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摘要:该建筑场地位于襄樊市,工程重要性等级为一级,岩土工程勘察等级属甲级。本文以场地工程地质条件为研究对象,分析了其场地稳定性及适宜性,针对基础选型提出了合理建议。
关键词:场地;岩土工程条件;基础选型
中图分类号:TU473.1文献标识码:A文章编号:1006-8937(2011)10-0149-02
该建筑物场地北邻春园西路(距春园西路约30 m),南靠襄樊大学(距襄樊大学约14.37 m),东邻现代城(一期)(相距约14 m),西与中商量贩店相邻(相距约12.50 m)。现代城(二期)工程使用地总面积9 851.6 m2,建筑总面积77 228.8 m2,建筑密度40.2%。主楼建筑物总高度99.3m,框剪结构,独立柱基,中柱尺寸:1 m×1 m,荷重10 240 kN;边柱尺寸:800 mm×800 mm,荷重6 500 kN。根据《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2004,工程重要性等级为一级,岩土工程勘察等级属甲级。本次研究的目的为研究场地的工程地质条件、对可供采用的基础型式进行分析论证,建议安全经济合理的基础类型。
1自然地理
襄樊市位于湖北省西北部,地处汉江中游,西部山区属荆山、武当山脉,东部丘陵属桐柏山、大洪山脉余脉,北部为鄂北岗地,南部为汉江平原的宜钟夹道,整个地势自西北向东南倾斜。襄樊属亚热带湿润季风气候,年平均气温15.5℃,极端最高气温42.5℃,极端最低气温零下21℃,年平均无霜期239 d,年平均降水量900 mm。拟建场地位于襄樊市樊城区春园西路与长虹路交汇处,北为海关,南靠襄樊大学,东可到火车站,西为中商量贩店、银都宾馆,距诸葛亮广场不足1 km。场地原始地貌为汉江左岸一级阶地,场地平坦,地面标高61.25~62.38 m,相对高差约1.13 m。
2场区地层及岩(土)层性质
根据区域资料,场区范围内第四系覆盖层厚度为70 m左右,均系第四系冲积层,下部基岩为白垩-第三系红色岩层。根据野外钻探、静力触探和室内土工试验资料,本次勘察深度范围内场区自上而下可分为三个大层6个亚层,分别为①素填土、②-1粉质粘土、②-2粉质粘土、②-3粉质粘土、③-1卵石和③-2细砂。
场区地层具有明显的二元结构,上部为一般粘性土,下部为砂卵石层,呈现出颗粒由上到下逐渐变粗的沉积韵律。根据《岩土工程勘察工作规程》(DB42/169-2003)表8.2.1土层的渗透性能划分标准,②-1、②-2、②-3层渗透系数均小于1×10-4 cm/s,故粘性土層渗透性能为弱透水—微透水层。场区位于汉江左岸一级阶地,根据场区地层结构及地下水的赋存条件,场地地下水主要为填土层中的上层滞水和卵砾石中的承压水。
3岩土工程分析及评价
3.1场地稳定性和适宜性
①新构造运动:襄樊市地处汉江平原,大地构造单元为秦岭褶皱系,南秦岭印支冒地槽褶皱带,襄枣断陷盆地。自第四纪以来,襄枣断陷盆地具有间息性拗陷盆地的特点,以河湖相为主,在早更新世下陷强烈,并在末期沿断陷产生拗折,中更新世沉积幅度减小,本区第四纪主要表现为下陷沉积作用为主,形成平原区,近代局部有断裂复活导发地震。②地质灾害危险性分析:据《岩土工程勘察工作规程》(DB42/169-2003),襄樊市位于鄂西北滑坡、崩塌极易发区(Ⅲ)。拟建场区汉江左岸一级阶地,场区平坦开阔,不会产生崩塌、滑坡等不良地质现象,场区基岩埋深大于50 m,较大的发震断裂青峰——襄广断裂从襄樊城区南部外通过,因此建筑场区地质灾害不发育,场地稳定性好。③场地稳定性及适宜性:建筑场区地质灾害不发育,地形较平坦,地貌类型单一,地质构造及水文地质条件简单,地质环境复杂程度为简单,工程建设遭受地质灾害的危险性小,引发加剧不良地质灾害的可能性小,因此建筑场地稳定,工程建设适宜性较好。
3.2场区各岩土层工程性质综合评价
①层素填土(Q4ml)结构松散,工程特性差,属于基坑开挖土方。
②-1、②-2层粉质粘土(Q4al)空间分布较为稳定,承载力较高,压缩性中等,是组成基坑坑壁及坑底的主要土层,可作为多层建筑物的天然地基持力层,但作为拟建高层建筑物的天然地基持力层,不能满足强度和变形的要求。
②-3层淤泥质粉质粘土(Q4al)力学强度低,属低强度高压缩性土,不可作为拟建筑物天然地基持力层。
