摘要：本文通過(guò)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，就學(xué)府SOHO工程地質(zhì)勘察的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行研究探討，以供同行參考。
關(guān)鍵詞: 地質(zhì)勘察方法；地基基礎(chǔ)；型式的分析及評(píng)價(jià)
1 工程概況
學(xué)府SOHO建筑由廈門(mén)市第一百貨商店股份有限公司投資建設(shè)。該工程由南北主樓、會(huì)議廳、內(nèi)庭院組成，由重慶建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，地質(zhì)勘察工作由廈門(mén)市建筑設(shè)計(jì)院勘察分院完成。
本次勘察是施工圖設(shè)計(jì)階段巖土工程的詳細(xì)勘察, 其實(shí)施依據(jù)是設(shè)計(jì)院提供的初步設(shè)計(jì)方案和詳勘布點(diǎn)圖, 目的是為擬建建筑物施工圖設(shè)計(jì)提供詳細(xì)的巖土工程資料和所需的巖土技術(shù)參數(shù), 確保工程建設(shè)質(zhì)量, 提高工程投資效益。擬建場(chǎng)地有關(guān)主要建筑物見(jiàn)表1。
表1擬建建筑物性質(zhì)一覽表
建筑物名稱(chēng) 結(jié)構(gòu)
類(lèi)型 層次 高度 尺寸 擬采用建筑物基礎(chǔ)
型式 埋置深度
(m) 主要荷重標(biāo)準(zhǔn)值
承壓力 最大承壓力
南北主樓 排架 6F 2317m 長(zhǎng)59～115m, 寬17～21m 預(yù)應(yīng)力管樁 1．5 3300 ( kN /柱) 4000 ( kN /柱)
會(huì)議廳 排架 2F 910m 形狀不規(guī)則, 長(zhǎng)約40m, 寬約35m 天然地基或管樁 1．5 1500 ( kN /柱) 2500 ( kN /柱)
內(nèi)庭院 排架 1F 511m 長(zhǎng)75m, 寬26m 天然地基 1．5 500 ( kN /柱) 800 ( kN /柱)
根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》第3.1.1 ～3.14 的規(guī)定,本工程重要性等級(jí)為二級(jí), 場(chǎng)地等級(jí)為二級(jí)場(chǎng)地, 地基等級(jí)為二級(jí); 綜合上述條件評(píng)定本次巖土工程勘察等級(jí)為乙級(jí)。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》, 建筑物的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)。根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》及《建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》, 本工程抗震設(shè)防類(lèi)別為丙類(lèi)。
2 巖土工程地質(zhì)勘察方法
2.1 勘察方法
本次勘察采用機(jī)鉆孔取土、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)以及室內(nèi)土工試驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行勘察工作。
2.2 勘察工作內(nèi)容
根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)范、建筑物使用要求和性質(zhì)及有關(guān)技術(shù)要求, 結(jié)合擬建場(chǎng)地已勘察鄰近場(chǎng)地的地質(zhì)資料,按《巖土工程勘察規(guī)范》及設(shè)計(jì)單位要求, 確定本次勘察工作內(nèi)容。本次勘察擬建建筑按不同基礎(chǔ)類(lèi)型考慮確定孔深, 南北主樓機(jī)鉆孔深為30 m, 靜力觸探孔孔深為20 m;會(huì)議廳機(jī)鉆孔深為25 m, 靜力觸探孔孔深為20 m; 內(nèi)庭院靜力觸探孔深為10 m�？碧娇装唇ㄖ锏慕屈c(diǎn)、沿周邊線布置, 間距為15 m～21 m。
2.3 地基土的構(gòu)成與特征
擬建場(chǎng)地地貌類(lèi)型單一, 屬?zèng)_積地貌單元, 總地形稍有起伏, 勘探點(diǎn)高程一般在3.5 m～4.5 m之間。本次勘察所揭露的垂深30.0m范圍內(nèi)地層為第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)河湖沖積相沉積物, 主要由素填土、粘性土、粉土等組成,在勘察深度范圍內(nèi)自上而下可劃分成8個(gè)工程地質(zhì)層組,其特征描述如下。
(1) 層素填土�；疑�, 濕, 稍密; 以粘性土為主, 局部為耕土。場(chǎng)區(qū)普遍分布, 它的厚度則為: 0.50 m～1.30m, 平均0.92 m; 層底標(biāo)高: 2.24 m～3.64 m, 平均2.84m; 層底埋深: 0.50 m～1.30 m, 平均0.92 m。
