一、前言

土岩组合地基场地上常由于下伏基岩面的高低起伏导致整个场地土质不均匀，特别是在下伏基岩面坡度较大单向坡土层上，这类场地上建筑的大量震害表明，震害绝大多数发生在严重不均地基上，震害多是沿下伏基岩面滑移破坏的形式发生，并且破坏后果严重。可见，岩土组合地基的不均匀沉降及这类地基的抗震稳定性问题应引起足够的重视，并用可靠的方法加以解决。振碎石桩法处理复合地基自七十年代引入我国以来，在大量的工业、民用建筑和水利交通工程地基加固方面迅速推广，取得了良好的经济技术效果。以前的工程应用中，振冲碎石桩法加固地基的目的只是为了提高地基土的承载力及抵抗变形的能力，尽管需处理加固的天然地基比较松软，但分布较为均匀，需加固处理的土层厚度各处也基本一致。然而，振冲碎石桩法在土岩组合地基中的应用还很少，特别是在下基岩坡度比较大的单向坡土层上的应用就更少了 本文通过具体工程实践，结合上部结构类型，选用振冲碎石桩碎石桩复合地基方案，解决了上部结构对变形的要求，以及地震作用下地基土的抗滑稳定性问题。 二、工程、地质概况 1.工程概况 该工程为市七层商品楼，七层砖混结构，一层为仓房，层高2.2m；二至七层为住宅，层高2.8m，整个建筑物由三个单元组成，占地10m×45m。 2.场地工程地质条件 场地地貌单元 冲积平原及剥蚀残丘，根据钻探揭示，地层从上到下可分为六层，分述如下：① 人工填土（Q^m4）。 ② 粉土（Q^dl4）。 ③ 砂层（Q^al+pl4）。 ④ 淤泥质粉土（ ）。 ⑤ 粗砂（）。 ⑥ 花岗石（r1-2）。 钻孔布置图及钻孔剖面图见图1。 地下水简况：地下水在自然地面1.10～1.50m下，按埋藏条件判定为潜水型地下水，水质条件良好。 各土层的物理力学指标见表1。   三、建筑结构方案及地基处理方案 从拟建房的位置看，其下有一部分为露头的风化岩，考虑到基础的埋置深度后，约有1/3总长的建筑物要坐落在此土层上，而其余2/3左右总长度的建筑物要坐落在成层土上。由于两个区域压缩土层厚度变化大，为防止上部结构开裂，结合建筑工地平面决定在距东1-3的位置设沉降缝，采用基岩作为持力层。西部2/3区域，如采用天然地基，通过调整基础宽度也有可能满足结构沉降变形的要求，但天然地基不能满足地震时的抗滑稳定性要求（见后面分析计算），地震时就有可能发生严重的滑移沉降破坏，后果将会非常严重。考虑到以往的震害教训，最后决定对地基土进行振冲碎石桩复合地基处理。由于沉降缝以东基础坐落在风化岩上,沉降缝以西基岩埋深较浅部分基础下又要有一定的压缩层为垫层，以减少不均匀沉降，因此采用了如图2所示的处理理方法。 为了保障上部结构的整体性，在西部钢筋混凝土条形基础内设置暗梁，并加强上部的圈梁和构造设置。 1.振冲碎石布桩方案及施工工艺 振冲碎石桩位布置采用矩形网格满堂布置方案，为增强地基土的剪切强度采用小桩距1.1～1.3m布置，平均桩距1.20m，在钻孔Z—2，布设二排维护桩，其余部分周围布设一排维护桩。 2.振冲碎石桩复合地基检测结果 在施工完毕后20天，对加固效果进得了检测，采用重型动力触探Nwww.tmgc8.com_63.5。作为检测手段，桩体检测点布置在桩的中心位置，桩间土检测点布置在由碎石桩组成的矩形平面的形心处检测成果见表2。   复合地基的承载力标准值按下列确定 fsp，k=mfp,k+（1-m）fs，k 本工程m=0.30。 从表2中可以看出，复合地基承载力标准均大于设计要求的fk=170kPa。 3.地基土整体稳定验算 验算建筑物下土体的抗震整体稳定性时，只考虑建筑物基础下地基土与基岩接触面的相互作用力，忽略建筑物基础以外土体对建筑物下土体有利的倾向约束作用。因为：(1)由于未经处理的地基土抗压力强度、压缩模量较低，且地基滑移时建筑物基础经外土体受力为被动土压力，被动土压力的大小与建筑物土体的水平向位移值有直接关系，实际上要求建筑物基础在设计烈度下轻微破坏，即建筑物下土体变形很小。