③-1卵石(Q4al)层位相对稳定,属强度较高、压缩性较低的土层,且其厚度大,可作为拟建建筑物的桩基持力层。
③-2细砂(Q4al)以透镜体形式出现于卵石③-1层,其强度较低,厚度不大,且不均匀,属软弱夹层,采用桩基础时需穿过该层。
4基础型式建议
建筑物总高度99.3 m,框剪结构,独立柱基,中柱尺寸:1 m×1 m,荷重10 240 kN;边柱尺寸:800 mm×800 mm,荷重6500 kN。该建筑群属甲类建筑,要求地基承载力高,变形及不均匀沉降要求高。上部粘性土层强度及变形难以满足拟建建筑物设计要求,故建议采用桩基方案,采用钻孔灌注桩,以③-1卵石层作为桩端持力层。因拟建建筑物荷载大,现提出以下桩型供设计人员选用。
4.1钻(冲)孔灌注桩
钻(冲)孔灌注桩是利用正反循环工艺或冲击成孔,气举反循环二次清孔,然后浇筑钢筋混凝土的一种施工工艺。但该工艺在砾卵石层中施工进度较慢,场地污染较大等缺点。
4.2无循环钻孔灌注桩(旋挖桩)
无循环钻孔灌注桩(旋挖桩)适用于任何第四系覆盖土层及地质情况复杂、夹层多、起伏变化较大的软质岩层。该工艺与正、反循环钻孔灌注桩相比,具有无可比拟的优点:
①高性能:为多功能全液压履带式钻机,主要组成部件如下:坦克式底盘;伸缩式主动钻杆;全液压动力传送;集成化、电子化驾驶室操作系统;360°回转施工;自行立塔;自带动力;机器等级65t。②高效率:目前国内的旋挖桩机均为国外进口设备,其扭矩大,是国内反循环GPS-15型钻机的10~15倍,拉杆天线式的伸缩钻杆远远优于常规的人工一节节接卸钻具,其效率是反循环桩机的6~8倍。③无循环旋挖污染小:无循环旋挖实行静态泥浆护壁,岩芯桶旋挖,渣土集中堆放,场区整洁卫生,污染仅限于堆渣范围。而国内正、反循环钻进排渣、返浆,场地污染大,既不安全也不方便。④可以穿过深厚大卵漂石层及嵌岩:实践证明旋挖桩机可捞取大体积的漂石(三峡坝区接待中心大厦施工时捞取体积为50 cm×60 cm×70 cm)。
综上所述,建议本场地采用无循环钻孔灌注桩,以③-1层作为桩端持力层。无循环钻孔灌注桩(旋挖桩)采用后压浆技术可提高单桩坚向承载力。
参考文献:
[1] 顾晓鲁.地基与基础[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[2] 赵明华.土力学与基础工程[M].武汉:武汉工业大学出版社, 2000.
关键词:场地;岩土工程条件;基础选型
中图分类号:TU473.1文献标识码:A文章编号:1006-8937(2011)10-0149-02
该建筑物场地北邻春园西路(距春园西路约30 m),南靠襄樊大学(距襄樊大学约14.37 m),东邻现代城(一期)(相距约14 m),西与中商量贩店相邻(相距约12.50 m)。现代城(二期)工程使用地总面积9 851.6 m2,建筑总面积77 228.8 m2,建筑密度40.2%。主楼建筑物总高度99.3m,框剪结构,独立柱基,中柱尺寸:1 m×1 m,荷重10 240 kN;边柱尺寸:800 mm×800 mm,荷重6 500 kN。根据《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2004,工程重要性等级为一级,岩土工程勘察等级属甲级。本次研究的目的为研究场地的工程地质条件、对可供采用的基础型式进行分析论证,建议安全经济合理的基础类型。
1自然地理
襄樊市位于湖北省西北部,地处汉江中游,西部山区属荆山、武当山脉,东部丘陵属桐柏山、大洪山脉余脉,北部为鄂北岗地,南部为汉江平原的宜钟夹道,整个地势自西北向东南倾斜。襄樊属亚热带湿润季风气候,年平均气温15.5℃,极端最高气温42.5℃,极端最低气温零下21℃,年平均无霜期239 d,年平均降水量900 mm。拟建场地位于襄樊市樊城区春园西路与长虹路交汇处,北为海关,南靠襄樊大学,东可到火车站,西为中商量贩店、银都宾馆,距诸葛亮广场不足1 km。场地原始地貌为汉江左岸一级阶地,场地平坦,地面标高61.25~62.38 m,相对高差约1.13 m。
2场区地层及岩(土)层性质
根据区域资料,场区范围内第四系覆盖层厚度为70 m左右,均系第四系冲积层,下部基岩为白垩-第三系红色岩层。根据野外钻探、静力触探和室内土工试验资料,本次勘察深度范围内场区自上而下可分为三个大层6个亚层,分别为①素填土、②-1粉质粘土、②-2粉质粘土、②-3粉质粘土、③-1卵石和③-2细砂。