�。�2) 層粉質(zhì)粘土夾粘土�；尹S～黃灰色, 可～硬塑;含鐵錳質(zhì)結(jié)核及其氧化物, 夾粘土團(tuán)塊。有光澤, 韌性高,干強(qiáng)度高, 無(wú)搖震反應(yīng)。場(chǎng)區(qū)普遍分布, 厚度: 3.20 m～4.60 m, 平均3.93 m; 層底標(biāo)高: - 1.84 m～0.32 m, 平均- 1.09 m; 層底埋深為: 4.00 m～5.40 m, 平均4.85 m。
(3) 層粉質(zhì)粘土夾粉土�；尹S～灰色, 可～軟塑; 含少量鐵質(zhì)斑點(diǎn), 局部夾稍～中密粉土薄層。稍有光澤, 韌性中, 干強(qiáng)度中, 搖震反應(yīng)不明顯。場(chǎng)區(qū)普遍分布, 厚度:3.10 m～7.00 m, 平均4.52 m; 層底標(biāo)高: - 8.24 m ～4.56 m, 平均- 5.61 m; 層底埋深: 8.10 m～11.80 m, 平均9.39 m。
(4) 層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土�；疑�, 流塑; 局部含云母碎屑, 夾粉土團(tuán)塊, 稍有光澤, 韌性中, 干強(qiáng)度中,搖震反應(yīng)不明顯。場(chǎng)區(qū)普遍分布, 厚度: 3.30 m～6.90 m,平均5.11 m; 層底標(biāo)高則為- 12.26 m～9.46 m, 平均-10.71 m; 層底埋深則為13.00 m～15.80 m, 平均14.49 m。
(5) 層粉質(zhì)粘土夾粘土。灰黃～褐黃色, 硬塑, 局部可塑或堅(jiān)硬; 含鐵錳質(zhì)結(jié)核及其氧化物, 夾粘土團(tuán)塊。有光澤, 韌性高, 干強(qiáng)度高, 無(wú)搖震反應(yīng)。場(chǎng)區(qū)普遍分布,厚度: 6.50 m～9.00 m, 平均7.77 m; 層底標(biāo)高: - 19.22m～16.36 m, 平均則為- 18.40 m; 層底埋深: 20.70 m～22.80 m, 平均22.22 m。
(6) a. 層粉質(zhì)粘土。黃灰色, 可～軟塑; 含少量鐵質(zhì)氧斑點(diǎn)。稍有光澤, 韌性中高, 干強(qiáng)度中高, 無(wú)搖震反應(yīng)。厚度: 1.60 m～4.20 m, 平均為2.88 m; 層底標(biāo)高為: -22.38 m～19.94 m, 平均為- 21.25 m; 層底埋深: 23.50 m～26.00 m, 平均24.98 m; b. 層粉土: 灰色, 濕～很濕,中密; 水平層理, 含云母碎屑, 夾粉質(zhì)粘土及粉砂團(tuán)塊,無(wú)光澤, 韌性較低, 干強(qiáng)度較低, 搖震反應(yīng)中等。該層土局部缺失, 層底深度大于30.00 m。
(7) 層粉質(zhì)粘土夾粘土。灰黃色, 可～硬塑; 含鐵錳質(zhì)氧化物, 夾粘土團(tuán)塊。有光澤, 韌性較高, 干強(qiáng)度高,無(wú)搖震。層底深度則大于30.00 m, 本次勘察未穿透。
2. 4 地基承載力特征值的確定
通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)確定了各土樣的物理力學(xué)性質(zhì)。地基承載力特征值依據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)得出的物理指標(biāo)查表、直剪C標(biāo)準(zhǔn)值公式計(jì)算, 并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算, 以及本地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合考慮確定見(jiàn)表2。
表2
土層編號(hào) 土層名稱(chēng) 按土試成果值查表 C計(jì)算fak 靜探估算fak 標(biāo)貫估算fak 地基承載力特征
值建議值fak
2 粉質(zhì)粘土夾粘土 268 245 238 210
3 粉質(zhì)粘土夾粘土 162 155 150 140
4 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土 116 106 110 100
5 粉質(zhì)粘土夾粘土 271 256 250 255 240
6-1 粉質(zhì)粘土 170 160 151 150
6-2 粉土 165 158 155 150
7 粉質(zhì)粘土夾粘土 231 226 210
2.5 不良地質(zhì)作用及軟土
據(jù)本次勘察結(jié)果及區(qū)域地質(zhì)資料, 場(chǎng)地地貌類(lèi)型單一,擬建場(chǎng)地?zé)o活動(dòng)斷裂、地裂縫、滑坡等不良地質(zhì)作用存在。擬建場(chǎng)地未發(fā)現(xiàn)軟土及其它的特殊性巖土存在。
2.6 場(chǎng)地水文地質(zhì)條件
