結合高層擬建大樓談巖土工程勘察及基坑

1、結合高層擬建大樓談巖土工程勘察及基坑支護摘要：本文以某擬建大樓的場地巖土工程勘察為例，主要對基礎型式和基坑開挖與支護展開了論述，并對巖土工程勘察的結果做出了總結，還相應地提出了部分建議。關鍵詞：建筑工程；工程勘察；工程水文地質；基礎形式；基坑支護0 工程概述某擬建大樓主樓為15 層，建筑高度59 m，框架剪力墻結構，設計單柱最大荷重16510kN；裙樓(圓形)為2層，建筑高度11 m，框架結構，設計單柱荷重1435.2 kN；裙樓(方形)為2層，建筑高度10.8 m，框架結構，設計單柱荷重1837 kN?；A型式為預制樁及人工挖孔樁，設地下室1層，其埋深為3.6 m。1工程地質及水文地質1.1

2、場地概況擬建場地形較為平坦，各勘探點的地面標高介于1299.251299.70 m之間，高差僅為0.45 m。該地區(qū)屬西南季風氣候區(qū)，夏秋多雨，夏無酷暑，雨熱同季，干濕兩季分明。1.2地層結構場地內鉆探揭露的地基各巖土層的巖性特征自上而下分述如下：(1) 第四系人工堆積(Qm1)素填土和第四系耕土(Qpd) 。由紅褐色粘性土混含少量角礫、碎石等組成，結構稍密。厚度為1.302.30 m，覆蓋于整塊場地之地表，系新近堆填。其均勻性及密實性差，不能作為擬建建筑物的天然地基使用。(2) 第四系沖湖積(Qal+l)層。粉質粘土：褐灰或褐黃夾紅及灰色，含少量鐵錳質結核，硬塑狀態(tài)，稍濕，其間夾薄層粉土；厚

3、度為1.504.70 m。其孔隙比e = 0.743，液性指數(shù)Il = 0.08，壓縮系數(shù)a1 - 2 = 0.174 MPa-1，標準貫入試驗錘擊數(shù)N = 8.7擊，屬中等壓縮性土。粘土 ：褐黃夾紅及灰色，偶含角礫，硬塑狀態(tài)，稍濕； 厚度為5.30 9.70 m。其孔隙比e =0.730，液性指數(shù)Il = 0.04，壓縮系數(shù)a1 - 2 = 0.146MPa-1 ，標準貫入試驗修正后錘擊數(shù)N = 12.4擊，屬中等偏低壓縮性的超固結土；其力學性質較好，地基承載力較高。粘土 ：褐黃夾灰色，含10% 20%的鈣質結核，硬塑狀態(tài)，稍濕；厚度為1.506.00 m。其孔隙比e = 0.637，液性指

4、數(shù)Il = 0.00，壓縮系數(shù)a1 - 2 =0.121MPa-1 ，標準貫入試驗錘擊數(shù)N = 14.4擊，屬中等偏低壓縮性的固結土；其力學性質較好，地基承載力較高。粉砂 ： 黃褐夾灰色， 混粒結構， 含10% 20%的粘性土，中密密實，飽和，厚度為0.50 5.40 m。標準貫入試驗錘擊數(shù)N = 22.6擊，其力學性質較好，地基承載力較高，為本場地的含水層。細砂 ： 黃褐夾灰色， 混粒結構， 含10% 20%的粘性土，中密密實，飽和，其間夾薄層粉土；厚度為2.207.00 m。該層標準貫入試驗錘擊數(shù)N = 24.1擊，其力學性質較好，地基承載力較高，為本場地的含水層。粗砂 ：褐色，混粒結構，

5、含10% 20%的粘性土，中密密實，飽和，其間夾薄層礫砂；厚度為1.604.70 m。該層力學性質較好，地基承載力較高，僅局部分布，為本場地的含水層。礫砂 ： 褐色， 長石- 石英質， 混粒結構， 含10%20%的粘性土，中密密實，飽和，其間夾薄層圓礫；厚度為1.0010.80 m。標準貫入試驗錘擊數(shù)N = 22.9擊，其力學性質較好，地基承載力較高，為本場地的含水層。(3) 新第三系(N)泥灰?guī)r。淺灰色，泥質結構，中厚層狀構造；厚度為0.60 7.70 m。該層呈全風化，其力學性質好，地基承載力高，但其埋藏較深，為本場地內較理想的下臥層。1.3場地的水文地質勘察工作進行期間，場地內所有鉆孔均

