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一、工程實例

1、工程概況。某變電站站址場地為規(guī)則長方形，長、寬分別為120m和70m，主要建（構(gòu)）筑物包括主控通信樓、配電裝置樓、主變及其它相應配套設(shè)施。根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告描述，該場地上部主要土層為沖洪積粘土層，下部為殘坡積土層，基巖基巖面埋藏變化大（最淺處基巖埋深4.1m，深處鉆至13m仍未見底），溶洞、溝槽和土洞軟土等有發(fā)育。根據(jù)現(xiàn)場物探和勘探揭露，該場地地質(zhì)情況如下：場地地下水分布情況：上層滯水：主要分布在上部粘性土層中，水位埋深在3.6m~4.4m之間，靜止水位埋深約在2.9m~3.2m之間。巖溶裂隙水：主要分布在下部基巖的溶洞及裂隙中，具有承壓性，因巖石裂隙發(fā)育，故該層含水量較豐富。以上兩種類型地下水主要補給來源為大氣降水及地表水體，地下水對混凝土無侵蝕性。

2、巖層的物理力學性質(zhì)。（1）粘性土。共分為五層，由上至下分別為：①填土層：淺紅、灰黃色，厚度在0.5m~2.2m，以粘性土為主，含有少量碎石及有機質(zhì)，土質(zhì)松散，壓縮性高，強度低。②硬塑粘土層：淺紅色，場地分布范圍廣，厚度為1m~2.3m。含有鐵錳氧化物及少量礫石，呈硬塑狀，中高壓縮性。③可塑粘土層：淺紅色，與硬塑粘土層交錯出現(xiàn)，厚度為1.2m~2.4m。裂隙面有錳質(zhì)薄膜，局部含礫石，程可塑狀態(tài)，高壓縮性。④軟塑粘土層：淺黃色，厚度為1m~2.8m，該層土遇水易分散成顆粒，飽和狀，土質(zhì)松散，呈軟塑狀態(tài)，高壓縮性。⑤流塑粘土層：淺黃色，主要分布在巖石裂隙及溶洞發(fā)育處，厚度為2.2m~3.5m，呈流塑狀態(tài)，高壓縮性。（2）灰?guī)r。為上泥盆系的融縣灰?guī)r，巖石面起伏變化較大，有溶溝、溶洞、裂隙的存在。石灰?guī)r為淺灰、灰白色，細晶體結(jié)構(gòu)。

3、基礎(chǔ)選型。通常而言，巖溶地區(qū)的樁基，可采用鉆孔灌注樁或人工挖孔灌注樁。但由于該巖溶地區(qū)地下水豐富，導致挖孔樁施工困難，而沖孔樁又因為溶洞的影響難以施工。且在該場地內(nèi)具有一定可塑的粘土層，地質(zhì)條件較好，并且考慮到下覆溶洞的影響，所以在基礎(chǔ)方案選擇時采用了閥板基礎(chǔ)，地基則采用Φ400的CFG樁復合地基，CFG樁樁身強度等級為C20。CFG樁的特點是有樁身和樁間土、褥墊層共同構(gòu)成復合地基，并承擔上部的荷載，而不需要樁端深入到巖層。考慮到該工程場地巖溶地質(zhì)的特點，采用CFG樁復合地基可取得較好的施工效果，保證建筑上部結(jié)構(gòu)的安全和正常使用。

二、巖溶地區(qū)建筑基礎(chǔ)的設(shè)計要點

1、樁基的單樁承載力計算。工程中樁基的單樁承載力計算，分別是按照樁身材料強度和巖土層對樁的承載力來求解，并取其中的較小者。其中，巖土層對樁的承載力的計算方程式為：R=0.5ψfcA-------------------------(1)在式（1）中R為單樁容許承載力，單位為kN；ψ為鋼筋混凝土受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；fc為混凝土的軸向抗壓強度設(shè)計值；A為樁身的截面積，單位為m2。結(jié)合式（1）及樁身材料強度，并考慮到該工程場地的巖面變化較大，取CFG樁樁底到巖面的樁長不超過20m，當樁長度在10m~20m之間時，單樁承載力取值450kN，樁間距為1.0m×1.0m；當樁長度小于10m時，單樁承載力取300kN，樁間距為0.8m×0.8m。

2、CFG樁復合地基的承載力特征值計算。樁間土承載力特征值，按照工程地質(zhì)報告取值250kPa，CFG樁復合地基的承載特征值計算可根據(jù)《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》中的公式進行計算。對于本工程，上部結(jié)構(gòu)要求復合地基強度達到600kPa，根據(jù)樁長的不同可分為兩種情況，通過計算復合地基均能滿足上部結(jié)構(gòu)的要求。

3、復合地基的沉降計算。（1）對于樁長在10m~14m，樁間距為1.0m×1.0m的單樁，褥墊層沉降為3.27mm，復合地基樁范圍內(nèi)沉降為2.37mm，復合地基總沉降為5.64mm。（2）對于樁長在10m以內(nèi)，樁間距為0.8m×0.8m的單樁，褥墊層沉降為3.27mm，復合地基樁范圍內(nèi)沉降為1.52mm，基礎(chǔ)總沉降量為4.79mm。

三、靜載試驗檢測結(jié)果

在CFG樁施工結(jié)束后，進行了靜載試驗檢測。在場地內(nèi)共設(shè)置了16個檢測點，按天然地基進行荷載試驗，復合地基承載力特征值為600kPa，采用面積為0.64m2的承壓板，最大加載量為768kN。根據(jù)檢測結(jié)果顯示，共有13個檢測點合格，3個檢測點不合格。通過檢測報告和現(xiàn)場壓板的情況分析得知，在工程中樁身質(zhì)量均符合設(shè)計要求。根據(jù)施工記錄和現(xiàn)場反映情況，分析造成沉降過大造成不合格的原因主要為：由于該工程中CFG樁樁長較短，且場地內(nèi)石灰?guī)r巖面凹凸不平，而CFG樁端部為尖錐形，樁底與巖面的接觸面較小，在上部荷載作用下，接觸面容易出現(xiàn)壓碎或滑移問題，從而導致基礎(chǔ)沉降量過大。根據(jù)上述分析得到的原因，對于樁長短于6m的樁，在荷載較大的樁位下，工程中適當補設(shè)了一定數(shù)量的鋼管樁，以提高基礎(chǔ)的安全度。

四、總結(jié)

本文結(jié)合某巖溶地區(qū)變電站建設(shè)的工程實例，分析和探討了在巖溶地區(qū)工業(yè)建筑基礎(chǔ)設(shè)計和基礎(chǔ)選型方面的問題。在巖溶較為發(fā)育的地區(qū)興建工業(yè)建筑，需要詳細了解場地內(nèi)巖溶發(fā)育的程度，并通過全面的地質(zhì)分析與評價，因地制宜，采取針對性基礎(chǔ)方案選型與設(shè)計，以確保工程建設(shè)的安全、經(jīng)濟與可靠。

作者：張莉 單位：貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司