高層建筑巖土勘探問題思考

時(shí)間:2022-04-17 10:07:00

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高層建筑巖土勘探問題思考

1工程概況

擬建某項(xiàng)目是一棟28層的高層建筑(含地下室)及4棟低多層建筑,屬臨街建筑工程,占地面積約4500余mz,高層為框架結(jié)構(gòu),其它建筑為磚混結(jié)構(gòu)。為摸清擬建場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件,為地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。勘察方法及勘察工作量:

(1)勘察方法:組織百米旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)三臺(tái)進(jìn)場(chǎng)施工,本次勘察采用了鉆探、原位測(cè)試(標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn))、室內(nèi)巖、土測(cè)試分析、工程測(cè)量等手段。

(2)勘察工作量:累計(jì)703.90m,其中第四系土層245.10m,強(qiáng)風(fēng)化巖層159.50m,中風(fēng)化巖層299.30m,共竣工鉆孔66個(gè),具體完成實(shí)物工作量見表。

(3)原位測(cè)試及取樣:標(biāo)貫12層次,采取原狀土樣14組,借取同一個(gè)場(chǎng)地土樣6組,采取腐蝕性樣2組進(jìn)行了土的腐蝕性分析,2組水樣進(jìn)行水質(zhì)分析,6組巖樣做單軸飽和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

(4)測(cè)定地下穩(wěn)定水位66孔次,ZK1ZK28鉆孔見有水位,高層位置地勢(shì)高,且已挖至強(qiáng)風(fēng)化巖層,均為干孔。

(5)鉆孔測(cè)量:鉆孔位置及孔口高程采用了全站儀實(shí)測(cè),實(shí)測(cè)采用甲方提供的坐標(biāo)系統(tǒng)及高程點(diǎn),高程點(diǎn)為92.189m,測(cè)得各鉆孔坐標(biāo)及孔口高程,精度能滿足規(guī)范要求,坐標(biāo)系為獨(dú)立坐標(biāo)系。

2場(chǎng)地水文地質(zhì)條件

勘察揭露的地層有:①填土層、粉質(zhì)粘土層、強(qiáng)風(fēng)化含碳炭鈣質(zhì)泥巖、中風(fēng)化含炭鈣質(zhì)泥巖,其工程性質(zhì)自上而下描述如下:填土層:灰白色,灰黑色,稍濕一濕,松散,成分以泥巖強(qiáng)風(fēng)化物為主,稍含中風(fēng)化碎巖塊。本層分布集中,低多層建筑均有見及,本次勘察揭露的最大厚度為9.40m,最小厚度為1.20m,平均6.01m,性質(zhì)差,新近回填土,高壓縮性土層;②粉質(zhì)粘土層:黃色,紅黃色,稍濕,硬塑態(tài)為主,上部多呈可塑態(tài),成分以粘性土為主,下部稍含灰?guī)r礫及石英礫,見網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)。本層分布較廣泛,22個(gè)鉆孔見及該層,均分布在低多層建筑范圍內(nèi),勘察揭露的最大厚度為7.00m,最小厚度為1.30m,平均3.50ro,性質(zhì)較好,中等壓縮性土層。該層共做標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)14次,擊數(shù)N=6~9擊,層厚1.307.00m:層頂標(biāo)高82.O891.20m;層頂埋深1.209.40m。取土樣14件,試驗(yàn)結(jié)果見附表土要試驗(yàn)報(bào)告,主要的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)平均值:W=26.57%,e:0.784,IL=0.292,av=0.22,屬中等壓縮性土層;③強(qiáng)風(fēng)化(含碳鈣質(zhì))泥巖:灰白色,灰黑色,薄層理清晰,污手,風(fēng)化強(qiáng)烈,上部多已風(fēng)化成粘土,多呈軟可塑態(tài),局部含水量高,呈軟塑態(tài);下部呈碎塊狀,水浸泡易軟化,夾未完全風(fēng)化的泥巖碎塊,軟硬相間,本層分布廣泛,各鉆孔均有見及該層,揭露最大厚度為6.40m,最小厚度為0.50m,平均3.19m,層厚0.506.40m;層頂標(biāo)高79.9O~97.1Om;層頂埋深0.00~11.80m;④中風(fēng)化(含碳鈣質(zhì))泥巖:灰黑色,薄層狀,含炭及鈣質(zhì),局部夾泥灰?guī)r透境體,污手,裂隙較發(fā)育,多為方解石充填,巖芯呈短柱狀及碎塊狀,軟硬相間。均未揭穿該層,本次勘察揭露最大厚度為11.80m,最小厚度為1.10m,平均7.30m。