场区地层具有明显的二元结构,上部为一般粘性土,下部为砂卵石层,呈现出颗粒由上到下逐渐变粗的沉积韵律。根据《岩土工程勘察工作规程》(DB42/169-2003)表8.2.1土层的渗透性能划分标准,②-1、②-2、②-3层渗透系数均小于1×10-4 cm/s,故粘性土層渗透性能为弱透水—微透水层。场区位于汉江左岸一级阶地,根据场区地层结构及地下水的赋存条件,场地地下水主要为填土层中的上层滞水和卵砾石中的承压水。
3岩土工程分析及评价
3.1场地稳定性和适宜性
①新构造运动:襄樊市地处汉江平原,大地构造单元为秦岭褶皱系,南秦岭印支冒地槽褶皱带,襄枣断陷盆地。自第四纪以来,襄枣断陷盆地具有间息性拗陷盆地的特点,以河湖相为主,在早更新世下陷强烈,并在末期沿断陷产生拗折,中更新世沉积幅度减小,本区第四纪主要表现为下陷沉积作用为主,形成平原区,近代局部有断裂复活导发地震。②地质灾害危险性分析:据《岩土工程勘察工作规程》(DB42/169-2003),襄樊市位于鄂西北滑坡、崩塌极易发区(Ⅲ)。拟建场区汉江左岸一级阶地,场区平坦开阔,不会产生崩塌、滑坡等不良地质现象,场区基岩埋深大于50 m,较大的发震断裂青峰——襄广断裂从襄樊城区南部外通过,因此建筑场区地质灾害不发育,场地稳定性好。③场地稳定性及适宜性:建筑场区地质灾害不发育,地形较平坦,地貌类型单一,地质构造及水文地质条件简单,地质环境复杂程度为简单,工程建设遭受地质灾害的危险性小,引发加剧不良地质灾害的可能性小,因此建筑场地稳定,工程建设适宜性较好。
3.2场区各岩土层工程性质综合评价
①层素填土(Q4ml)结构松散,工程特性差,属于基坑开挖土方。
②-1、②-2层粉质粘土(Q4al)空间分布较为稳定,承载力较高,压缩性中等,是组成基坑坑壁及坑底的主要土层,可作为多层建筑物的天然地基持力层,但作为拟建高层建筑物的天然地基持力层,不能满足强度和变形的要求。
②-3层淤泥质粉质粘土(Q4al)力学强度低,属低强度高压缩性土,不可作为拟建筑物天然地基持力层。
③-1卵石(Q4al)层位相对稳定,属强度较高、压缩性较低的土层,且其厚度大,可作为拟建建筑物的桩基持力层。
③-2细砂(Q4al)以透镜体形式出现于卵石③-1层,其强度较低,厚度不大,且不均匀,属软弱夹层,采用桩基础时需穿过该层。
4基础型式建议
建筑物总高度99.3 m,框剪结构,独立柱基,中柱尺寸:1 m×1 m,荷重10 240 kN;边柱尺寸:800 mm×800 mm,荷重6500 kN。该建筑群属甲类建筑,要求地基承载力高,变形及不均匀沉降要求高。上部粘性土层强度及变形难以满足拟建建筑物设计要求,故建议采用桩基方案,采用钻孔灌注桩,以③-1卵石层作为桩端持力层。因拟建建筑物荷载大,现提出以下桩型供设计人员选用。
4.1钻(冲)孔灌注桩
钻(冲)孔灌注桩是利用正反循环工艺或冲击成孔,气举反循环二次清孔,然后浇筑钢筋混凝土的一种施工工艺。但该工艺在砾卵石层中施工进度较慢,场地污染较大等缺点。
4.2无循环钻孔灌注桩(旋挖桩)
无循环钻孔灌注桩(旋挖桩)适用于任何第四系覆盖土层及地质情况复杂、夹层多、起伏变化较大的软质岩层。该工艺与正、反循环钻孔灌注桩相比,具有无可比拟的优点:
①高性能:为多功能全液压履带式钻机,主要组成部件如下:坦克式底盘;伸缩式主动钻杆;全液压动力传送;集成化、电子化驾驶室操作系统;360°回转施工;自行立塔;自带动力;机器等级65t。②高效率:目前国内的旋挖桩机均为国外进口设备,其扭矩大,是国内反循环GPS-15型钻机的10~15倍,拉杆天线式的伸缩钻杆远远优于常规的人工一节节接卸钻具,其效率是反循环桩机的6~8倍。③无循环旋挖污染小:无循环旋挖实行静态泥浆护壁,岩芯桶旋挖,渣土集中堆放,场区整洁卫生,污染仅限于堆渣范围。而国内正、反循环钻进排渣、返浆,场地污染大,既不安全也不方便。④可以穿过深厚大卵漂石层及嵌岩:实践证明旋挖桩机可捞取大体积的漂石(三峡坝区接待中心大厦施工时捞取体积为50 cm×60 cm×70 cm)。
综上所述,建议本场地采用无循环钻孔灌注桩,以③-1层作为桩端持力层。无循环钻孔灌注桩(旋挖桩)采用后压浆技术可提高单桩坚向承载力。
参考文献:
[1] 顾晓鲁.地基与基础[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[2] 赵明华.土力学与基础工程[M].武汉:武汉工业大学出版社, 2000.