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摘 要:文章主要结合工实例,分析了三种复杂岩土地基勘察的要点,并进行对比与评价,从中选择经济、合理的桩端持力层及基础方案,提出在使用中应注意的问题,提出了自己的看法,旨在为复杂岩土地基勘察提供参考与借鉴。
关键词:非岩溶地基;岩土地基;软土地基;勘察要点
中图分类号:TU47 文献标识码:A 文章编号:
一、非岩溶地基勘察
1.1 工程概况
某项目改造安置房位于滨海平原地区,包括11幢高层住宅,2 层辅助用房,总建筑面积186760m2,全现浇钢筋混凝土剪力墙承重体系,单墙的最大轴力设计值约2600kN/m,1层地下室埋深约6m。
根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级,综合划分岩土工程勘察等级为乙级。
1.2 勘察要点
在岩溶区有大片非可溶性岩石、断层构造破碎带和溶洞溶(槽)沟溶蚀裂隙存在,是巖溶区最复杂的一种特殊地质现象。如何钻探查明,关键需做到以下几点:
(1)有的放矢进行勘察工作,搜集资料,做到心中有底,从中了解场地中可能有一条规模较大的呈东西向展布的主干断层构造存在, 受其影响可能会致使场地地质条件复杂化,因此思想上需高度重视,并于编写勘察纲要时重点指出,钻探及编录时密切注意地层变化的情况,从中确定断层构造破碎带的分布范围、岩性(多为断层角砾岩),以及破碎程度。
(2)由于场地较大, 钻探从场地四角、中点或对角先钻,第一个勘探孔钻得深一些, 大致了解在面上非岩石的分布情况,然后根据不同的情况,区别对待。对非可溶性岩石,可按一般岩质地基进行钻探, 重点是对可溶性岩石的石灰岩分布区的溶洞、溶(槽)沟、溶蚀裂隙分布情况,予以探明。
(3)及时记录在钻探中对钻具陷落、漏水和进尺特快等异常情况。
(4)全部岩芯按序排列、编号,代表性岩芯摄像、保存岩芯,尤其是对溶洞、溶(槽)沟、溶蚀裂隙和断层构造破碎带等复杂地段的钻孔岩芯全部保存下来,可作为试桩的判定依据, 并将代表性的岩芯照片附在勘察成果报告中。
(5)如在断层构造和溶洞、溶(槽)沟、溶蚀裂隙,以及地层变化较大等部位钻探时,应及时进行插孔查明,如Z110 孔钻出一个较大的溶洞,在 Z117 、Z122 、Z122-1孔上钻出一条溶(槽)沟,在其边上及时插孔,而溶蚀裂隙在岩溶发育区各钻孔中普遍可见,从而圈定出在该区域内的溶洞和溶(槽)沟的分布范围,结果发现溶洞的分布在断层构造破碎带中, 由此清楚可见, 溶洞的形成与断层构造密切有关。
(6)分区进行评价,按其性质差异和工程危害程度,划分为三个工程地质区:I区为非可溶性岩石分布区,属工程地质条件相对简单区;II区为断层构造破碎带分布区,属较复杂区;III-1区为灰岩分布区,III-2 区为岩溶发育区,即为复杂区。在各区交接部位发现地层起伏往往变化较大,且具有一侧含水丰富的分布规律。
二、不均匀岩土地基勘察
2.1 工程概况
某大厦位于冲海积平原地区,西侧距山1.2 km,一共13层,平面呈 L 型,建筑平面尺寸为65m×19m,框架结构,最大柱荷载约7000 kN,设1层地下室埋深约5m。
根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级,综合划分岩土工程勘察等级为乙级。
2.2 勘察要点