3地水、土

該擬建場(chǎng)地范圍內(nèi)地層種類少,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,場(chǎng)地地下水類型主要為孔隙水和基巖風(fēng)化裂隙水。孔隙水主要賦存于第四系填土層中,分布局限,水量小,主要為大氣降水及地表水補(bǔ)給,水的連通性及滲透性差。下伏基巖為含炭鈣質(zhì)泥巖,屬軟質(zhì)巖石,巖溶不發(fā)育,含少量的風(fēng)化裂隙水。場(chǎng)地范圍內(nèi)所有地層均為弱含水層,施工時(shí)ZK1一ZK28鉆孔內(nèi)均見穩(wěn)定水位。施工后測(cè)得水位在0.00~2.80m之間。勘察期間在ZK7、ZK18號(hào)鉆孔取樣,進(jìn)行了水質(zhì)簡(jiǎn)分析,并實(shí)地調(diào)查,場(chǎng)區(qū)周圍地下水無(wú)環(huán)境污染源。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021~2001(2009年新版))中有關(guān)規(guī)定,綜合判定,本場(chǎng)地淺部地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性,對(duì)鋼筋混凝土中鋼筋無(wú)腐蝕性,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性。水質(zhì)分析報(bào)告詳見附水質(zhì)分析報(bào)告,判定結(jié)果見表2。

4巖土參數(shù)的選用及地基承載力的確定

(1)填土層:據(jù)其成分及其堆積時(shí)間,其承載力特征值為60~80kPa,建議采用60kPa。

(2)粉質(zhì)粘土層:據(jù)原位測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)修正錘擊數(shù)N:6.0~9.0擊,確定其承載力特征值為168~235kPa;所取原狀土樣室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)平均值:孔隙比e=O.784,I0.292,按O.90回歸系數(shù)修正,確定其承載力為212kPa,建議采用綜合值190kPa。

(3)強(qiáng)風(fēng)化含碳鈣質(zhì)泥巖:根據(jù)其其性質(zhì)及風(fēng)化程度一強(qiáng)風(fēng)化,該層承載力特征值可達(dá)200~5ookPa,建議采用200kPa。

(4)中風(fēng)化含碳鈣質(zhì)泥巖:根據(jù)其其性質(zhì)及風(fēng)化程度一中風(fēng)化,該層承載力特征值可達(dá)700~1200kPa,另根據(jù)南昌市昌平巖土檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司巖石抗壓強(qiáng)度報(bào)告表數(shù)據(jù),算得飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為14MPa,建議采用單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值11MPa,其特征值建議采用700kPa。

5巖土工程分析評(píng)價(jià)

5.1場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性評(píng)價(jià)

該擬建場(chǎng)地地形較平坦,地層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,未發(fā)現(xiàn)泥石流、滑坡、塌陷、土洞、溶洞等不良地質(zhì)現(xiàn)象,未發(fā)現(xiàn)埋藏的河道、溝濱、墓穴、防空洞、孤石等對(duì)工程不利的埋藏物;下伏基巖為含炭鈣質(zhì)泥巖,屬軟質(zhì)巖石,巖溶不發(fā)育,且厚度大,性質(zhì)好,故場(chǎng)地穩(wěn)定性好,適宜本工程建設(shè)。

5.2天然地基方案

據(jù)該工程特點(diǎn)及場(chǎng)地地基條件,可采用樁筏基礎(chǔ),中風(fēng)化泥巖作地基持力層,采用天然地基方案時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①基坑開挖后,應(yīng)會(huì)同有關(guān)部門現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)槽,若局部地質(zhì)條件有變化,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況認(rèn)真分析,妥善處理;②基坑開挖驗(yàn)槽后,應(yīng)及時(shí)澆灌,以免因水浸泡,而降低地基承載力;③采用淺基方案時(shí),開挖時(shí)請(qǐng)作好排水工作,基坑排水可采用集水坑排水;④泥巖強(qiáng)風(fēng)化層遇水易軟化,基礎(chǔ)開挖應(yīng)盡量避開雨天,或采取有效措施,以免因雨水浸泡降低其承載力,開挖后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行澆灌。