6、見有地下水，其穩(wěn)定水位深度在地面下1.70 2.30 m之間，相當于標高1296.951297.97 m。其中粘性土層中的地下水屬上層滯水，水量較??；砂土層中的地下水屬孔隙潛水類型，具承壓性，水量較大。場區(qū)內常年地下水位變化幅度不大，水位相對較穩(wěn)定。根據(jù)抽水試驗、現(xiàn)場及周圍情況調查可知，擬建場地基土主要由素填土、耕土、粘性土、砂土及泥灰?guī)r組成，因深部地段(13.517.5 m以下)為厚度較大的砂土層而賦存一定量的地下水。根據(jù)臨近場地施工情況，樁井開挖至砂土層后，其涌水量較大，將給施工帶來較大困難；因而該場地不適宜深度較大的開挖。地下水對鋼筋混凝土的腐蝕性分析：場地環(huán)境類別為類，受環(huán)境類型影響或

7、受地層滲透性影響，場地內的地下水對砼結構無腐蝕性，地下水對砼結構中的鋼筋亦無腐蝕性，但對外露鋼結構具有弱腐蝕性。2勘察手段和方法本大樓巖土工程勘察工作采用以鉆探取芯鑒別為主，現(xiàn)場原位測試(標準貫入試驗、雙橋靜力觸探試驗、鉆孔波速測試及地微振觀測)與室內土工試驗相結合的手段進行。3基礎型式的分析及評價3.1主樓部分(1) 淺基礎。該擬建大樓設有一層地下室，地下室底板埋深為3.6 m，其底板大部分將處于沖湖積粉質粘土中，局部處于粘土層之中。兩土層均呈硬塑狀態(tài)，有一定力學強度，可以作為淺基持力層使用。為準確提供淺基持力層的承載力，采用多種手段進行綜合取值，其結果見表1。表1持力層的承載力土層名稱土工

8、試驗k(kPa)標貫試驗k(kPa)靜探試驗k(kPa)建設值k(kPa)粉質粘土210200145170粘土220268160200根據(jù)建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007 2002第5.2.4條的公式計算結果，作為淺基主要持力層的粉質粘土層修正后的地基承載力特征值為232 kPa，小于基底平均壓力272 kPa，不能滿足設計要求。基礎沉降驗算按建筑地基基礎設計規(guī)范的有關規(guī)定，計算結果表明：建筑物中心點的總沉降量為217.07 mm，最大沉降差為165.17 mm，最大傾斜率為0.00004；根據(jù)建筑地基基礎設計規(guī)范的有關規(guī)定，基礎的傾斜滿足規(guī)范要求。(2)樁基礎。根據(jù)上述淺基持力層的承載力及

9、沉降驗算結果，若采用淺基礎(箱基或筏基) ，基底地層的承載力特征值難于滿足設計要求，因此不能采用淺基礎，建議采用箱基+樁基或筏基+樁基的復合型基礎型式。樁型建議首選干作業(yè)人工挖孔灌注樁，其次可選擇使用靜壓樁、長螺旋鉆孔灌注樁或振動沉管灌注樁。選用干作業(yè)人工挖孔灌注樁時，鑒于本場地砂土層中的水量豐富，且具承壓性，施工降水難度大。因此建議樁端持力層選擇第四系沖湖積粘土或粘土層，同時采用砼護壁的支護類型開挖樁井，以保證樁基的施工質量及施工人員的人身安全。當選用靜壓樁、長螺旋鉆孔灌注樁或振動沉管灌注樁基礎時，第四系沖湖積粘土層及其以下的各土層均可作為樁端持力層。建議選擇功率較大的機械設備施工。3.2裙

