內(nèi)蒙古西部地區(qū)某建筑物地基勘察實(shí)例

內(nèi)蒙古西部地區(qū)某建筑物地基勘察實(shí)例

該建筑位于內(nèi)蒙古西部，其基礎(chǔ)深度為-5m-6m。根據(jù)該段地質(zhì)資料，重力層為第二級(jí)第一亞層完全風(fēng)化粘土巖，重力層特征為fak=210kpa，壓縮模量為es=16.36mpa。不能滿足該建筑物基礎(chǔ)對(duì)地基承載力的要求,不能采用天然地基,故需對(duì)該建筑物的地基進(jìn)行處理,處理的目的是提高地基土的承載力。1層序地層場地內(nèi)最大鉆探深度57.0m范圍內(nèi)的地層,主要為第四系風(fēng)積砂及侏羅系、自至系泥巖、砂巖地層為主,根據(jù)其沉積年代、巖性及物理力學(xué)性質(zhì)自上而下分可分為2層。場地地層簡述如下。1.1粉砂厚度分布第一層粉砂:淺黃～褐黃色,干～稍濕,松散～稍密,局部中密,風(fēng)成沉積,磨圓度、分選性均較好,以石英、長石及云母為主要成分,上部含植物根系,該層土厚度分布不均勻,本次勘察場地的西側(cè)夾灰白色粉砂層,局部漸變?yōu)榛野咨弁帘?。承載力的特征值fak=130KPa,天然重度γ=15.0kN/m3,壓縮模量Es=10MPa。1.2工程地質(zhì)和地下水概況第二層泥巖:紅褐色——棕紅色,根據(jù)風(fēng)化程度的不同細(xì)劃分為3個(gè)亞層,分述如下:第一亞層全風(fēng)化泥巖:顏色以紅褐色為主,泥狀結(jié)構(gòu),遇水膨脹、崩裂,結(jié)構(gòu)基本破壞,手掰易碎,含少量風(fēng)化殘留巖塊,巖芯呈土狀,主要由粉質(zhì)粘土等膠結(jié)而成,呈半成巖狀態(tài)。承載力的特征值fak=210KPa,天然重度γ=19.0kN/m3,壓縮模量Es=16MPa。第二亞層強(qiáng)風(fēng)化泥巖:顏色以棕紅色為主,泥狀結(jié)構(gòu),主要由粉質(zhì)粘土呈半成巖狀態(tài),原巖結(jié)構(gòu)可見,手掰易碎,遇水膨脹、崩裂,結(jié)構(gòu)大部分破壞,巖芯呈土狀,與較堅(jiān)硬的柱狀強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖互層,強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖厚度占總厚度的10%～20%。承載力的特征值fak=280KPa,天然重度γ=19.5kN/m3,壓縮模量Es=28MPa。第三亞層強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖:白色,泥狀結(jié)構(gòu),巖芯旱,柱狀,最長能達(dá)到70cm,該層以透鏡體形式存在第二亞層強(qiáng)風(fēng)化泥巖中。承載力的特征值fak=380KPa,天然重度γ=20kN/m3。本次勘察在部分鉆孔內(nèi)進(jìn)行了地下水位量測(cè),穩(wěn)定地下水位埋深2.50m～5.00m,地下水類型為基巖裂隙水,主要是大氣降水補(bǔ)給,地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。場地土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋及鋼結(jié)構(gòu)具微腐蝕性。場地土類型為中硬場地土,建筑場地類別屬II類。場地土不液化。抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g,設(shè)計(jì)地震分組為第3組。2建筑物基礎(chǔ)處理建筑物的位置結(jié)合工藝設(shè)備、管道布置和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5007)有關(guān)基礎(chǔ)埋置深度的要求,初步確定建筑物基礎(chǔ)埋深為5.00m～6.00m。根據(jù)地質(zhì)情況,建筑物基礎(chǔ)持力層為第二層第一亞層全風(fēng)化泥巖,承載力特征值fak為210KPa,不能滿足建筑物基礎(chǔ)對(duì)地基承載力的要求,不能作為天然地基,故需對(duì)建筑物的地基進(jìn)行處理。從土層的分布及物理力學(xué)指標(biāo)考慮,對(duì)于本建筑物來說,可供選擇的地基處理方法有:增加基礎(chǔ)埋深、換填、泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁方案。2.1基礎(chǔ)埋深分析根據(jù)建筑物的平面位置,擬建場地地貌平坦,從地質(zhì)剖面上不難看出,第二層第二亞層強(qiáng)風(fēng)化泥巖距自然地坪約9.00m,該層平穩(wěn)有序,按常規(guī)做法,建筑物基礎(chǔ)埋深為5.00m～6.00m。