摘要:對(duì)邵陽(yáng)市某擬建大樓的場(chǎng)地進(jìn)行了巖土工程勘察,查明了該場(chǎng)地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特征,為大樓基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工提供了地質(zhì)資料,并對(duì)基礎(chǔ)型式和基坑開挖與支護(hù)提出了一些設(shè)計(jì)和施工的建議。
　　關(guān)鍵詞:工程地質(zhì)；水文地質(zhì)；基坑支護(hù)；地層結(jié)構(gòu)
　　1工程概況
　　某擬建大樓主樓為15層,建筑高度59m,框架剪力墻結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)單柱最大荷重16510kN；裙樓(圓形)為2層,建筑高度11m,框架結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)單柱荷重1435.2kN；裙樓(方形)為2層,建筑高度10.8m,框架結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)單柱荷重1837kN�；�礎(chǔ)型式為預(yù)制樁及人工挖孔樁,設(shè)地下室1層,其埋深為3.6m。
　　2工程地質(zhì)及水文地質(zhì)
　　2.1場(chǎng)地概況
　　擬建場(chǎng)地位于邵陽(yáng)市,擬建場(chǎng)地原為水稻種植地,因建設(shè)需要,現(xiàn)已回填整平,地形較為平坦,各勘探點(diǎn)的地面標(biāo)高介于1299.25m～1299.70m之間,高差僅為0.45m。
　　2.2地層結(jié)構(gòu)
　　場(chǎng)地內(nèi)鉆探揭露的地基各巖土層的巖性特征自上而下分述如下:
　　(1)第四系人工堆積(Qml)素填土①和第四系耕土(Qpd)②。由紅褐色粘性土混含少量角礫、碎石等組成,結(jié)構(gòu)稍密。厚度為1.30m～2.30m,覆蓋于整塊場(chǎng)地之地表,系新近堆填。其均勻性及密實(shí)性差,不能作為擬建建筑物的天然地基使用。
　　(2)第四系沖湖積(Qal+l)層。粉質(zhì)粘土③1:褐灰或褐黃夾紅及灰色,含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核,硬塑狀態(tài),稍濕,其間夾薄層粉土；厚度為1.50m～4.70m。其孔隙比e=0.743,液性指數(shù)Il=0.08,壓縮系數(shù)a1-2=0.174MPa-1,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=8.7擊,屬中等壓縮性土。
　　粘土③2:褐黃夾紅及灰色,偶含角礫,硬塑狀態(tài),稍濕；厚度為5.30m～9.70m。其孔隙比e=0.730,液性指數(shù)I1=0.04,壓縮系數(shù)a1-2=0.146MPa-1,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)修正后錘擊數(shù)N=12.4擊,屬中等偏低壓縮性的超固結(jié)土；其力學(xué)性質(zhì)較好,地基承載力較高。
　　粘土③3:褐黃夾灰色,含10%～20%的鈣質(zhì)結(jié)核,硬塑狀態(tài),稍濕；厚度為1.50m～6.00m。其孔隙比e=0.637,液性指數(shù)Il=0.00,壓縮系數(shù)a1-2=0.121MPa-1,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=14.4擊,屬中等偏低壓縮性的固結(jié)土；其力學(xué)性質(zhì)較好,地基承載力較高。
　　粉砂③4:黃褐夾灰色,混粒結(jié)構(gòu),含10%～20%的粘性土,中密～密實(shí),飽和,厚度為0.50m～5.40m。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=22.6擊,其力學(xué)性質(zhì)較好,地基承載力較高,為本場(chǎng)地的含水層。
　　細(xì)砂③5:黃褐夾灰色,混粒結(jié)構(gòu),含10%～20%的粘性土,中密～密實(shí),飽和,其間夾薄層粉土；厚度為2.20m～7.00m。該層標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=24.1擊,其力學(xué)性質(zhì)較好,地基承載力較高,為本場(chǎng)地的含水層。
　　粗砂③6:褐色,混粒結(jié)構(gòu),含10%～20%的粘性土,中密～密實(shí),飽和,其間夾薄層礫砂；厚度為1.60m～4.70m。該層力學(xué)性質(zhì)較好,地基承載力較高,僅局部分布,為本場(chǎng)地的含水層。
　　礫砂③7:褐色,長(zhǎng)石-石英質(zhì),混粒結(jié)構(gòu),含10%～20%的粘性土,中密～密實(shí),飽和,其間夾薄層圓礫；厚度為1.00m～10.80m。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=22.9擊,其力學(xué)性質(zhì)較好,地基承載力較高,為本場(chǎng)地的含水層。
　　(3)新第三系(N)泥灰?guī)r④。淺灰色,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),中厚層狀構(gòu)造；厚度為0.60m～7.70m。該層呈全風(fēng)化,其力學(xué)性質(zhì)好,地基承載力高,但其埋藏較深,為本場(chǎng)地內(nèi)較理想的下臥層。