本工程场地地质条件极其复杂,在同一建筑物内,通过钻探查明本场地半座为暗山全风化砂岩,半座为暗山陡坡下的砂、圆砾及下卧软土夹层。如何钻探查明,分析评价,合理取值。选择经济合理的桩端持力层及基础方案,以及提出在使用中应注意的问题,其主要勘察要点为:
(1)及时插孔,钻至全风化砂岩,从而圈定出其边界。
(2)对深孔采取钻探与静探相互验证,钻探对逐个静探孔加深至全风化砂岩,如 ZJ2 静探贯入不动时,孔底到底是全风化岩石还是圆砾情况不清楚,后改为钻探加深查清了静探孔底是中砂;静探对钻孔验证其分层的准确性,如 ZJ3 孔第一次钻探深度偏浅,第二次加深钻探,结果发现与第一次钻探分层不吻合,第三次改为静探查证后,证实第二次钻探分层是合理的,没有很厚的中砂,且中砂很薄,仅厚0.5m。
(3)钻孔时,第一次静探57m 未见砂层偏斜,第二次改为钻探至53m见到砂层,第三次再用静探,探杆直,下4只地锚,安装水平,地锚起拔及时拧紧,均匀贯入,其结果与第二次钻探深度完全吻合。由此可见, 静探最大优点在于查明土的不均匀性和精确分层,但缺点是深孔容易偏斜;而钻探能钻进圆砾、碎石土和全风化岩石,两者相互验证确实有必要。
(4)主楼地段所有勘探孔,包括加深的静探孔,全部钻到全风化砂岩,从而了解岩面起伏变化的情况, 以及覆盖其上的坡残积碎石混粉质黏土、中砂、圆砾及下卧软土夹层的分布情况。
(5)在受力层内对软土夹层,中砂圆砾、坡残积碎石混粉质黏土和全风化砂岩均采取原状土试样,做标贯、动探原位测试。
(6)在同一建筑物内不可避免利用全风化砂岩、薄层中砂和圆砾联合作为预应力管桩持力层时,应考虑最不利(持力层薄,有软土夹层的影响)和安全储备(目前设计多用足承载力) 等因素,故应取较小值,并按有影响的下卧软土的桩端取值计算单桩承载力特征值,从而达到满足地基变形、强度和桩基稳定的要求。
(7)分区进行评价,按其岩土差异和对工程危害程度,划分为两个工程地质区: I区为全风化砂岩分布区,属相对简单区; II区为中砂、圆砾及下卧软土夹层分布区,属复杂区。
(8)鉴于持力层复杂、岩土差异和地层变化较大的特点,建议选择¢600,壁厚130mm, C80的预应力管桩,并选择不利或代表性地段进行试桩,不宜采用锤击,应选择800t以上静压,有利于穿越上部粉、砂土顺利沉桩,试桩以桩长控制为主,压力值为辅,压力值由试桩确定。
(9)要求先做静荷载试验,并以试验结果来调整和确定设计参数。
三、软土地基勘察
3.1 工程概况
某商储中心位于萧绍滨海平原,南北侧为公路,东西两侧为农田,由3 幢2~6层住宅楼组成,框架结构,最大柱荷载约2500 kN根据工程重要性等级。
场地复杂程度等级和地基复杂程度等级,综合划分岩土工程勘察等级为乙级。
3.2 勘察要点
场地工程地质条件较为复杂,在受力层内土层变化较大,在老黏土层中局部夹有厚薄不等的软土夹层为透镜体,其主要勘察要点为:
(1)所有勘探孔包括静探孔,全部钻穿软土夹层至层厚稳定的老黏土,部分控制性钻孔已揭穿老黏土;
(2)搜集场地附近钻探资料,分析研究本场地工程地质条件,合理编制勘察纲要,经审批后严格实施;
(3)沿建筑物周边线和兼顾角点布置勘探孔,并采取钻探孔与静探孔相间隔错开布置, 以全面控制面上和深度上的地层变化情况;
(4)布置取原状土试样钻孔为 10个,占勘探孔总数的1/3 以上,对主要土层尤其是有影响的软土夹层取足6件以上的原状土试样;
(5)规范取样,及时用腊封口,规范开土操作,实验所得出土的物理力学性质指标的数据应该反映出实际情况;
