斷層破碎帶上深基坑基礎(chǔ)施工

1、<p>　　斷層破碎帶上深基坑基礎(chǔ)施工</p><p>　　摘要：當(dāng)工程建設(shè)遇到斷層破碎帶時(shí)，往往都是需要特殊處理的。本文針對(duì)具體的工程實(shí)例，通過有限元計(jì)算分析，選取了一個(gè)合適的基礎(chǔ)形式，并且提出了針對(duì)斷層破碎帶的一些施工措施和相關(guān)的注意事項(xiàng)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：斷層破碎帶 筏板基礎(chǔ) 樁基礎(chǔ) </p><p>　　ABSTRACT: Our e

2、ngineering construction often requires special handing when it encounters the shattered fault zone. This paper is meant for a specific construction case，which is built on a shattered fault zone. By finite element analysi

3、s, we choose a proper foundation for the shattered fault zone. At last we put forward to some construction measures and associated keys for the shattered fault zone. </p><p>　　Key words: fault; raft foundati

4、on; pile foundation </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　1前言 </b></p><p>　　魯巷廣場(chǎng)購(gòu)物中心擴(kuò)建工程位于武漢市珞瑜路與卓豹路交匯處的一三角形地帶，東面與原購(gòu)物中心相連接，西臨規(guī)劃道路，南臨卓豹路。工程建設(shè)用地面積12227m2 ，地上七層，地

5、下三層，總的建筑面積為72267.5 m2 ，建筑高度43.2 m。擬建場(chǎng)區(qū)位于魯家巷一近南北向推測(cè)斷層的西盤，向斜北翼二疊系石灰?guī)r的條帶上，其地貌形態(tài)為長(zhǎng)江Ⅲ級(jí)階地壟崗剝蝕地帶[1]，該斷層帶詳見圖1。 </p><p>　　圖1施工場(chǎng)地地質(zhì)斷層帶詳圖 </p><p>　　Fig.1 Geological fault zone detailed graph ofconstruction

6、site </p><p>　　場(chǎng)區(qū)的基底巖石為志留紀(jì)的泥巖和泥質(zhì)粉砂巖、泥盆紀(jì)的石英砂巖、石炭和二疊紀(jì)的石灰?guī)r、二疊紀(jì)的矽質(zhì)巖。地質(zhì)勘查表明場(chǎng)區(qū)地層自上而下可分為八層：①填土（Qm1）；②粉質(zhì)粘土（Q4a1+p1）；③粘土（Q3 a1+p1）；④粘土夾碎石（Q3 a1+p1）；⑤紅粘土（Qeh）；⑤-1殘積土（Qeh）；⑥-1泥巖強(qiáng)風(fēng)化；⑥-2泥巖中風(fēng)化；⑦石灰?guī)r；⑦-1碳質(zhì)石灰?guī)r；⑧硅質(zhì)巖、石英砂巖破碎帶。

7、</p><p>　　2施工中遇到的問題 </p><p>　　本工程地下設(shè)有三層，基坑開挖深度約為17.0m，屬于深基坑?；游撮_挖前，勘察報(bào)告表明擬建建筑物基底的土層為：粘土夾碎石、紅粘土、殘積土、泥巖強(qiáng)風(fēng)化、泥巖中風(fēng)化、石灰?guī)r、碳質(zhì)石灰?guī)r、硅質(zhì)巖、石英砂巖破碎帶；其中持力層大范圍以石灰?guī)r為主。地基土層地質(zhì)情況復(fù)雜，不同位置的土層性質(zhì)不一樣，受力后其變形會(huì)有差異，所以本場(chǎng)區(qū)的地基為不均

8、勻地基。 </p><p>　　在基坑開挖到設(shè)計(jì)高程后，我們發(fā)現(xiàn)基底巖層分布情況大致和勘查報(bào)告相符合，主要以石灰?guī)r為主，其次在小范圍內(nèi)分布有石英砂巖，另外在場(chǎng)區(qū)中間有一條橫穿場(chǎng)區(qū)的斷層破碎帶。石灰?guī)r和石英砂巖的物理性質(zhì)良好，可以作為持力層。斷層破碎帶的地質(zhì)情況很復(fù)雜，分布有殘積土、粘土夾碎石、石英砂巖破碎帶，其承載能力很弱。我們對(duì)殘積土、石英砂巖和石灰?guī)r做了壓板靜荷載實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果如表1所示。 </p>