　　2.3場(chǎng)地的水文地質(zhì)
　　勘察工作進(jìn)行期間,場(chǎng)地內(nèi)所有鉆孔均見有地下水,其穩(wěn)定水位深度在地面下1.70m～2.30m之間,相當(dāng)于標(biāo)高1296.95m～1297.97m。其中粘性土層中的地下水屬上層滯水,水量較��；砂土層中的地下水屬孔隙潛水類型,具承壓性,水量較大。場(chǎng)區(qū)內(nèi)常年地下水位變化幅度不大,水位相對(duì)較穩(wěn)定。
　　根據(jù)抽水試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)及周圍情況調(diào)查可知,地基土主要由素填土、耕土、粘性土、砂土及泥灰?guī)r組成,因深部地段(13.5m～17.5m以下)為厚度較大的砂土層而賦存一定量的地下水。根據(jù)臨近場(chǎng)地施工情況,樁井開挖至砂土層后,其涌水量較大,將給施工帶來較大困難；因而該場(chǎng)地不適宜深度較大的開挖。
　　地下水對(duì)鋼筋混凝土的腐蝕性分析場(chǎng)地環(huán)境類別為Ⅱ類,受環(huán)境類型影響或受地層滲透性影響,場(chǎng)地內(nèi)的地下水對(duì)砼結(jié)構(gòu)無腐蝕性,地下水對(duì)砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋亦無腐蝕性,但對(duì)外露鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性。
　　3勘察手段和方法
　　本大樓巖土工程勘察工作采用以鉆探取芯鑒別為主,現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試(標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、雙橋靜力觸探試驗(yàn)、鉆孔波速測(cè)試及地微振觀測(cè))與室內(nèi)土工試驗(yàn)相結(jié)合的手段進(jìn)行。
　　4基礎(chǔ)型式的分析及評(píng)價(jià)
　　4.1主樓部分
　　(1)淺基礎(chǔ)。擬建該大樓設(shè)有一層地下室,地下室底板埋深為3.6m,其底板大部分將處于沖湖積粉質(zhì)粘土③1中,局部處于粘土③2層之中。兩土層均呈硬塑狀態(tài),有一定力學(xué)強(qiáng)度,可以作為淺基持力層使用。為準(zhǔn)確提供淺基持力層的承載力,采用多種手段進(jìn)行綜合取值,其結(jié)果見表1。
　　

　　
　　根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002第5.2.4條的公式計(jì)算結(jié)果,作為淺基主要持力層的粉質(zhì)粘土③1層修正后的地基承載力特征值為232kPa,小于基底平均壓力272kPa,不能滿足設(shè)計(jì)要求。
　　基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定,計(jì)算結(jié)果表明:建筑物中心點(diǎn)的總沉降量為217.07mm,最大沉降差為165.17mm,最大傾斜率為0.00004；根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定,基礎(chǔ)的傾斜滿足規(guī)范要求。
　　(2)樁基礎(chǔ)。根據(jù)上述淺基持力層的承載力及沉降驗(yàn)算結(jié)果,若采用淺基礎(chǔ)(箱基或筏基),基底地層的承載力特征值難于滿足設(shè)計(jì)要求,因此不能采用淺基礎(chǔ),建議采用箱基+樁基或筏基+樁基的復(fù)合型基礎(chǔ)型式。樁型建議首選干作業(yè)人工挖孔灌注樁,其次可選擇使用靜壓樁、長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁或振動(dòng)沉管灌注樁。選用干作業(yè)人工挖孔灌注樁時(shí),鑒于本場(chǎng)地砂土層中的水量豐富,且具承壓性,施工降水難度大。因此建議樁端持力層選擇第四系沖湖積粘土③2或粘土③3層,同時(shí)采用砼護(hù)壁的支護(hù)類型開挖樁井,以保證樁基的施工質(zhì)量及施工人員的人身安全。
　　當(dāng)選用靜壓樁、長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁或振動(dòng)沉管灌注樁基礎(chǔ)時(shí),第四系沖湖積粘土③3層及其以下的各土層均可作為樁端持力層。建議選擇功率較大的機(jī)械設(shè)備施工。
　　4.2裙樓部分
　　擬建裙樓為2層的框架結(jié)構(gòu)建筑物。根據(jù)場(chǎng)地的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件,建議該部分建筑物的基礎(chǔ)均采用干作業(yè)人工挖孔灌注樁基礎(chǔ),以第四系沖湖積粘土③2或粘土③3層為樁端持力層。
　　5基坑開挖與支護(hù)
　　(1)根據(jù)設(shè)計(jì)條件可知,擬建主樓部分設(shè)有一層地下室,其底板埋深為3.6m。
　　(2)基坑開挖后,其底板大部份處于粉質(zhì)粘土③1層中,局部處于粘土③2層之中,基坑四壁大部份為素填土①、耕土②、粉質(zhì)粘土③1及粘土③2層,關(guān)于基坑支護(hù)使用的力學(xué)參數(shù)建議值見表2。
