1、复合地基处理在高层建筑中的应用【摘要】本文以高层建筑为依托，着重介绍了钻孔夯底灌注桩和钻孔夯扩挤密灰渣桩相互结合后的复合地基在乌鲁木齐某工程施工过程中的应用。在实证研究中，该处理技术上部为灌注桩，而下部则为夯扩桩，以提高高层建筑的承载力，并有效将建筑物的沉降控制在一定范围内。其中，钻孔夯扩挤密灰渣土桩多用于挤密桩间土，同时还能够降低和压缩回填土层的密度。在现实应用过程中，通过数理分析后的上佳处理办法做基础，得到了比较广泛的推广。 【关键词】复合地基、高层建筑、夯底灌注桩、应用 中图分类号：TU208.3 文献标识码：A 文章编号： 一、引言 乌鲁木齐市很多地区由于城市化的不断扩大，城市建设规模
2、也日益增大，所产生的许多废弃杂乱，等待回填的大量采砂、石坑。随着全球环保理念的不断增强，此种采砂（石）坑场既能恢复和保护环境，又比较低廉，同时还具有易开采等特性，因此成为各大房地产开发商投资的新“热土” 。但是由于其年代不太一样，物质构成又不平均，杂质比较多，使其具有比较大的建筑学意义上的缺陷。比如，低承载力、不均匀性、压缩性大等都是其作为建筑材料的主要通病。而随着我国土地资源的日益紧张和容积率的不断提高的要求，使得高层建筑成为当前开发商热衷的建筑形式。然而，在这种场地建设高层或者超高层建筑，同时还必须选择既能满足结构设计要求又经济合理的地基处理方式，往往成为高层建筑地基处理的主要难点之一。文
3、章依照乌鲁木齐某采砂（石）坑场地的实践经验，来处理建设高层建筑地基的典型问题。依次实证经验，笔者详细介绍了一种多元桩地基处理方法钻孔夯扩挤密灰渣土桩与夯底灌注桩的复合地基处理的研究方法。 当前，国家对于多元桩设计方法虽然尚未出台相应的国标，但对于双元桩的应用及推广已经频见报端，并有不少研究成果。陈强早在 2001年就对二元桩碎石桩和 CFG 桩提出了自己的看法，并推出该复合地基的基本特性；黎良杰等人则主要介绍地基承载压强为介绍了利用长桩CFG 桩和短桩钻孔夯扩挤密桩来建造和处理高层建筑的地基案例，并测算出其压强为 478 kappa；同时，还有不少有关二元桩处理承载力特征值的推演及考证文献。但
4、是，专门针对利用砂（石） 坑场地建设高层建筑，同时运用钻孔夯底灌注桩上部灌注桩、下部夯扩挤密桩和钻孔夯扩挤密灰渣土桩的地基处理方法却少有人涉及和研究，值得业内重视。 二、工程情况 该工程为一住宅小区，包括 11#、12#、21#、23# 楼以及 14# 地下仓库。 以 11 号楼和 12 号楼为例，该两栋楼的承载力要求为深度是其修正后的特征值，其主要一项指标为 40kpa，并保持不变另外，在建筑物长时间的沉降量上也有一个重要指标及不大于 80mm，而其它数值在稳定性上保持固定不变。此工程的几个主题楼中，上述 11#、21#、楼以及 14#地下仓库为全部地基，12 号楼的东侧、23 号楼的西侧有
5、一大块地区是原来的一个较深的采砂石的坑，该坑底部最深处为 18.9 米，经过加工和处理过程后，现在已经逐步填回到水平地面。在进一步施工过程中，经过挖掘，素填土层和杂填土层成为其主要的基础持力层。因此，该地基虽然厚度比较大，但是复杂度却比较大，又不怎么坚固，平均承载力的主要特征 110kpa。12 号楼的西侧有一小块地，14 号地下仓库的东半部分主要持力基层为斑驳卵石。在此工程中，每个楼层的自然地基承载力难以满足高层建筑的结构和设计要求，因此需要基本的加固处理。 因此，本文以该工程的 12 号楼为例进行实证分析。12 号楼为地上28 层，地下三层，箱型地基，基底标高 51.14 m。 三、工程地
