1.四川中恒建设工程有限公司 四川成都 610041；2.四川省蜀利勘察设计有限公司 四川成都 610041
摘要：本文以四川成都某地基处理工程为例，该工程33层的高层建筑采用筏板基础，但基底以下存在细砂、松散卵石层等软弱层，其中细砂层为轻微～严重液化土，地基承载力不能满足设计要求。经论证分析，采用振冲碎石桩+高压旋喷桩两种桩组合的多桩型复合地基处理，地基处理施工过程中严格控制施工质量，复合地基各项检测均满足设计及规范要求，建筑物沉降监测数据符合相关规范要求。通过工程实例，对该地基处理工程的设计、施工进行详细的阐述，以供同类工程参考。
关键词：液化土；地基处理；多桩型复合地基；碎石桩；高压旋喷桩
1工程概况及工程地质、水文地质条件
本项目位于成都市新津老码头二期南侧，一期由3栋33层的高层建筑和5栋11～18层的高层建筑组成，整体设1层地下室，±0.00标高460.45m，采用筏板基础，本文对3栋33层的高层建筑（以下简称主楼）地基处理进行阐述。
场地地貌类型属岷江水系Ⅰ级阶地，场地整体较平坦。根据地勘报告，地层由上至下分别为：新近人工堆积层（Q4ml）杂填土，第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）粉质粘土、粉土、细砂和卵石，白垩系灌口组（K2g）泥岩。主楼开挖至基底标高时，由上至下分别为：细砂和卵石，白垩系灌口组（K2g）泥岩。现将地层分布及结构特征分述如下：
④细砂（Q4al+pl）：灰黄～褐灰色，松散～稍密，湿～饱和。以云母、石英、长石为主，场地内局部分布，层厚：0.30～5.60m。
⑤卵石层（Q4al+pl）:褐灰色，呈松散～稍密状，湿～饱和，卵石主要为火成岩，呈圆形～亚圆形，磨圆度较好，卵石粒径多为2～8cm，个别粒径>20cm。充填物为细砂，圆砾。
根据《成都地区建筑地基基础设计规范》（DB51/T5026-2001）按其密实程度划分为松散卵石、稍密卵石、中密卵石和密实卵石。在剖面图中分别用(⑤-1)、(⑤-2)、(⑤-3)和(⑤-4)表示。
松散卵石（⑤-1）：黄灰色、灰色，湿～饱和，卵石含量55～60%，粒径一般50～60mm，最大约80mm，磨圆度较好，多呈亚圆形。卵石以微风化为主，岩性主要为岩浆岩，少量变质岩。孔隙间充填物主要为砂粒及砾石。
稍密卵石（⑤-2）：黄灰等色，湿～饱和，岩性主要为岩浆岩为主，少量变质岩。卵石含量65%左右，粒径一般50～60mm，最大约100mm，磨圆度较好。卵石以微风化为主。孔隙间充填物主要为砂粒及砾石，其含量约30～40％。
中密卵石（⑤-3）：灰褐、灰等色，湿～饱和，岩性主要为岩浆岩为主，少量沉积岩及变质岩。卵石含量70%左右，粒径一般40～70mm，其中粒径大于50mm的含量大于50%，最大约120mm，磨圆度较好，多呈圆～亚圆形。卵石以微风化为主，少部分卵石呈强风化状。孔隙间充填约30%的砂粒及砾石。局部地段含漂石。
密实卵石（⑤-4）：黄灰～浅灰色，饱和，卵石成份以岩浆岩为主，卵石含量大于70%，粒径一般50～100mm，其中粒径大于50mm的含量大于50%，磨圆度较好，多呈圆～亚圆形。混约10～15%的砂、圆砾等，少量漂石。
⑥泥岩（K2g）：白垩系上统灌口组泥岩，紫红色，主要成分为粘土矿物，泥质结构，巨厚层状构造，遇水易软化，岩芯呈长柱状。埋深为9.20～15.50m。根据风化程度划分为强风化泥岩⑥-1、中风化泥岩层⑥-2二个亚层。
该场地地下水类型为上层滞水、孔隙潜水和基岩裂隙水。上层滞水埋藏较浅，主要赋存于填土层、粉质粘土层和粉土层中。孔隙潜水主要赋存于细砂及卵石层中，地下水的补给来源主要是大气降水、河水，以地下迳流方式通过含水层排泄，少部份以蒸发方式排泄。卵石层和细砂层属强透水层，水位随季节性降水变化。勘察期间为平水期，测得地下水位埋深为4.0～5.0m，对应的标高为452.40～455.13m，地下水年变化幅度约2.00m。基坑施工阶段已将地下水降至筏板底标高以下约3m。
2地基处理设计与施工
2.1地基处理设计
本工程设计要求主楼地基承载力特征值达到550kpa，因基底下卧有细砂、松散卵石层等软弱土层，根据地勘报告，细砂层承载力特征值为100kpa，松散卵石层承载力特征值为100kpa，其承载力不能满足设计要求，且细砂层为轻微～严重液化土。根据本工程地质特点，对于可液化地基的细砂层，可采用加密法处理，成都地区常规使用振冲碎石桩，但单独采用振冲碎石桩处理，复合地基承载力要求达不到设计要求的550kpa，故考虑采用碎石振冲桩+高压旋喷桩两种桩型的多桩型复合地基处理，具体设计参数如下：
振冲碎石桩，桩径800mm，按正方形布桩，桩间距1200mm，在基础外缘扩大2～3排保护桩，桩端以卵石层作为持力层，处理深度应超过细砂层且最短桩长不宜小于4m，处理后桩间土承载力特征值为150kpa。
