摘要:文章重点针对该建筑商业楼岩土工程勘察实例,详细对场地工程地质条件、基坑支护分析、基础选型及注意事项等进行了简要的分析探讨,以供类似工程参考、应用。
关键词:建筑商业楼、岩土工程勘察
一、工程简介
该建筑工程为商业办公楼与商铺连体的高层建筑,建筑层数32层,建筑高度为128.00 m设地下室3层,地上商铺4层,5层~12层为宾馆服务及娱乐中心,其上为商业办公区。结构设计为框架剪力墙结构,单柱设计荷载为5 865.80 kN。设计地坪标高为33.90 m,地下室底层设计地坪标高为24.30 m。拟建建筑按标准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。
二、场地工程地质条件
(一)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。
(1)人工填土层(Q4ml)
①人工填土层(Q4ml) (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0.80 m~5.10 m,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)第四系冲洪积层(Q4al)
1)②粉质黏土(Q4al):该层分布在整个场区,层厚为2.00 m~12.20 m,中压缩性,承载力特征值fak=200 kPa,可作为较轻荷载建筑物的基础持力层。
2)③粉土(Q4al):该层在所有钻孔中均有揭露,层厚为0.60 m~2.50 m,强度一般,中压缩性,承载力特征值fak=180 kPa,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(Q4al):该层分布在整个场区,层厚为3.60 m~5.30 m,承载力特征值为fak=280 kPa,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(Q4al):该层分布在整个场区。层厚为1.50 m~3.70 m,承载力特征值为fak=220 kPa,但其厚度较薄,不宜作为桩基持力层。
(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1.50 m~6.00 m,其顶面埋藏深度为16.00 m~17.80 m,承载力特征值为fak=380 kPa,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2.30 m~6.30 m,未揭穿,厚度不详,其顶面埋藏深度为21.30 m~23.20 m,层位稳定,强度高,工程性能好,承载力特征值为fak=1 000 kPa,可作为良好的高层建筑桩端持力层或地基下卧层。
(二)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1.50 m~3.50 m,稳定水位埋 深为1.40 m~3.30 m;潜水主要赋存于④圆砾中,略具承压,与水力联系较密切,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5.00 m~6.50 m,稳定水位埋深为4.80 m~6.30 m;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3.20 m~ 6.40 m。
表1 基坑支护设计岩土工程特性指标值建议
地层名称 指标
天然重度kN/m3 内摩擦角φ/(。) 凝聚力C kPa 渗透系数kcm/S 土与锚固体粘结强
度标准值r/kPa
②粉质黏土 19.8 16.3 60.50 2 62×10―5 15
③粉土 19.9 16.5 54.30 2.60×10―5 20
④圆砾 水上休止角为43° 水下休止角为34° - 2.64×10―5 -
三、基坑支护分析
本工程地下室为地下车库3层,开挖深度约9.60 m,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。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。
四、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1.0 m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。
五、施工注意事项
(一)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。
(二)进行基坑开挖时,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。
(三)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。
六、几点结论
文章对其工程地质条件进行了分析,并提出了基坑支护和基础选型的建议,以及设计和施工的注意事项,以进一步提高高层建筑基础工程施工质量。
(一)根据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0.35 s。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。
(二)经取样室内水质分析,依据岩土工程勘察规范: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。
(三)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。
(四)在基础施工过程中,应加强验槽、验桩工作,必要时应进行施工勘察。