本場(chǎng)地上部對(duì)工程有影響的主要為(1) 層素填土中的地下水, 其屬潛水型, 本次勘察期間在機(jī)鉆孔附近采用挖坑法測(cè)得素填土層中地下水初見(jiàn)水位埋深為0.6 m～0.8 m,相應(yīng)標(biāo)高為3.2 m～3.4 m; 穩(wěn)定水位埋深為0.8 m～1.0 m,相應(yīng)標(biāo)高則為3.0 m～3.2 m。該地下水位年變化幅度在1.0 m左右。主要靠大氣降水, 豐水期地表水體的側(cè)向補(bǔ)給。本場(chǎng)地(3) 層粉質(zhì)粘土夾粉土、( 4) 層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土中含微承壓水, 勘察期間用下套管止水測(cè)得其穩(wěn)定水位埋深為2.8 m～3.0 m, 相應(yīng)標(biāo)高則為1.0 m～1.2m, 其含水量一般, 年變化幅度1.5 m左右。
3 建筑基礎(chǔ)型式的分析及評(píng)價(jià)
3.1 場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
本地區(qū)及鄰近地區(qū)地震不強(qiáng)烈, 屬基本穩(wěn)定地區(qū)。擬建場(chǎng)地?zé)o全新活動(dòng)斷裂、地裂縫、滑坡、土洞塌陷、建筑邊坡等影響場(chǎng)地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用存在, 故本場(chǎng)地適宜建筑的興建。
3.2 天然地基
3.2.1 地基穩(wěn)定性、地基均勻性
擬建場(chǎng)地地形平坦, 無(wú)不利地貌存在, 場(chǎng)地穩(wěn)定性較好, 同時(shí)擬建建筑形態(tài)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單, 一般不會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)整體失穩(wěn)。地基持力層底面及相鄰基底標(biāo)高的坡度小于10%;同一建筑下當(dāng)量模量最大值Esmax和當(dāng)量模量最小值Esmin的比值小于1.2, 本場(chǎng)地地基均勻性較好。
3.2.2 天然地基持力層的選擇
本場(chǎng)地(2) 層粉質(zhì)粘土夾粘土地基承載力特征值fak= 230kPa, 為中等壓縮性, 工程特性好, 可選作內(nèi)庭院的天然地基持力層。南北主樓及會(huì)議廳建筑選用該層土作為基礎(chǔ)持力層時(shí), 其下臥層土的強(qiáng)度中等及較差, 為此建議設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行下臥層驗(yàn)算。在其天然地基不能滿足要求時(shí),則需采用樁基礎(chǔ)。
3.3 樁基礎(chǔ)
3.3.1 樁端持力層的選擇
擬建南北主樓及會(huì)議廳荷重較大, 如天然地基已不滿足要求, 需采用樁基礎(chǔ)。根據(jù)本場(chǎng)地內(nèi)土層資料, 結(jié)合擬建建筑性質(zhì), 本場(chǎng)地比較理想的樁基持力層為(5) 層粉質(zhì)粘土夾粘土。(5) 層粉質(zhì)粘土夾粘土, 力學(xué)性能良好, 場(chǎng)區(qū)普遍分布, 厚度穩(wěn)定且較大, 可選作擬建南北主樓及會(huì)議廳建筑的樁端持力層。
3.3.2 樁型選擇和樁長(zhǎng)的確定
綜合本地工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)及建筑物的荷載條件, 適宜的樁型有預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力管樁及鉆孔灌注樁, 本工程樁型可采用Φ500 mm的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁, 選擇靜壓法沉樁�？紤]基礎(chǔ)埋置深度1.5 m, 當(dāng)選擇(5) 層粉質(zhì)粘土夾粘土作樁基持力層時(shí), 樁人土深度一般可為16 m～17 m, 有效樁長(zhǎng)為15 m～16 m。
3.3.3 樁基參數(shù)
根據(jù)地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)、承載力參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)擊數(shù)、靜力觸探p s值以及當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗(yàn)提供樁基設(shè)計(jì)參數(shù), 詳見(jiàn)表3。
表3樁基設(shè)計(jì)參數(shù)
層
號(hào) 土層名稱(chēng) 混凝土預(yù)制樁 鉆孔灌注樁
極限側(cè)阻力
標(biāo)準(zhǔn)值qsik
( kPa) 極限端阻力
標(biāo)準(zhǔn)值qp k
( kPa) 極限側(cè)阻力
標(biāo)準(zhǔn)值qsik
( kPa) 極限端阻力
標(biāo)準(zhǔn)值qpk
( kPa)
2 粉質(zhì)粘土夾粘土 59 57
3 粉質(zhì)粘土夾粘土 48 46
4 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土 26 24
5 粉質(zhì)粘土夾粘土 76 4500 74 900
