的半年中进行了沉降观测。 6.2 沉降观测的实施 6.2.1 设置基准点和观测点 按规范要求，将基准点设于大水塘东侧，距待测建筑物最近点约20m，最远点约 95m。观测点布置在建筑物的四角、承重横墙与外纵墙的交接处、山墙中部。具体点数为 33 个点，观测点高出室外地面 300mm。 6.2.2 沉降观测 用 Ni004 水准仪按级水准测量标准进行观测。 观测时间总的分为两个阶段：第一阶段施工阶段；第二阶段为工程竣工之后半年。由于建筑物地基承受的荷载随着工程的进展而逐渐加大，所以对其变形观测的重点应

10、放在施工阶段，按施工加载情况确定观测次数，原则上每施工一个楼层观测一次。这样便可以准确掌握“荷载一沉降关系”的现场资料，一旦发生异常情况，也便于采取补救措施。首先观测从第一层墙体砌至窗台时开始，以后的观测根据施工进度的安排。本工程的沉降观测历时 1 年，共 10 次。 6.3 沉降观测结果及分析 表中为 2 号楼沉降观测的结果,将此结果按现行规范（GBJ7-89）进行数据比较。 从表中可以看出，灰土地基的压缩变形很小，对于 6 层砖混住宅，在竣工时的平均沉降量仅为 3.68mm，竣工半年之后的沉降量也只有5.34mm，表明沉降已趋于稳定；其局部倾斜值，无论是在施工阶段，还是在竣工之后，都满足现行规范（GBJ7-89）的要求，各次观测的最大局部倾斜值都小于规范允许值（0.002） ，表明本工程的灰土地基处于安全运作状态。 7.结论 以换填大面积大厚度灰土换填进行地基处理作为一般民用房屋的地基，采用一般的浅基础形式，在造价上是比较经济的，与钢筋砼桩基相比，可节省投资 30%-40%左右；对灰土地基而言，只要在材料和施工质量上得到保证，其压缩变形就不会大，沉降效应不敏感，沉降与加载状态、时间的关系，和天然粘性土有类似的规律；并且灰土地基在技术上比较成熟，质量可靠容易保证，因而在取材方便的条件下，具有良好的应用前景。