5.3樁基方案

據(jù)該樓工程特點(diǎn)及場(chǎng)地地基條件,巖溶不發(fā)育,性質(zhì)好,宜采用夯擴(kuò)樁,樁端座在下伏基巖中風(fēng)化層內(nèi),樁長(zhǎng)根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)條件確定,采用樁基方案時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①樁基正式施工前,應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)試樁,以核實(shí)施工條件和單樁承載力;②含碳鈣質(zhì)泥巖中風(fēng)化層水浸泡易軟化,驗(yàn)槽后,應(yīng)及時(shí)澆灌,以免因水浸泡而降低地基承載力;③嚴(yán)格按操作規(guī)程和設(shè)計(jì)要求施工,確保工程質(zhì)量。

5.4地震效應(yīng)

該擬建場(chǎng)地地震基本烈度小于Ⅵ度,其設(shè)計(jì)基本地震加速度值小于0.05g,區(qū)域穩(wěn)定性較好,場(chǎng)地范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)地震誘發(fā)因素,建筑物可按相應(yīng)烈度作抗震設(shè)防。

6基坑工程分析與評(píng)價(jià)

6.1基坑周邊環(huán)境分析

擬建場(chǎng)地周邊多為528層的已建及在建建筑物,基坑開挖時(shí)允許放坡的坡角較小,場(chǎng)地工程環(huán)境條件較為復(fù)雜。基坑開挖時(shí),應(yīng)注意基坑開挖對(duì)周邊建筑物的影響。

6.2基坑開挖與支護(hù)

擬建場(chǎng)地表層多分布有①?gòu)?qiáng)風(fēng)化含炭鈣質(zhì)泥巖,遇水易軟化及塌踏,易使基坑邊坡產(chǎn)生滑移破壞,且擬建場(chǎng)地周邊既有設(shè)施較多且相距相對(duì)較近,基坑開挖時(shí)允許放坡的坡角較小,因此基坑施工中應(yīng)視開挖深度而采取相應(yīng)有效的支護(hù)措施。

7不良巖、土工程問題的預(yù)防、監(jiān)控及治理措施

(1)場(chǎng)地下伏基巖為含碳鈣質(zhì)泥巖,屬軟質(zhì)巖層,水浸泡極易軟化,無(wú)論采用何基礎(chǔ)形式,驗(yàn)槽后,均應(yīng)及時(shí)澆灌。

(2)為確保基坑的穩(wěn)定性及地基承載力,基坑開挖宜避開雨季。

(3)本工程若進(jìn)行基坑開挖,對(duì)于基坑支護(hù)方案,應(yīng)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。在施工過程中,若見到水,宜進(jìn)行排水或止水工作,排水可采用集水坑排水。基坑邊坡強(qiáng)風(fēng)化泥巖層,具抗剪強(qiáng)度低、觸變性強(qiáng)等特點(diǎn),基坑工程施工時(shí)應(yīng)采取有效的支護(hù)措施。

(4)樁基工程正式施工前,應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)不同的地段試樁,以確定單樁承載力及相應(yīng)的施工參數(shù)。本報(bào)告建議的單樁承載力特征值為預(yù)估值,施工圖設(shè)計(jì)時(shí),單樁承載力應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)確定。

(5)采用夯擴(kuò)樁時(shí),建議正式施工前進(jìn)行試鉆,采取有效措施,防止塌孔、孔底沉渣等現(xiàn)象,保證成孔和水下澆注混凝土的質(zhì)量。

8結(jié)語(yǔ)

本工程重要性等級(jí)分別為Ⅱ級(jí)及Ⅲ級(jí),場(chǎng)地范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)滑坡、泥石流、土洞、塌陷等不良地質(zhì)作用,未發(fā)現(xiàn)埋藏的河道、溝濱、墓穴、防空洞、孤石等對(duì)工程不利的埋藏物:地形較平坦,場(chǎng)地等級(jí)均為Ⅲ級(jí);場(chǎng)地范圍內(nèi)地層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,下伏基巖巖溶不發(fā)育,地基等級(jí)均為Ⅱ級(jí),綜合勘察等級(jí)均為乙級(jí)。場(chǎng)地屬設(shè)防烈度小于Ⅵ度區(qū),建筑物可按相應(yīng)烈度作抗震設(shè)防。