6、质与水文地质条件 此工程的场地处于典型的沙土地冲击平原上。该场地的土层主要以砂石碎粒为主，第四纪沉积物的平均厚度小于 75m。其中，拟建设场区主要为民房和空地，地势不太突出，地形较为平坦。地基钻孔孔口地面标准高度为 62.3-64.1m。拟建场区 40m 深度范围内土层基本分为如下三大类：人工堆砌层、自然新沉积层和第四纪沉积层，同时经过实地勘查，工程场地未见地下水。 四、地基方案的选择 根据现场场地对地基的考察和勘测调查报告，该场地的主要回填土质在物理工程力学上的性质上具有较差的岩土性质。表现为以下几种特质：首先，该场地回填土成分较为复杂，房渣土、建筑土、粉尘土以及自然砂土共同组成该土质。其次
7、，该场地地基结构较为松散，稳定性不足，承载能力仅为 120kpa，并且该土质空隙较大、含水性较低，压缩性和变异性比较大。第三，该场地的回填土层厚度较大，最深处达到15.7m。种种土壤特质给高层建筑的地基处理方案和具体施工带来了非常大的困难。因此，之前比较常规的单一地基处理方式很难满足高层建筑地基设计的要求，即使能够有效处理该地基也会增加该工程的投资成本和施工进度。 因此，以下以 12 号楼在地基处理过程中，对方案的选择和处理。依据 12 号楼的地质条件和建筑设计要求，在挑选各种高层地基处理方案过程中，可以综合考虑 CFG 桩或钻孔灌注桩复合地基方案， 钻孔夯扩挤密素混凝土桩复合地基方案，或者前
8、两者与钻孔夯扩挤密灰渣土桩结合的方案。但是如果要考虑现场的地质条件和优势：丰富的天然砂石和砂土地，那么从充分利用该条件，化劣势为优势，将是该工程最大的亮点。从单一的 CFG 桩以及简单的复合桩来看，桩体虽然能够较好的控制地质沉降，并且具有较大的承载力，但是它却难以降低桩间的空隙和压缩性，进而提高地基土的承载能力。而采用钻孔夯底灌注桩上部为灌注桩、下部为夯扩桩和钻孔夯扩挤密灰渣土桩，充分弥补了以下几种缺陷，相当于三元桩的处置方法，又能综合上述优点，是一个技术上可行、经济上合理的处置方案。 五、复合地基的施工 12 号高层建筑地基处理施工具体过程分为以下几个部分： 定位放位点施测； 灰渣土桩成孔；
9、 灰渣土混合料拌制； 夯扩桩机就位； 分层投填灰渣土混合料、夯扩挤密； 夯底灌注桩成孔； 夯扩下半段 4m； 灌注上半段 4m、振捣混凝土施工； 复合地基检测； 土、凿桩头； 验槽； 褥垫层施工。 （一）钻孔夯扩挤密灰渣土桩 钻孔夯扩挤密灰渣土桩采用现场土渣、白灰和部分天然砂石。其中，白灰要用块灰，现场分化，施工用土为现场砂土配上砂石。配比比例为：白灰：砂石：渣土=1：1：3，之后运用铲车将其拌均匀，最大径粒不小于 4 厘米。同时要注意在搅拌过程中要加适量水，以手握成团、落地开花为宜。 （二）钻孔夯底灌注混凝土桩 下部钻孔夯扩挤密干硬性混凝土桩的桩体则以水泥、天然级配砂石和防冻剂等为原料，设计
10、强度 C16。具体质量配比为：m（水泥）：m（水）：m（级配砂石）= 311：209：1810，施工中采用普通滚筒搅拌机现场搅拌，每盘配比为：m（水泥）：m（水）：m（级配砂石）= 48：31：293（每盘） 。上部钻孔灌注桩原材料为水泥、砂、碎石，设计强度 C20，塌落度 1214cm。 六、复合地基的检测 静载荷试验是用来确定经处理后的多元桩复合地基是否满足设计要求的最直接、最可靠的手段。经过检测表明，这种复合地基承载力特征值都达到了该建筑结构设计的各项要求和指标，高层建筑桩身质量和完整性较好，总体优良符合结构设计要求。 七、结语 通过以上论证，在类似条件下，采用钻孔夯扩挤密灰渣土桩和钻孔夯扩底灌注桩下部为钻孔夯挤密桩、上部为混凝土灌注桩，处理高层建筑复合条件地基在经济上是合理的，同时在技术上是可行的。 【参考文献】 1 王步云 赵秀芹：砂石桩与低强度混凝土桩组合型复合地基在软土地基中的应用（一） ， 岩土工程技术 ，2007 年 01 期 2 王步云 赵秀芹：砂石桩与低强度混凝土桩组合型复合地基在软土地基中的应用（二） ， 岩土工程技术 ，2007 年 02 期 3 孙志军 王应严：多元桩复合地基在高层建筑地基处理中的应用 ， 岩土工程技术 ，2004 年 05 期 4 黄永亮：论建筑地基常见问题及其处理办法 ， 科技信息 ，2009 年 02 期