(6)根据建筑物的结构特征、荷载情况,结合地质条件分析,建议以层硬可塑状粉质黏土为预应力管桩持力层,至于层软可塑状粉质黏土桩端值提供,主要考虑有的桩尤其是最后几根桩,由于桩基施工挤密可能导致部分桩难以沉桩到位的情况下,可供设计计算是否满足要求时参考;
(7)选择不利或具有代表性地段进行试桩,试桩以桩长和压力值双向控制;
(8)要求先做静荷载试验
四、结束语
综上所述,通过对以上三种复杂地基勘察实例的分析,得出以下几方面的结论:
(1)孔深需严格控制,对溶洞和溶(槽) 沟应钻穿洞穴、槽、沟底下基岩2m;遇持力层及有影响的下卧软土夹层时,应钻穿软土到层厚稳定的硬土、碎石土和风化岩石,必要时可全部钻到岩石。
(2)及时插孔查明溶洞、溶(槽)、沟、断层构造破碎带、暗山的分布范围,并圈定出其边界。
(3)全面搜集资料,分析研究场地工程地质条件,合理编制勘察纲要,并经审批后严格实施。
(4)沿建筑物周边线和兼顾角点布置勘探孔,并采取钻孔与静探孔相间隔错开布置。
(5)在关键部位,即在受力层内的软土(包括洞穴充填物)、砂、圆砾,必须有土样、标贯或动探原位测试控制。
(6)先做静荷载试验。
(7)合理分层,尤其是持力层及有影响的下卧软土层的界面必须划准,对土层厚度大于 0.5m的夹层或透镜体,宜进行单独分层理力学性质指标的数据,分析认为是异常情况的,予以删除,使所提供的数据真实准确。
(8)在同一建筑物内不可避免利用全风化砂岩、薄层中砂、圆砾(下卧为软土夹层)、联合作为预应力管桩持力层时,宜取较小值,并按有影响的下卧软土的桩端取值计算单桩承载力特征值,试桩时应以桩长控制为主。
参考文献
[1] 周德泉,彭柏兴.岩土工程勘察技术与应用[J].人民交通出版社,2008(03).
[2] 谢祖发.论述岩土勘察中对岩土测试资料的运用[R].科技与企业,2011(12).
关键词:非岩溶地基;岩土地基;软土地基;勘察要点
中图分类号:TU47 文献标识码:A 文章编号:
一、非岩溶地基勘察
1.1 工程概况
某项目改造安置房位于滨海平原地区,包括11幢高层住宅,2 层辅助用房,总建筑面积186760m2,全现浇钢筋混凝土剪力墙承重体系,单墙的最大轴力设计值约2600kN/m,1层地下室埋深约6m。
根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级,综合划分岩土工程勘察等级为乙级。
1.2 勘察要点
在岩溶区有大片非可溶性岩石、断层构造破碎带和溶洞溶(槽)沟溶蚀裂隙存在,是巖溶区最复杂的一种特殊地质现象。如何钻探查明,关键需做到以下几点:
(1)有的放矢进行勘察工作,搜集资料,做到心中有底,从中了解场地中可能有一条规模较大的呈东西向展布的主干断层构造存在, 受其影响可能会致使场地地质条件复杂化,因此思想上需高度重视,并于编写勘察纲要时重点指出,钻探及编录时密切注意地层变化的情况,从中确定断层构造破碎带的分布范围、岩性(多为断层角砾岩),以及破碎程度。
(2)由于场地较大, 钻探从场地四角、中点或对角先钻,第一个勘探孔钻得深一些, 大致了解在面上非岩石的分布情况,然后根据不同的情况,区别对待。对非可溶性岩石,可按一般岩质地基进行钻探, 重点是对可溶性岩石的石灰岩分布区的溶洞、溶(槽)沟、溶蚀裂隙分布情况,予以探明。
(3)及时记录在钻探中对钻具陷落、漏水和进尺特快等异常情况。