高压旋喷桩，桩径650mm，同样按正方形布桩，桩间距1200mm，以中密或密实卵石层作为桩端持力层，桩端进入持力层不得少于0.5m，最短桩长不小于4.5m，单桩承载力特征值700KN。
桩顶与基底砼垫层之间铺设褥垫层，实铺厚度300mm，褥垫层夯填度不应大于0.9，褥垫层的铺设宽度为桩边线外扩300mm。
2.2地基处理施工
本工程于2018年4月进场施工，2018年6月施工完成。
振冲碎石桩采用ZCQ75型振冲器振冲造孔，将振冲器下沉，直至持力层卵石层。振冲器达到设计深度后，投入粒径φ40mm～150mm的石料振密制桩，每次填料厚度不宜大于50cm，当电流达到密实电流值（80A）和规定的留振时间后，将振冲器提升30-50cm，反复填料振密，投放的石料被振冲排列，挤入桩间土中，桩间土受到连续挤密，碎石桩体圆直径不断的扩大，形成平均桩径800mm的桩体。
高压旋喷桩采用双管法施工，材料为早强型42.5普通硅酸盐水泥制备的纯水泥浆，水灰比为0.8～1.0。高压旋喷桩施工首先用YXZ-90型专业锚杆钻机进行引孔，孔径150mm，钻至设计桩长后，做好成孔深度记录，放置PVC管在钻孔口，将孔口遮盖，然后将旋喷器下至成孔深度，下旋喷器的过程中采取边旋转边加压的方式，桩端定旋1.5钟后以15～25cm/min的提升速度旋至桩顶，桩端及桩顶均复喷2～3遍，旋喷过程中空气压缩机风压为0.6～1.0MPa，压浆泵压力28～32MPa。
褥垫层材料的砂、碎石重量比为3∶7，碎石最大粒径不超过20mm，砂为中、粗砂，将砂、碎石等材料拌和均匀后再铺填。褥垫层施工前，桩间浮土必须清除干净，褥垫层分段施工时，接头处做成斜坡，每层错开0.5～1.0m长度，并夯压密实，夯填度不大于0.9。
3质量检测及建筑物沉降监测结果
施工完成后，委托第三方单位进行质量检测，检测项目为：采用多桩复合地基静载试验评判振冲碎石桩加高压旋喷桩多桩型区域复合地基承载力特征值，采用单桩竖向抗压静载试验评判高压旋喷桩单桩竖向抗压承载力特征值，采用动力触探评价场地振冲碎石桩体质量，采用标准贯入试验评价场地桩间砂土层液化是否消除。多桩复合地基承载试验采用方形压板，边长1.7m，压板面积2.89m2，同时放置于2根振冲碎石桩和2根高压旋喷桩上进行试验，采用6300KN液压千斤顶进行加载，荷载大小用0.4级精密度压力表量测，千斤顶反力通过反力梁用堆载来平衡。动力触探采用N120超重型动力触探，自动落锤装置。
试验结果表明，多桩复合地基静载试验在加载至大于2倍设计值时，3栋主楼9个点的桩顶累计沉降量为12.922～26.062mm，沉降量比较小，且检测报告的P-s曲线均可以看出无明显比例界限，故多桩复合地基承载力特征值满足设计要求。同样高压旋喷桩单桩竖向抗压静载试验3栋主楼选取9个点，加载至大于2倍设计值时桩顶累计沉降量为15.690～29.085mm，P-s曲线无明显比例界限，高压旋喷桩单桩承载力特征值满足设计要求。N120超重型动力触探成果表明振冲桩桩体较密实，处理效果较好。标准贯入试验数据显示，各点标准贯入击数均大于标贯击数临界值Ncr，细砂层的液化已消除。
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根据主楼沉降观测结果，建筑物封顶后3个月建筑物的沉降量为10.12～15.95mm，沉降量符合相关规范要求。
4结论
1、本工程采用筏板基础，设计要求承载力特征值达550kpa，基底存在细砂、松散卵石层等软弱土层，且细砂层为轻微～严重液化土，地基处理需要消除液化、达到设计承载力特征值要求，采用碎石振冲桩+高压旋喷桩两种桩型的多桩型复合地基处理是可行的。
2、对比大直径灌注桩工程，该方案保证了工程质量，降低了施工难度，提高了工作效率，同时节约了工程建设成本。
3、主楼沉降观测数据表明封顶后建筑物的沉降量为10.12～15.95mm，沉降量较小，符合相关规范要求。
4、本工程的多桩型复合地基处理应用实践为类似工程提供了经验，可以在合适的地质条件下应用。
参考文献
[1]建筑地基处理技术规范（JG79-2012）.北京：中国建筑工业出版社，2012.
[2]龚晓南.地基处理手册（第三版）.北京：中国建筑工业出版社，2008.
[3]建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）.北京：中国建筑工业出版社，2011.
[4]复合地基技术规范（GB/T50783-2012）.北京：中国计划出版社，2012.
[5]成都地区建筑地基基础设计规范（DB51T5026-2001）.成都，2001.
论文作者:王彩莲1,蒋仁贵2,张华2,张强1
论文发表刊物:《基层建设》2019年第33期
论文发表时间:2020/5/6