摘要 地基处理方法 根据不同的地质条件,环境情况及经济状况选择不同的地基处理方法地基基础优化设计 地基处理方法技术经济比较 冲(钻)孔灌注桩与水泥搅拌桩的技术经济比较
关键词 地基处理方法 地基基础优化设计 水泥搅拌桩 冲(钻)孔灌注桩 桩端持力层 技术经济比较
在工业与民用建筑工程设计过程中,我们经常会遇到地基基础设计及地基处理设计方面的问题, 地基处理的方法有很多,如:浅层处理,强夯法,振冲法,砂桩,土桩和灰土桩和深层搅拌法等， 我们可以根据不同的地质条件、环境情况及经济状况选择不同的地基处理方法。下面我重点介绍某火电厂附属建构筑物地基基础优化设计。
一、工程地质和水文地质情况
1.工程地质条件
某火电厂位于广东省佛山市境内，西江东岸边.根据业主提供的《某火电厂工程岩土工程勘测报告》,厂区地层自上而下分布的土层分别描述如下：
第1层：素填土，灰白 土黄色，松散～稍密。厚约2.5m,
第2层：粉质粘土，棕黄～褐黄色，松散, 湿,厚约1.0m，
第3层：粉质粘土，棕黄～灰褐色，软～可塑,很湿，厚约1.0m，
第4层：砂层，灰黄色 深灰色，很湿, 稍密, 厚约8.5m，
第5层：淤泥质土，深灰色 灰褐色, 厚约1.0m，
第6层：粉质粘土，灰黄色 紫红色，稍湿～湿,厚约4.0m,
第7-1层：强风化层，厚约3.0m.
第7-2层：中等风化层，灰黄色,致密,坚硬.
第7-3层：微风化层.
2.地下水
根据场地地层分析，第四系含水层主要为粉细砂，其赋水性好，渗透性强，属孔隙潜水，基岩裂隙水微弱，地下水与西江水联系，但由于距离在200多米，西江潮汐影响较小。地下水埋藏较浅，本次勘测期间地下水埋藏深度为2.7～3.4m,分布标高为1.41～1.99m，地下水的补给主要为大气降水和地表水。
3.地基土的工程性能评价
《某火电厂工程岩土工程勘测报告》的评价:
第1层～第4层其工程性能均较差，不宜作重型建筑物的天然地基.若经过地基处理之后，可作为一些附属建构筑物的地基。
第7-1层～第7-3层为风化岩层，其承载力高，工程性能好，可作为主要建构筑物的钢筋混凝土桩的桩端持力层。
二、地基处理设计方案的初步选定
某火电厂附属建构筑物包括:
引风机基础及支架 3#烟道施工图
灰库基础施工图 脱水仓浓缩机基础
除尘配电及空压机室 气化风机小室
灰管支架施工图 地下设施及设备基础
2#烟道施工图 起动锅炉房施工图
加药间施工图
根据《某发电厂工程岩土工程勘测告》中地基土工程性能评价: 第1层～第4层其工程性能均较差，经过地基处理之后，可作为一些附属建构筑物的地基。对当地几种常用的地基处理方法:浅层处理(置换砂卵石),强夯法,打松木桩,深层搅拌法(水泥搅拌桩)进行技术经济比较:
另根据某火电厂一期工程采用水泥搅拌桩后的复合地基承载力检测报告, 复合地基承载力可达到150kPa，显然复合地基承载力。
水泥搅拌桩直径为500mm,长度为8000mm
单根水泥搅拌桩混凝土量:1/4×3.14×0.5×0.5×8=1.57立方米
通过以上对几种常用的地基处理方法技术经济方面优缺点进行比较, 水泥搅拌桩是最合适本工程的地基处理方法.
三、水泥搅拌桩设计方案的最后确定
1.采用冲(钻)孔灌注桩的可行性
根据《某发电厂工程岩土工程勘测报告》中地基土工程性能评价: 第7-1层～第7-3层为岩土风化层,可作为主要建构筑物的钢筋混凝土桩的桩端持力层。主厂房基础采用冲(钻)孔灌注桩，桩端持力层选择为第7-3层(弱风化层)必定无疑。 附属建构筑物也可采用冲(钻)孔灌注桩,桩端持力层选择为第7-1层(强风化层)。那么,直径为600mm的冲(钻)孔灌注桩进入第7-1层1000mm,其总长度为16000mm左右，桩端极限端阻力为3000kPa。
其单桩承载力极限值计算如下:
Quk =u∑QsiKLi+αβskAP=3.14×0.8×(22×4+42×7+82×3+2×110)+1/4×3.14×0.8×0.8×3000=2130+1507=3637kN
单桩承载力设计值为:
3637kN×1/2=1818kN
单根冲(钻)孔灌注桩混凝土量:
V=1/4×3.14×0.6×0.6×16=4.52立方米
很明显, 这些附属建构筑物采用冲(钻)孔灌注桩在技术上也是可行的.
2.冲(钻)孔灌注桩与水泥搅拌桩的技术经济比较
无论是采用冲(钻)孔灌注桩还是采用水泥搅拌桩在技术上都是可行的,下面我们在经济上进行进一步的比较。
通过以上比较,采用冲(钻)孔灌注桩在经济上要比采用水泥搅拌桩费用高23%。
另外, 冲(钻)孔灌注桩施工周期也要比水泥搅拌桩更长.
四、结论
通过以上对各种地基处理方法的技术经济比较以及对地基基础的优化设计,最后确定了采用水泥搅拌桩复合地基.
参考文献
1.<<地基处理手册>> 中国建筑工业出版社，1988
2.<<建筑地基基础设计规范>> 中国建筑工业出版社， 2002
3.<<建筑软弱地基基础设计规范>> 浙江大学出版社， 2002