(4)全部岩芯按序排列、编号,代表性岩芯摄像、保存岩芯,尤其是对溶洞、溶(槽)沟、溶蚀裂隙和断层构造破碎带等复杂地段的钻孔岩芯全部保存下来,可作为试桩的判定依据, 并将代表性的岩芯照片附在勘察成果报告中。
(5)如在断层构造和溶洞、溶(槽)沟、溶蚀裂隙,以及地层变化较大等部位钻探时,应及时进行插孔查明,如Z110 孔钻出一个较大的溶洞,在 Z117 、Z122 、Z122-1孔上钻出一条溶(槽)沟,在其边上及时插孔,而溶蚀裂隙在岩溶发育区各钻孔中普遍可见,从而圈定出在该区域内的溶洞和溶(槽)沟的分布范围,结果发现溶洞的分布在断层构造破碎带中, 由此清楚可见, 溶洞的形成与断层构造密切有关。
(6)分区进行评价,按其性质差异和工程危害程度,划分为三个工程地质区:I区为非可溶性岩石分布区,属工程地质条件相对简单区;II区为断层构造破碎带分布区,属较复杂区;III-1区为灰岩分布区,III-2 区为岩溶发育区,即为复杂区。在各区交接部位发现地层起伏往往变化较大,且具有一侧含水丰富的分布规律。
二、不均匀岩土地基勘察
2.1 工程概况
某大厦位于冲海积平原地区,西侧距山1.2 km,一共13层,平面呈 L 型,建筑平面尺寸为65m×19m,框架结构,最大柱荷载约7000 kN,设1层地下室埋深约5m。
根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级,综合划分岩土工程勘察等级为乙级。
2.2 勘察要点
本工程场地地质条件极其复杂,在同一建筑物内,通过钻探查明本场地半座为暗山全风化砂岩,半座为暗山陡坡下的砂、圆砾及下卧软土夹层。如何钻探查明,分析评价,合理取值。选择经济合理的桩端持力层及基础方案,以及提出在使用中应注意的问题,其主要勘察要点为:
(1)及时插孔,钻至全风化砂岩,从而圈定出其边界。
(2)对深孔采取钻探与静探相互验证,钻探对逐个静探孔加深至全风化砂岩,如 ZJ2 静探贯入不动时,孔底到底是全风化岩石还是圆砾情况不清楚,后改为钻探加深查清了静探孔底是中砂;静探对钻孔验证其分层的准确性,如 ZJ3 孔第一次钻探深度偏浅,第二次加深钻探,结果发现与第一次钻探分层不吻合,第三次改为静探查证后,证实第二次钻探分层是合理的,没有很厚的中砂,且中砂很薄,仅厚0.5m。
(3)钻孔时,第一次静探57m 未见砂层偏斜,第二次改为钻探至53m见到砂层,第三次再用静探,探杆直,下4只地锚,安装水平,地锚起拔及时拧紧,均匀贯入,其结果与第二次钻探深度完全吻合。由此可见, 静探最大优点在于查明土的不均匀性和精确分层,但缺点是深孔容易偏斜;而钻探能钻进圆砾、碎石土和全风化岩石,两者相互验证确实有必要。
(4)主楼地段所有勘探孔,包括加深的静探孔,全部钻到全风化砂岩,从而了解岩面起伏变化的情况, 以及覆盖其上的坡残积碎石混粉质黏土、中砂、圆砾及下卧软土夹层的分布情况。
(5)在受力层内对软土夹层,中砂圆砾、坡残积碎石混粉质黏土和全风化砂岩均采取原状土试样,做标贯、动探原位测试。
(6)在同一建筑物内不可避免利用全风化砂岩、薄层中砂和圆砾联合作为预应力管桩持力层时,应考虑最不利(持力层薄,有软土夹层的影响)和安全储备(目前设计多用足承载力) 等因素,故应取较小值,并按有影响的下卧软土的桩端取值计算单桩承载力特征值,从而达到满足地基变形、强度和桩基稳定的要求。