注: 單樁豎向承載力特征值可取極限值的1 /2。樁入土深度按16～17m考慮確定樁端極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值。
3.3.4單樁豎向極限承載力估算
根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》第5.2.8式: Quk = uΣqsikli + qpkAp估算單樁豎向極限承載力。下面對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁估算單樁豎向極限承載力, 供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工程師參考(見(jiàn)表4) 。
表4 預(yù)應(yīng)力管樁極限承載力估算表
樁徑(mm) 孔號(hào) 樁端持力層 樁頂標(biāo)高(m) 樁長(zhǎng)
(m) 樁底標(biāo)高(m) 單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk ( kN)
Φ500 G4 5 4124 16 - 11176 2043
G34 5 3162 17 - 13138 2052
3.4 勘察成果在施工圖設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
設(shè)計(jì)院根據(jù)上述巖土工程勘察成果, 經(jīng)優(yōu)化分析比較、造價(jià)控制和施工難易程度等綜合考慮, 決定南北主樓、會(huì)議廳及內(nèi)庭院均采用Φ500先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁, 樁基設(shè)計(jì)安全等級(jí)為二級(jí), 柱下單樁為一級(jí), 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)。樁端持力層為報(bào)告中的(5) 層粉質(zhì)粘土夾粘土, 要求樁端進(jìn)入持力層不小于1.0 m, 有效樁長(zhǎng)為16 m。樁型選用PC - 500 (100) AB - C70, 單樁豎向抗壓承載力特征值為1 050 kN。采用靜壓沉樁, 以樁長(zhǎng)和壓樁力雙重控制。
4 結(jié)論及建議
(1) 本次勘察查明了擬建場(chǎng)地內(nèi)的地層結(jié)構(gòu)和各地基土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。擬建場(chǎng)地內(nèi)土層分布較穩(wěn)定,擬建場(chǎng)地區(qū)域背景穩(wěn)定, 無(wú)不良地質(zhì)作用存在, 適宜建筑物的建造。
(2) 擬建場(chǎng)地土類(lèi)型為中軟土, 場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅲ類(lèi), 設(shè)計(jì)特征周期為0.45 s。本場(chǎng)地為可進(jìn)行建設(shè)的一般場(chǎng)地。
(3) 抗震設(shè)防烈度為6度, 設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05 g, 地震設(shè)計(jì)分組為第一組, 本工程抗震設(shè)防分類(lèi)為丙類(lèi), 地基土可不進(jìn)行液化判別和處理。
(4) 地下水及地下水位以下的地基土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕; 在長(zhǎng)期浸水條件下, 對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋無(wú)腐蝕; 在干濕交替條件下, 對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具弱腐蝕性; 對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性。地下水位以上的場(chǎng)地土一般對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕, 對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有腐蝕性。
(5) 建議擬建內(nèi)庭院采用天然地基, 基礎(chǔ)持力層選擇(2) 層粉質(zhì)粘土夾粘土; 擬建南北主樓及會(huì)議廳優(yōu)先考慮天然基礎(chǔ), 基礎(chǔ)持力層選擇(2) 層粉質(zhì)粘土夾粘土, 但需進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算, 如不能滿足設(shè)計(jì)要求, 則建議采用樁基礎(chǔ); 本場(chǎng)地建議樁基持力層選( 5) 層粉質(zhì)粘土夾粘土, 樁型可采用Φ500mm的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁。
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