所以，被动土压力较小，以前的震害也表明,过多地考虑侧向土的约束作用，不是合适的。（2）由于土体的弹塑性变形性质，建筑物连同其下地基土整体滑移时，约束土体和被约束土体都与发生滑移量的大小有关，为增加基础下土体和被约束的区域，就必须增加塑性区的大小，即要求产生大的滑移量，这对建筑物极为不利。因此，把建筑物连同基础范围内土体视为一体，不考虑建筑物以外土体的有利作用，进行抗滑稳定验算是合适的。 为简化起见，以整个基础下基岩的平均坡度为计算坡度，按平面应变问题沿建筑物纵向取单位宽度的土体为计算单元，如图3。 考虑地震稳定安全系数为   地震力F的确定： 根据建筑抗震设计规范，由于在地震作用下，地基土处于非弹性工作状态，地震反应动力特性随土的应变量而呈强的非线性性质。因此，可把地基土作为一种特殊的构筑物进行抗震计算，按该项规范第5章抗震水准B进行。 F=η_εα_max (W+Q) (3) 式中 η_ε——阻尼修正系数 η_ε=1/［1+15(ε-0.05)exp(-0.09T)］^0.5 (4) T=0.65-0.45=0.33 场地土的特征周期为T=0.33 复合地基场地土的阻尼比=0.12 设原状土的抗剪强度指标C_p，l_p,桩体的抗剪强度指标为C_p=0，lp=38⁰，则复合地基的抗剪强度指标C_sp，l_sp按下式计算［1］： c_sp=(1-ω)c_s               (5) φ_sp=ωtgφ_p+(1-ω)tgφ     (6) 式中W为参数，它与桩土应力比n，面积置换率m有关： 将以上各值代入式（3），式（2）得， K=1.463＞1.3 说明在地震作用下建筑物下地基纵向具有抗滑移稳定性。同理，建筑物下地基横向也是抗滑稳定的。 如果将天然地基的抗剪强度指标C_s，l_s 代入式（2）中的C_sp，l_sp以及天然地基土的阻尼比=0.08 代入式（4），可由式（2）求得天然地基的抗滑安全系数K为0.86，说明天然地基不能满足抗滑要求，在天然地基上建造7层砖混住宅是不安全的，地震作用下有发生滑移破坏的可能性。www.tmgc8.com 4.地基下沉降变形 为简化起见，土层④—1及以上土层天然地基压缩模量均取E_s=6.10MPa ，土层④—2用土层⑤的天然地基压缩模量为E_s=9.05MPa。 复合地基压缩模量为 Esp=［1+m(n-1)］E_s 式中n—桩土应力比,④-1土层及以上取n=2.80, ④-2土层n=2.5 ④-1及以上土层Esp: Esp=［1+0.3(2.8-1)］×6.10=9.40MPa 4-2及土层Esp: Esp=［1+0.3(2.5-1)］×9.05=13.12MPa 根据建筑地基基础设计规范变形计算公式： 进行基础沉降位移计算。公式中各符号意义见有关规范。 因为基础宽度比较大，相邻墙基础间隙较小，考虑到相邻基础下附加应力扩散、叠加，以及上部结构的整体建筑物近似按整个基础底板考虑，基础底板周边宽出建筑物轴线1m，这样基底的附加应力为P₀=92kN/m²。   表3为计算、实测沉降位移值。 五、结论 1.在下伏基岩单向坡度较大的平整场地上的建筑物，设计时必须考虑地基土的滑稳定性。 2.振冲碎石桩法不仅能够增强地基土的承能力，减小建筑物的沉降量，而且能够承受较大地基土的抗剪性能。 3.尽管在地震作用下地基土不会发生液化，但在天然地基上，地基土内会因排水不畅而产生孔隙水压力，它产生很快，且消失较慢，对土的剪切能力削弱很大，对地基土的抗滑稳定性极为不利。但是，采用振冲密布碎石后，由于其良好的排水路径，地震作用下产生的孔隙水压力会很小，并且会很快消散，对地基土抗滑稳定性能削弱很小，可以不考虑。 4.工程竣工2年多来的实测、使用也表明，该方法是非常成功的。
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