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【摘 要】 地基是建筑物的核心部分,只有在基础作优作精的前提下,才能更好的保证房屋建筑的安全。在基础工程勘察中,不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对岩土工程的危害。
【关键词】 工程勘察;地质条件;基坑支护;基础选型
1 工程概况
某建筑物26层,地下车库设3层,地上为住宅楼,结构设计为框架剪力墙结构,单柱设计荷载为5865.80kN。设计地坪标高为33.90m,地下室底层设计地坪标高为24.30m。
拟建建筑按GB50021-2001岩土工程勘察规范划分,建筑物工程重要性等级为二级,场地复杂程度为二级,地基复杂程度为二级,岩土工程勘察等级为乙级。
2 场地工程地质条件
2.1地层分布及其工程特性
根据钻探揭露,场地内主要地层由第四系人工填土、粉质黏土、粉土、圆砾、粉质黏土及第三系泥质粉砂岩组成,其野外特征自上而下分述如下。
2.1.1人工填土层(Qml4)
①人工填土层(Qml4)(①为地层编号,下同)属素填土,灰褐色、褐黄色,稍湿,土质松散不均,主要由粉土、粉质黏土及砂岩碎块组成,部分钻孔顶部为混凝土,见少量砖渣等建筑垃圾。系新近堆填,层厚为0.80m~5.10m,尚未完成自重固结,工程性能差,强度低,具有高压缩性,未经处理不能作为基础持力层。
2.1.2第四系冲洪积层(Qml4)
1)②粉质黏土(Qml4):该层分布在整个场区,层厚为2.00m~12.20m,中压缩性,承载力特征值fak=200kPa,可作为较轻荷载建筑物的基础持力层。
2)③粉土(Qml4):该层在所有钻孔中均有揭露,层厚为0.60m~2.50m,强度一般,中压缩性,承载力特征值fak=180kPa,可作为较轻荷载建筑物持力层,但不宜作为建筑物桩基础持力层。
3)④圆砾(Qml4):该层分布在整个场区,层厚为3.60m~5.30m,承载力特征值为fak=280kPa,可作为桩基持力层,由于其富含潜水,基坑开挖或桩基施工时应采取有效的降水措施。
4)⑤粉质黏土(Qml4):该层分布在整个场区。层厚为1.50m~3.70m,承载力特征值为fak=220kPa,但其厚度较薄,不宜作为桩基持力层。
2.1.3第三系泥质粉砂岩(E)
1)⑥强风化泥质粉砂岩(E):该层在所有钻孔中均有揭露,层厚为1.50m~6.00m,其顶面埋藏深度为16.00m~17.80m,承载力特征值为fak=380kPa,可作为桩端持力层。
2)⑦中风化泥质粉砂岩(E):该层在多数钻孔均有揭露,揭露厚度为2.30m~6.30m,未揭穿,厚度不详,其顶面埋藏深度为21.30m~23.20m,层位稳定,强度高,工程性能好,承载力特征值为fak=1000kPa,可作为良好的高层建筑桩端持力层或地基下卧层。
2.2场地水文地质条件
勘察期间,钻孔均见地下水。地下水类型主要为上层滞水孔隙潜水及基岩裂隙水。其中:上层滞水主要赋存于①人工填土②粉质黏土,直接接受大气降水和地表水的补给,水量较小,水位因季节变化而异,本层地下水初见水位埋深为1.50m~3.50m,稳定水位埋深为1.40m~3.30m;潜水主要赋存于④圆砾中,略具承压,与浏阳河水力联系较密切,受大气降水和地表水补给,水量较丰富,本层地下水初见水位埋深为5.00m~6.50m,稳定水位埋深为4.80m~6.30m;基岩裂隙水赋存于下伏基岩中,其补给径流条件及涌水量的大小受地质构造和节理裂隙控制,一般水量很小。勘察期间测得场地地下水混合稳定水位埋深为3.20m~6.40m。
3 基坑支护分析
本工程地下室为地下车库3层,开挖深度约9.60m,基坑开挖深度范围的土层为①人工填土、②粉质黏土、③粉土和④圆砾。开挖时应对基坑进行专门的设计和支护,基坑支护可采用喷锚支护(土钉墙)或桩锚联合支护的结构形式,以确保开挖基坑的稳定和周边建(构)筑物的安全。基坑支护设计岩土工程特性指标建议值见表1。场地上层滞水位埋藏浅,地下室施工时,将会遇见上层滞水,场地内的上层滞水水量较小,且未形成统一水位,因此基坑施工时,可采用集水井明排。基坑开挖时可遇到的地层为②粉质黏土及③粉土层,为相对隔水层,④圆砾层,含较丰富的地下水,并具微承压性,与浏阳河水力联系密切。而地下室的底板落在此层中部,故降水难度较大,宜先采用帷幕止水措施后,再进行基坑开挖。