9、;<p>　　表1 基底巖層壓板靜荷載實(shí)驗(yàn)結(jié)果 </p><p>　　Table 1:The basement rock plate static load test results </p><p>　　由壓板靜荷載實(shí)驗(yàn)可知，三種巖層的承載能力差別很大，沉降差異也很大，若在這樣的地基上修筑獨(dú)立基礎(chǔ)，不同位置的基礎(chǔ)沉降不同，將會(huì)導(dǎo)致建筑物傾斜開裂。另外，如果將基礎(chǔ)直接修筑在斷

10、層破碎帶上，有可能會(huì)發(fā)生滑動(dòng)及沉降變形，特別是有地震發(fā)生時(shí)，更容易被破壞，這對(duì)建筑物后期留下的安全隱患是無窮的。斷層破碎帶的存在給基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工帶來了很大的麻煩。 </p><p><b>　　3處理的措施 </b></p><p>　　3.1 基礎(chǔ)形式的選取 </p><p>　　石灰?guī)r和石英砂巖的性質(zhì)良好，可直接作為持力層。本工程主要問題

11、在于橫穿基礎(chǔ)的斷層破碎帶如何處理。在控制基礎(chǔ)的應(yīng)力和沉降在允許范圍的前提下，將該工程的基礎(chǔ)形式選為筏板基礎(chǔ)。筏板基礎(chǔ)在底部連成一個(gè)整體，提高了整個(gè)基礎(chǔ)的剛度，有助于克服不均勻沉降，減少建筑物的整體沉降。同時(shí)，在斷層破碎帶的位置采用筏板基礎(chǔ)結(jié)合樁基礎(chǔ)的措施。 </p><p>　　3.2 基礎(chǔ)形式有限元計(jì)算分析 </p><p>　　通過有限元計(jì)算比較分析下面兩個(gè)方案。 </p>

12、<p>　?、俜桨敢唬夯A(chǔ)形式取為筏板基礎(chǔ)。 </p><p>　?、诜桨付夯A(chǔ)形式取為筏板基礎(chǔ)，在斷層破碎帶的位置采取筏板基礎(chǔ)結(jié)合樁基礎(chǔ)形式。 </p><p><b>　　（1）、沉降分析 </b></p><p>　　兩個(gè)方案的有限元計(jì)算不均勻沉降如表2所示。 </p><p>　　表2 沉降計(jì)算結(jié)

13、果表 （單位：mm） </p><p>　　Table 2: Settlement calculation results </p><p><b>　　方案 </b></p><p>　　在斷層破碎帶上，方案一的沉降要比方案二的沉降大，而在筏板的四周邊角，方案二的沉降比方案一的沉降要大，這說明樁基的存在能減少斷層破碎帶處基礎(chǔ)的沉降，樁基的存在

14、在一定程度上加大了結(jié)構(gòu)局部位置的剛度。 </p><p>　　(2)、 筏板最大柱沖切比 </p><p>　　兩個(gè)方案的柱沖切比計(jì)算結(jié)果如表3所示。 </p><p>　　表3 柱沖切安全系數(shù)結(jié)果表 </p><p>　　Table 3:The safety factor of column punching </p><

15、;p><b>　　方案 </b></p><p>　　由表三可以看出，方案二的安全系數(shù)很大，樁的存在很大程度上可以承載柱子的荷載。在筏板的四周，方案一的安全系數(shù)都比方案二的大，這說明方案二向筏板四周傳播荷載的能力要優(yōu)于方案一，這也可以通過表二中的周邊沉降數(shù)據(jù)來印證。方案二能將更多的上部荷載分往筏板的四周，減少了斷層破碎帶處筏板上的荷載，這對(duì)結(jié)構(gòu)的安全是有好處的，從這一點(diǎn)上來說，方案二是

16、優(yōu)于方案一的。 </p><p><b>　?。?）、分析結(jié)論 </b></p><p>　　雖然方案二會(huì)增加筏板基礎(chǔ)周邊的沉降，但是方案二的斷層破碎帶區(qū)域的基礎(chǔ)沉降更小，另外，方案二會(huì)將更多的荷載分配到筏板四周去，這對(duì)破碎帶區(qū)域的筏板更為有利，所以方案二的基礎(chǔ)形式是比較合理的。 </p><p>　　3.3 樁基礎(chǔ)的施工 </p>