10、樓部分擬建裙樓為2層的框架結構建筑物。根據(jù)場地的工程地質及水文地質條件，建議該部分建筑物的基礎均采用干作業(yè)人工挖孔灌注樁基礎，以第四系沖湖積粘土或粘土層為樁端持力層。4基坑開挖與支護(1) 根據(jù)設計條件可知，擬建主樓部分設有一層地下室，其底板埋深為3.6 m。(2) 基坑開挖后，其底板大部份處于粉質粘土層中，局部處于粘土層之中，基坑四壁大部份為素填土、耕土、粉質粘土及粘土層，關于基坑支護使用的力學參數(shù)建議值見表2。(3) 根據(jù)抽水試驗結果估算，地下室基坑開挖至設計標高時，其涌水量為088.73 m3 /d，該地下水屬上層滯水，水量不大，建議采取明溝排水方案。施工降水對臨近工程無影響。表2基坑支

11、護的力學參數(shù)土層名稱及單元層代號土的重度(KN /m3)內摩擦角()凝聚力C ( kPa)素填土18.0耕土19.04.040.0粉質粘土19.59.535.0粘土19.54.442.7(4) 根據(jù)基坑部分的工程地質、水文地質條件及設計條件等綜合考慮，擬建地下室基坑以放坡開挖較為適宜，其放坡坡度可按11.25進行設計。若考慮放坡后基坑平面位置影響擬建場地的正常工作，亦可采用土釘支護方案進行基坑支護。5結論及建議(1) 擬建場地地形平坦，總體地形坡度小于5，屬平坦場地。經(jīng)鉆探揭露和工程地質調查，擬建場地及其附近無沖溝、滑坡、泥石流等不良地質作用存在，場地穩(wěn)定，適宜建筑。場地內的素填土因其結構松散

12、，均勻性及密實性差，不能作為擬建建筑物的天然地基使用。(2) 根據(jù)勘察任務書所提設計條件，結合擬建場地的地層結構、巖性特征和水文地質條件等因素綜合考慮，建議擬建主樓采用箱加樁的基礎型式，建議首選干作業(yè)人工挖孔灌注樁，以粘土或粘土為樁端持力層。其次可選擇使用靜壓樁、長螺旋鉆孔灌注樁或振動沉管灌注樁，以第四系沖湖積粘土、粉砂、細砂、粗砂、礫砂或新第三系泥灰?guī)r為樁端持力層。根據(jù)場地的水文地質條件，本場地砂土層中的水量豐富，且具承壓性，當選用干作業(yè)人工挖孔灌注樁基礎時，設計時應根據(jù)地質剖面圖繪制的地層界限合理確定樁長，避免樁端進入砂土層之中，以免樁井開挖時產生的流沙或管涌增加施工難度。裙樓部分基礎均采

13、用干作業(yè)人工挖孔灌注樁基礎，以第四系沖湖積粘土 或粘土層為樁端持力層。樁基礎的樁徑、樁長及單樁豎向極限承載力最終仍應以樁的測試結果進行修正。(3)場地內的地下水分別屬上層滯水和具承壓性的孔隙潛水類型，勘察工作外業(yè)期間穩(wěn)定水位在自然地面下1.70 2.30 m 之間， 相當于標高1296.951297.97 m；抽水試驗結果表明：粘性土層的滲透系數(shù)K = 0.0036 m /d，影響半徑R = 1.01m；砂土層的滲透系數(shù)K = 4.8 m /d，影響半徑R =14.2 m。(4) 本場地建議按非膨脹土地基進行設計。場地內分布的砂土層在7度地震條件下均屬非液化砂土，地下水受環(huán)境類型影響或受地層滲透性影響，地下水對砼結構及砼結構中的鋼筋均無腐蝕性。建筑物散水外邊緣宜設置排水溝，并與場區(qū)外排水主溝連通。室內填土宜采用非膨脹土，填土地坪的室內外高差不宜太大。(5) 綠化環(huán)境應選擇樹種，建筑物周圍20 m范圍內不宜種植速生及高大植物，如桉樹等。(6) 擬建場地