　　

　　
　　(3)根據(jù)抽水試驗(yàn)結(jié)果估算,地下室基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),其涌水量為1088.73m3/d,該地下水屬上層滯水,水量不大,建議采取明溝排水方案。施工降水對(duì)臨近工程無影響。
　　(4)根據(jù)基坑部分的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)條件等綜合考慮,擬建地下室基坑以放坡開挖較為適宜,其放坡坡度可按11.25進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　若考慮放坡后基坑平面位置影響擬建場(chǎng)地的正常工作,亦可采用土釘支護(hù)方案進(jìn)行基坑支護(hù)。
　　6結(jié)論及建議
　　(1)擬建場(chǎng)地地形平坦,總體地形坡度小于5°,屬平坦場(chǎng)地。經(jīng)鉆探揭露和工程地質(zhì)調(diào)查,擬建場(chǎng)地及其附近無沖溝、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)作用存在,場(chǎng)地穩(wěn)定,適宜建筑。
　　(2)場(chǎng)地內(nèi)的素填土因其結(jié)構(gòu)松散,均勻性及密實(shí)性差,不能作為擬建建筑物的天然地基使用。
　　(3)根據(jù)勘察任務(wù)書所提設(shè)計(jì)條件,結(jié)合擬建場(chǎng)地的地層結(jié)構(gòu)、巖性特征和水文地質(zhì)條件等因素綜合考慮,建議擬建主樓采用箱加樁的基礎(chǔ)型式,建議首選干作業(yè)人工挖孔灌注樁,以粘土③2或粘土③3為樁端持力層。其次可選擇使用靜壓樁、長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁或振動(dòng)沉管灌注樁,以第四系沖湖積粘土③3、粉砂③4、細(xì)砂③5、粗砂③6、礫砂③7或新第三系泥灰?guī)r④為樁端持力層。
　　根據(jù)場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件,本場(chǎng)地砂土層中的水量豐富,且具承壓性,當(dāng)選用干作業(yè)人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)時(shí),設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)剖面圖繪制的地層界限合理確定樁長(zhǎng),避免樁端進(jìn)入砂土層之中,以免樁井開挖時(shí)產(chǎn)生的流沙或管涌增加施工難度。
　　裙樓部分基礎(chǔ)均采用干作業(yè)人工挖孔灌注樁基礎(chǔ),以第四系沖湖積粘土③2或粘土③3層為樁端持力層。樁基礎(chǔ)的樁徑、樁長(zhǎng)及單樁豎向極限承載力最終仍應(yīng)以樁的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行修正。
　　(4)場(chǎng)地內(nèi)的地下水分別屬上層滯水和具承壓性的孔隙潛水類型,勘察工作外業(yè)期間穩(wěn)定水位在自然地面下1.70m～2.30m之間,相當(dāng)于標(biāo)高1296.95～1297.97m；抽水試驗(yàn)結(jié)果表明:粘性土層的滲透系數(shù)K=0.0036m/d,影響半徑R=1.01m；砂土層的滲透系數(shù)K=4.8m/d,影響半徑R=14.2m。
　　(5)擬建大樓的地下室埋深為3.6m,基坑四壁大部份為素填土①、耕土②、粉質(zhì)粘土③1及粘土③2層,建議采用放坡開挖或土釘墻支護(hù)措施、明溝排水方案。
　　(6)本場(chǎng)地建議按非膨脹土地基進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　(7)場(chǎng)地內(nèi)分布的砂土層在7度地震條件下均屬非液化砂土。
　　(8)場(chǎng)地內(nèi)分布的地下水受環(huán)境類型影響或受地層滲透性影響,地下水對(duì)砼結(jié)構(gòu)及砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋均無腐蝕性。
　　(9)建筑物散水外邊緣宜設(shè)置排水溝,并與場(chǎng)區(qū)外排水主溝連通。室內(nèi)填土宜采用非膨脹土,填土地坪的室內(nèi)外高差不宜太大。
　　(10)綠化環(huán)境應(yīng)選擇樹種,建筑物周圍20m范圍內(nèi)不宜種植速生及高大植物,如桉樹等。
　　(11)擬建場(chǎng)地屬可進(jìn)行建筑的一般場(chǎng)地,場(chǎng)地土的類型綜合評(píng)定為中軟場(chǎng)地土；建筑場(chǎng)地類別劃分為Ⅲ類。本場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g,所屬設(shè)計(jì)地震分組為第三組。
　　(12)擬建高層建筑與裙樓接觸部位應(yīng)設(shè)置沉降縫,地下室部分采取可靠的防水措施。主樓部分必須設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn),定期進(jìn)行沉降觀測(cè)。
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