素混凝土復合地基在洛陽文博苑1#樓的應用

唐繼紅  祁德勝

洛陽智博建筑設計有限公司

1、工程概況

    文博苑l#樓位于洛陽市聯盟路中段路北，為底部一層框架，上部五層磚混住宅的商住樓。該建筑長59.2m，寬ll.0m，總高度20.6m。場地的抗震設防烈度為7°，場地土屬中軟場地土，建筑場地類別為Ⅱ類。本工程采用素混凝土樁復合地基，鋼筋混凝土獨立基礎。基礎平面(圖l) 

圖l

2、工程地質情況

    根據勘探結果，該工程地基土自地表向下土層分為6層：

    ①雜填土(Qml)，雜色，土質不均，含有較多磚塊、灰渣；層厚0．5m～1．0m。

    ②黃土狀粉質粘土(Q42dl+p1)，黃褐色，土質不均，含少量白色絲狀物、磚屑及小碳粒，具針、蟲孔、可塑、具高壓縮性；層厚l.5m～2.0m；a1～2=0.546Mpa-1，Es1～2=3.89MPa，qsia為l5kPa。承載力特征值l00Kpa。

    ③黃土狀粉質粘2L(Q4dl+pl)，呈黃褐及黃褐色，土質不均，含少量鈣絲、鈣礫及銹斑狀物；具針、蟲孔：可塑～硬塑，具中壓縮性。層厚l.2m～1.5m。 al～2=0.245Mpa-1,Esl～2=7.71MPa．，qsia。為25kPa。承載力特征值145kPa。

    ④粉質粘土(Q2dl+p1)，呈棕黃色，土質不均，含鈣質結核、鐵錳質膜；針蟲孔發育。硬塑，具中壓縮性。層厚3.0m～4.5m。al～2=0.1 35MPa-1,Es1～2=1 3.26MPa，qsia為28kPa，qpa為350kPa。承載力特征值l70kPa。

    ⑤粉質粘土(Q2dl+p1)，呈灰黃及淺黃色，含大量黑色鐵錳質結核。硬塑，具中壓縮性。層厚5.2m。al～2=0.139MPa-l,Esl～2=1 3．95MPa，qsia為30kPa。承載力特征值190kPa。

    ⑥粉質粘土(Q2dl+p1)，呈淺棕紅色，含大量鈣質結核、黑色鐵錳質結核；針蟲孔發育。可塑，具中壓縮性。本層未揭穿。al～2=0.139Mpa-l,Esl～2=1 3.22MPa，qsia為35kPa。承載力特征值200kPa。

    第②、③層土具有一級非自重濕陷性，最大分布深度為4.2m。地下水位埋深6.3m-7.5m。地下水類型為上層滯水。

3、基礎方案的選擇

    本工程基礎設計時必須考慮三個重要因素。一是相臨建筑的影響；二是濕陷性黃土的因素；

    三是地下水的因素。常用的基礎方案有以下幾種。

    ①土(灰土)墊層。根據《濕陷性黃土地區建筑規范》第6.1.2條，墊層的處理范圍每邊不小于2m，加上基礎的寬度，相臨建筑的距離無法滿足設計要求。

    ②灰土擠密樁。根據《建筑地基處理技術規范》第l4.2.1條，當采用整片處理時，超出建筑物外墻基礎底面外緣的寬度，每邊不宜小于處理土層厚度的1/2，并不應小于2m。和墊層的問題相同，無法滿足設計要求。

    ③機械鉆孔灌注樁基礎。由于地下水的影響，樁基施工難度較大，且成本較高。一般情況不宜采用。

    ④素混凝土樁復合地基。將樁長控制在地下水位以上的非濕陷性土層上，這樣既解決了土層失濕陷性的問題，又避開了地下水的影響，還能讓開相臨的建筑物。是一種可行的基礎方案。

4、素混凝土樁復合地基的工作機理

    素混凝土樁復合地基是通過在地基中形成樁體作為豎向加同體，與樁問土組成復合地基，共同承擔基礎、回填土及上部結構荷載，屬于剛性樁復合地基的一種。在復合地基中的樁，由于樁頂與基礎之間設置有150mm～300mm厚的褥墊層，而褥墊層模量相對于素混凝土低很多，在荷載作用下，由于樁頂處褥墊層的壓縮和向外擠出，樁頂相對于褥墊層底面來說向褥墊層發生了刺人，因此褥墊層下土體受到壓迫而發揮作用。同時，由于樁頂向褥墊層刺人，使樁頂處樁側土體相對于樁向下位移，因此，樁身上部一定范圍內產生負摩阻力。正因為褥墊層的存在，保證樁土共同承擔荷載、調整樁土荷載分擔比例、減少基礎底面應力集中、降低樁承擔的水平荷載作用。

5、素混凝土樁復合地基的設計

    本工程復合地基的承載力特征值按200Kpa計算。以ZJ-1為例(圖2)，ZJ-1底面尺寸為3200。3200，共采用9根樁基。樁基直徑為400mm，樁長4.5m。樁端座于第四層土上。單樁承載力特征值為：  Ra=qpaAp+up∑qsiali=350x3.14×0.22+3.14×0.4x(1.5×15+1.5×25+1.5x28)2172kPa面積置換率=3.14x0.22x9/3.2x3.220=0.11樁間土承載力折減系數β取0.75樁的截而積Ap=3.14×0.22=0.1256mm2則復合地基的承載力特征值由公式spk=mxRa/Ap+β×(1-m)fak=03.11×172／0.1256+0.75x(1-0.11)×1002216kPa>200kPa能夠滿足設計要求。

圖2   混凝土樁布置

6、結束語

    經過現場靜載荷檢測試驗，該工程復合地基完全能夠滿足設計要求。可見在該場地采用素混凝上樁復臺地基，既滿足了施工要求，又節約了建筑成本，是一種合理的基礎方案。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：溫紅娟  尚雯瀟  尹維維 編輯 文徑 審核)