17、<p>　　如果斷層破碎帶作為持力層，會(huì)給建筑物的安全留下很大的隱患。由上面的論證分析可知，在斷層破碎帶的位置采用筏板基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)相結(jié)合的方法解決這個(gè)問題。由于本工程的基礎(chǔ)占地面積較大，施工必須分塊進(jìn)行，斷層破碎帶為整個(gè)過程的最后一處分塊，其他分塊施工完成后留給此處的工作面相當(dāng)狹小，已經(jīng)無法采用機(jī)械施工。另外，樁基礎(chǔ)周圍的土質(zhì)主要是殘積土、粘土夾碎石，有的位置夾雜有較大個(gè)灰?guī)r孤石等，采用沖擊鉆或者旋挖鉆施工，會(huì)經(jīng)常發(fā)生卡鉆

18、。還有就是有幾個(gè)樁位于斷層滑動(dòng)面上，土質(zhì)情況比較特殊，遇較大孤石需采用人工爆破施工。綜上可知，樁基礎(chǔ)采用人工挖孔灌注樁施工是比較合理的，既能解決問題，又可以降低施工成本。不過該樁基礎(chǔ)的施工是在深基坑的內(nèi)部進(jìn)行，有其特殊性，在施工的過程中要注意下面幾點(diǎn)： </p><p>　　1、在人工挖孔樁施工前做好超前勘探，每一個(gè)樁位至少打三個(gè)探孔，摸清楚地質(zhì)情況，預(yù)測(cè)施工深度。 </p><p>　　

19、2、由于樁孔距離自然地面絕對(duì)深度很大，在施工的過程中，水平壓力很大，所以要加大護(hù)壁的厚度。本工程每0.5米就施工一圈護(hù)壁，厚度采取200mm，同時(shí)加密護(hù)壁鋼筋間距至150mm。 </p><p>　　3、在護(hù)壁混凝土中添加早強(qiáng)劑，護(hù)壁強(qiáng)度達(dá)到80%方能繼續(xù)往下開挖施工。 </p><p>　　4、估計(jì)滲水量，每孔采用三臺(tái)直徑150mm揚(yáng)程30m的排水泵排水。 </p><

20、;p>　　5、采用高速電動(dòng)工具垂直運(yùn)輸施工器具和施工人員。施工人員要戴好安全帽，系好安全繩，發(fā)現(xiàn)異常，隨時(shí)準(zhǔn)備逃離樁孔。 </p><p><b>　　4結(jié)束語 </b></p><p>　　魯巷廣場(chǎng)購(gòu)物中心擴(kuò)建工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)經(jīng)過了獨(dú)立柱基礎(chǔ)→筏板基礎(chǔ)→筏板基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)結(jié)合的變化，該工程實(shí)例說明了巖土工程勘察的重要性，也說明工程設(shè)計(jì)及施工應(yīng)緊跟地質(zhì)情況的變化而變

21、化，不拘泥于形式，力求做到具體問題具體分析。 </p><p>　　斷層破碎帶是工程上比較敏感的地質(zhì)情況，往往工程修建碰到斷層后，都會(huì)在很大程度上受到斷層的影響。本工程對(duì)于斷層破碎帶的處理措施，成功地解決了施工過程中由于斷層破碎帶產(chǎn)生的一些難題，保證了施工的安全進(jìn)行，也在一定程度上對(duì)類似的工程具有相應(yīng)的指導(dǎo)作用和參考意義。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b&

22、gt;</p><p>　　[1] 張麗麗 張曉玉.魯巷廣場(chǎng)購(gòu)物中心擴(kuò)建工程巖土工程勘查報(bào)告書[R].武漢：中南勘察設(shè)計(jì)院，2011 </p><p>　　作者簡(jiǎn)介：向欣海（1982-），男，湖南岳陽人，武漢鳴辰建設(shè)集團(tuán)有限公司工程師，從事房屋建筑。 </p><p>　　任桂雄，男，福建連江人，武漢鳴辰建設(shè)集團(tuán)有限公司項(xiàng)目經(jīng)理，從事房屋建筑。 </p>