4 基础选型分析
根据场地岩土工程地质条件及拟建构筑物结构荷载特点,拟建建筑物适宜采用桩基础或桩筏基础,若采用人工挖孔灌注桩基础,以⑦中风化泥质粉砂岩作为桩端持力层,桩端进入持力层1.0m。若采用桩筏基础时,桩以④圆砾作为基础持力层,进入持力层一定深度,桩为预制桩或沉管灌注桩。根据钻探揭露、原位测试,结合土工试验,经综合分析后,对场地内各土层的承载力特征值以及有关设计参数建议见表2。
5 施工注意事项
1)拟建建筑物视地下车库标高进行基坑支护设计,开挖施工过程中,应对基坑采取适宜的支护措施。基坑形成后,建议加强基坑及相关建筑物变形监测工作,以便及时发现问题,采取相应措施。2)进行基坑開挖时,宜先采用帷幕止水措施后,再进行基坑开挖,以确保施工的顺利进行。3)由于泥质粉砂岩为极软岩,具有浸水易软化、失水易干裂的特点,人工挖孔桩开挖揭露至设计标高或持力层时应及时清底、浇灌混凝土封底,以免地下水长期浸泡而降低地基强度。
6 结论与建议
1)根据GB50011-2001建筑抗震设计规范中有关规定:该场地抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,该场地土类型为中硬场地土,建筑场地类别为Ⅱ类,为可进行建设的一般场地,可不考虑场地内饱和砂土的液化问题;2)经取样室内水质分析,依据GB50021-2001岩土工程勘察规范:场地内地下水对混凝土结构具弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性,应按有关规范要求进行防护。拟建建筑物设有3层地下室,在地下室设计与施工时应考虑地下水浮力的影响;3)根据场地岩土工程条件,结合建筑物荷载的特点,拟建建筑物适宜选择桩基础,建议选用人工挖孔桩基础,以⑦中风化泥质粉砂岩作为桩端持力层;4)基础施工过程中,应加强验槽、验桩工作,必要时应进行施工勘察(超前钻探)。
参考文献:
[1]吕德雄.工程地质勘察中技术研究[J].中国新技术新产品,2010第2期
【关键词】 工程勘察;地质条件;基坑支护;基础选型
1 工程概况
某建筑物26层,地下车库设3层,地上为住宅楼,结构设计为框架剪力墙结构,单柱设计荷载为5865.80kN。设计地坪标高为33.90m,地下室底层设计地坪标高为24.30m。
拟建建筑按GB50021-2001岩土工程勘察规范划分,建筑物工程重要性等级为二级,场地复杂程度为二级,地基复杂程度为二级,岩土工程勘察等级为乙级。
2 场地工程地质条件
2.1地层分布及其工程特性
根据钻探揭露,场地内主要地层由第四系人工填土、粉质黏土、粉土、圆砾、粉质黏土及第三系泥质粉砂岩组成,其野外特征自上而下分述如下。
2.1.1人工填土层(Qml4)
①人工填土层(Qml4)(①为地层编号,下同)属素填土,灰褐色、褐黄色,稍湿,土质松散不均,主要由粉土、粉质黏土及砂岩碎块组成,部分钻孔顶部为混凝土,见少量砖渣等建筑垃圾。系新近堆填,层厚为0.80m~5.10m,尚未完成自重固结,工程性能差,强度低,具有高压缩性,未经处理不能作为基础持力层。
2.1.2第四系冲洪积层(Qml4)
1)②粉质黏土(Qml4):该层分布在整个场区,层厚为2.00m~12.20m,中压缩性,承载力特征值fak=200kPa,可作为较轻荷载建筑物的基础持力层。
2)③粉土(Qml4):该层在所有钻孔中均有揭露,层厚为0.60m~2.50m,强度一般,中压缩性,承载力特征值fak=180kPa,可作为较轻荷载建筑物持力层,但不宜作为建筑物桩基础持力层。
3)④圆砾(Qml4):该层分布在整个场区,层厚为3.60m~5.30m,承载力特征值为fak=280kPa,可作为桩基持力层,由于其富含潜水,基坑开挖或桩基施工时应采取有效的降水措施。
4)⑤粉质黏土(Qml4):该层分布在整个场区。层厚为1.50m~3.70m,承载力特征值为fak=220kPa,但其厚度较薄,不宜作为桩基持力层。