我們將建筑物的基礎(chǔ)埋深增加至9.00m,此方案實(shí)際工程量只增加基坑的開挖深度和約3m高柱鋼筋混凝土量,施工可按常規(guī)方案施工,避免人工地基的檢測(cè)及原體試驗(yàn)的時(shí)間和成本,使施工周期最短、施工最簡單。2.2換填材料配比換填是指建筑物基礎(chǔ)下的地基土層較軟弱,不能滿足上部荷載對(duì)地基的強(qiáng)度或變形要求時(shí),采用先挖去基礎(chǔ)下處理范圍內(nèi)的軟弱土層,然后分層換填強(qiáng)度較高的砂礫石、碎石、灰土等壓縮性較低、性能穩(wěn)定、無腐蝕性的材料,并壓實(shí)至規(guī)定的要求的一種地基處理方法。在我國北方地區(qū)蘊(yùn)藏大量的工程性能較好的天然巖石或砂礫石等材料,通行的做法是采用這些壓實(shí)性能較好的無粘性材料,按照一定的顆粒級(jí)配要求對(duì)換填材料進(jìn)行配比,或采用天然級(jí)配的砂礫石,施工機(jī)具可采用振動(dòng)碾和振動(dòng)壓實(shí)機(jī),砂礫石的分層鋪填厚度可取200mm～300mm,壓實(shí)系數(shù)不小于0.97,因換填墊層工程量較大,應(yīng)按所選用的施工機(jī)械、換填材料及場地的土質(zhì)條件進(jìn)行現(xiàn)場碾壓試驗(yàn),以確定施工方案。影響換填方案處理效果的主要因素有:回填材料的顆粒級(jí)配,要求有適宜的粗顆粒和細(xì)顆粒配比以及不超過3%的含泥量;合理的壓實(shí)功能;精心設(shè)計(jì)的碾壓工序;碾壓過程中適當(dāng)?shù)膰娝?減小顆粒間的摩擦阻力,提高壓實(shí)效果等。換填方案的實(shí)施對(duì)于氣候條件的有一定的要求,施工必須精細(xì),必須有完善檢測(cè)手段,經(jīng)原體試驗(yàn)最終確定地基承載力,施工周期也相對(duì)較長。2.3鋼筋混凝土后注漿灌注樁泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁是當(dāng)有地下水時(shí),以鉆機(jī)成孔,采用泥漿護(hù)壁,防止孔壁坍塌,并憑借泥漿的循環(huán)將孔內(nèi)碎渣帶出孔外來控制沉渣厚度,水下澆注混凝土的成樁工藝。由于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工時(shí)噪音小,無震動(dòng),大樁徑,承載力大,同時(shí)灌注樁方案受自然條件的影響較小,這些優(yōu)勢(shì)使灌注樁被工程界普遍應(yīng)用。但不足之處是樁底沉泥、清孔質(zhì)量較難控制,施工質(zhì)量優(yōu)劣可使樁端承載力相差數(shù)倍,而施工中用于護(hù)壁的泥漿對(duì)施工場地的周圍環(huán)境有一定影響。目前,在普通灌注樁的基礎(chǔ)上又衍生出了鋼筋混凝土后注漿灌注樁。鋼筋混凝土后注漿灌注樁是在普通灌注樁樁體混凝土初凝后,通過預(yù)先留設(shè)的注漿管在灌注樁的樁端、樁側(cè)單一注漿或是在樁端、樁側(cè)復(fù)式高壓注漿,對(duì)樁端、樁側(cè)進(jìn)行加固,從而提高單樁的端阻、側(cè)阻,進(jìn)而提高單樁承載力。后壓漿的加固效應(yīng)對(duì)粗顆粒土是滲透性注漿,對(duì)細(xì)粒土是劈裂注漿,加固效應(yīng)明顯,繼而取得更高的經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)巖土報(bào)告,由于基層中上部存在第二層第三亞層以透鏡體形式存在第二層第二亞層強(qiáng)風(fēng)化泥巖中,第二層第三亞層強(qiáng)度高,鉆機(jī)無法穿透次層,從而使灌注樁進(jìn)入持力層深度不夠的情況,可能導(dǎo)致單樁承載力偏低,因此本工程采用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁方案可能使部分灌注樁成本大幅上升,但承載力不一定滿足要求,且導(dǎo)致工期較長。3在基礎(chǔ)上的經(jīng)濟(jì)分析中以上3個(gè)方案的地基處理,經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果如表1、表2、表3。4施工、管網(wǎng)費(fèi)用從以上分析不難看出,3種方案均能滿足建筑物的承載力的要求并各有優(yōu)缺點(diǎn)。增加基礎(chǔ)埋深方案:常規(guī)施工,工期短,不需要原體實(shí)驗(yàn),不用檢測(cè),費(fèi)用最低。換填方案:施工簡單、工期較長、經(jīng)濟(jì)可靠,受環(huán)境影響大,還應(yīng)有完善檢驗(yàn)、檢測(cè)手段,費(fèi)用居中。樁基礎(chǔ):施工相對(duì)復(fù)