(7)分区进行评价,按其岩土差异和对工程危害程度,划分为两个工程地质区: I区为全风化砂岩分布区,属相对简单区; II区为中砂、圆砾及下卧软土夹层分布区,属复杂区。
(8)鉴于持力层复杂、岩土差异和地层变化较大的特点,建议选择¢600,壁厚130mm, C80的预应力管桩,并选择不利或代表性地段进行试桩,不宜采用锤击,应选择800t以上静压,有利于穿越上部粉、砂土顺利沉桩,试桩以桩长控制为主,压力值为辅,压力值由试桩确定。
(9)要求先做静荷载试验,并以试验结果来调整和确定设计参数。
三、软土地基勘察
3.1 工程概况
某商储中心位于萧绍滨海平原,南北侧为公路,东西两侧为农田,由3 幢2~6层住宅楼组成,框架结构,最大柱荷载约2500 kN根据工程重要性等级。
场地复杂程度等级和地基复杂程度等级,综合划分岩土工程勘察等级为乙级。
3.2 勘察要点
场地工程地质条件较为复杂,在受力层内土层变化较大,在老黏土层中局部夹有厚薄不等的软土夹层为透镜体,其主要勘察要点为:
(1)所有勘探孔包括静探孔,全部钻穿软土夹层至层厚稳定的老黏土,部分控制性钻孔已揭穿老黏土;
(2)搜集场地附近钻探资料,分析研究本场地工程地质条件,合理编制勘察纲要,经审批后严格实施;
(3)沿建筑物周边线和兼顾角点布置勘探孔,并采取钻探孔与静探孔相间隔错开布置, 以全面控制面上和深度上的地层变化情况;
(4)布置取原状土试样钻孔为 10个,占勘探孔总数的1/3 以上,对主要土层尤其是有影响的软土夹层取足6件以上的原状土试样;
(5)规范取样,及时用腊封口,规范开土操作,实验所得出土的物理力学性质指标的数据应该反映出实际情况;
(6)根据建筑物的结构特征、荷载情况,结合地质条件分析,建议以层硬可塑状粉质黏土为预应力管桩持力层,至于层软可塑状粉质黏土桩端值提供,主要考虑有的桩尤其是最后几根桩,由于桩基施工挤密可能导致部分桩难以沉桩到位的情况下,可供设计计算是否满足要求时参考;
(7)选择不利或具有代表性地段进行试桩,试桩以桩长和压力值双向控制;
(8)要求先做静荷载试验
四、结束语
综上所述,通过对以上三种复杂地基勘察实例的分析,得出以下几方面的结论:
(1)孔深需严格控制,对溶洞和溶(槽) 沟应钻穿洞穴、槽、沟底下基岩2m;遇持力层及有影响的下卧软土夹层时,应钻穿软土到层厚稳定的硬土、碎石土和风化岩石,必要时可全部钻到岩石。
(2)及时插孔查明溶洞、溶(槽)、沟、断层构造破碎带、暗山的分布范围,并圈定出其边界。
(3)全面搜集资料,分析研究场地工程地质条件,合理编制勘察纲要,并经审批后严格实施。
(4)沿建筑物周边线和兼顾角点布置勘探孔,并采取钻孔与静探孔相间隔错开布置。
(5)在关键部位,即在受力层内的软土(包括洞穴充填物)、砂、圆砾,必须有土样、标贯或动探原位测试控制。
(6)先做静荷载试验。
(7)合理分层,尤其是持力层及有影响的下卧软土层的界面必须划准,对土层厚度大于 0.5m的夹层或透镜体,宜进行单独分层理力学性质指标的数据,分析认为是异常情况的,予以删除,使所提供的数据真实准确。
(8)在同一建筑物内不可避免利用全风化砂岩、薄层中砂、圆砾(下卧为软土夹层)、联合作为预应力管桩持力层时,宜取较小值,并按有影响的下卧软土的桩端取值计算单桩承载力特征值,试桩时应以桩长控制为主。
参考文献
[1] 周德泉,彭柏兴.岩土工程勘察技术与应用[J].人民交通出版社,2008(03).
[2] 谢祖发.论述岩土勘察中对岩土测试资料的运用[R].科技与企业,2011(12).