2.1.3第三系泥质粉砂岩(E)
1)⑥强风化泥质粉砂岩(E):该层在所有钻孔中均有揭露,层厚为1.50m~6.00m,其顶面埋藏深度为16.00m~17.80m,承载力特征值为fak=380kPa,可作为桩端持力层。
2)⑦中风化泥质粉砂岩(E):该层在多数钻孔均有揭露,揭露厚度为2.30m~6.30m,未揭穿,厚度不详,其顶面埋藏深度为21.30m~23.20m,层位稳定,强度高,工程性能好,承载力特征值为fak=1000kPa,可作为良好的高层建筑桩端持力层或地基下卧层。
2.2场地水文地质条件
勘察期间,钻孔均见地下水。地下水类型主要为上层滞水孔隙潜水及基岩裂隙水。其中:上层滞水主要赋存于①人工填土②粉质黏土,直接接受大气降水和地表水的补给,水量较小,水位因季节变化而异,本层地下水初见水位埋深为1.50m~3.50m,稳定水位埋深为1.40m~3.30m;潜水主要赋存于④圆砾中,略具承压,与浏阳河水力联系较密切,受大气降水和地表水补给,水量较丰富,本层地下水初见水位埋深为5.00m~6.50m,稳定水位埋深为4.80m~6.30m;基岩裂隙水赋存于下伏基岩中,其补给径流条件及涌水量的大小受地质构造和节理裂隙控制,一般水量很小。勘察期间测得场地地下水混合稳定水位埋深为3.20m~6.40m。
3 基坑支护分析
本工程地下室为地下车库3层,开挖深度约9.60m,基坑开挖深度范围的土层为①人工填土、②粉质黏土、③粉土和④圆砾。开挖时应对基坑进行专门的设计和支护,基坑支护可采用喷锚支护(土钉墙)或桩锚联合支护的结构形式,以确保开挖基坑的稳定和周边建(构)筑物的安全。基坑支护设计岩土工程特性指标建议值见表1。场地上层滞水位埋藏浅,地下室施工时,将会遇见上层滞水,场地内的上层滞水水量较小,且未形成统一水位,因此基坑施工时,可采用集水井明排。基坑开挖时可遇到的地层为②粉质黏土及③粉土层,为相对隔水层,④圆砾层,含较丰富的地下水,并具微承压性,与浏阳河水力联系密切。而地下室的底板落在此层中部,故降水难度较大,宜先采用帷幕止水措施后,再进行基坑开挖。
4 基础选型分析
根据场地岩土工程地质条件及拟建构筑物结构荷载特点,拟建建筑物适宜采用桩基础或桩筏基础,若采用人工挖孔灌注桩基础,以⑦中风化泥质粉砂岩作为桩端持力层,桩端进入持力层1.0m。若采用桩筏基础时,桩以④圆砾作为基础持力层,进入持力层一定深度,桩为预制桩或沉管灌注桩。根据钻探揭露、原位测试,结合土工试验,经综合分析后,对场地内各土层的承载力特征值以及有关设计参数建议见表2。
5 施工注意事项
1)拟建建筑物视地下车库标高进行基坑支护设计,开挖施工过程中,应对基坑采取适宜的支护措施。基坑形成后,建议加强基坑及相关建筑物变形监测工作,以便及时发现问题,采取相应措施。2)进行基坑開挖时,宜先采用帷幕止水措施后,再进行基坑开挖,以确保施工的顺利进行。3)由于泥质粉砂岩为极软岩,具有浸水易软化、失水易干裂的特点,人工挖孔桩开挖揭露至设计标高或持力层时应及时清底、浇灌混凝土封底,以免地下水长期浸泡而降低地基强度。
6 结论与建议
1)根据GB50011-2001建筑抗震设计规范中有关规定:该场地抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,该场地土类型为中硬场地土,建筑场地类别为Ⅱ类,为可进行建设的一般场地,可不考虑场地内饱和砂土的液化问题;2)经取样室内水质分析,依据GB50021-2001岩土工程勘察规范:场地内地下水对混凝土结构具弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性,应按有关规范要求进行防护。拟建建筑物设有3层地下室,在地下室设计与施工时应考虑地下水浮力的影响;3)根据场地岩土工程条件,结合建筑物荷载的特点,拟建建筑物适宜选择桩基础,建议选用人工挖孔桩基础,以⑦中风化泥质粉砂岩作为桩端持力层;4)基础施工过程中,应加强验槽、验桩工作,必要时应进行施工勘察(超前钻探)。
参考文献:
[1]吕德雄.工程地质勘察中技术研究[J].中国新技术新产品,2010第2期