簡(jiǎn)學(xué)亮

（貴州開磷設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽(yáng) 550004）

建筑地基勘察的主要目的在于查明建筑場(chǎng)地及附近不良物理地質(zhì)現(xiàn)象以及對(duì)擬建建筑物的影響程度,查明諸如場(chǎng)地地層時(shí)代、巖性、結(jié)構(gòu)及分布情況,查明地下水埋藏條件,并對(duì)其腐蝕性作出評(píng)價(jià)、查明場(chǎng)地土的類型,建筑場(chǎng)地類別,對(duì)地基進(jìn)行評(píng)價(jià),提供地基處理方法,推薦經(jīng)濟(jì)合理的地基基礎(chǔ)方案。因此,現(xiàn)場(chǎng)勘察時(shí)工作量的布置遵循有關(guān)勘察設(shè)計(jì)、抗震等方面的規(guī)范,結(jié)合建筑物性質(zhì),以鉆探、井探等多種手段綜合勘察、綜合評(píng)價(jià),確保數(shù)據(jù)的科學(xué)準(zhǔn)確合理,為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)和參考。

1 工程實(shí)例

某商住樓工程,主體建筑18層,高度為70.2m,地下 2層,裙房 3層,建筑面積為29600.5m2,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式為鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。為了查明該建筑基礎(chǔ)的工程地質(zhì)情況,采用了鉆探、物探、動(dòng)力觸探等綜合勘探技術(shù),經(jīng)過了初勘、詳勘兩個(gè)階段,對(duì)該高層建筑場(chǎng)地進(jìn)行勘察,詳勘鉆孔布置見圖1。

圖1 勘察鉆孔平面布置圖

工程除采用鉆探與超重型觸探外,還進(jìn)行了標(biāo)貫、微貫及波速等原位測(cè)試。室內(nèi)進(jìn)行了常規(guī)土分析、固結(jié)試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)、顆粒分析、基巖天然單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、水質(zhì)分析等。通過這些勘察及試驗(yàn)手段,為查明巖土層分布及其工程特性以取得必要的數(shù)據(jù)。完成的工作量具體如下:

①控制性鉆孔3個(gè),孔號(hào)為ZK4、ZK5、ZK7,穿透卵石層,進(jìn)入基巖1.60m～3.23m后終孔,合計(jì)進(jìn)尺137.52m;②探井4個(gè),編號(hào)為T1、T3、T6、T10,合計(jì)進(jìn)尺84.20m;③超重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)在控制性鉆孔和專門動(dòng)力觸探孔中進(jìn)行,共32次,純進(jìn)尺40.10m。專門動(dòng)力觸探孔共完成3個(gè),為取心鉆進(jìn),孔號(hào)為 DT2、DT8、DT9,進(jìn)入穩(wěn)定礫石層6.25 m～8.31 m后終孔,合計(jì)進(jìn)尺119.94m;④標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)18次;⑤取原狀土樣28組,其中固結(jié)快剪樣5件;⑥取基巖樣3組;⑦取顆粒分析樣3組;⑧波速測(cè)試2個(gè)孔,工程量92.62m;⑨工程測(cè)量:共引放、終孔測(cè)量10個(gè)勘探點(diǎn)各一次。

2 地層巖性及水文地質(zhì)條件

2.1 地層巖性

根據(jù)勘察結(jié)果分析,場(chǎng)地內(nèi)地質(zhì)地層分布如下:

1 )雜填土。褐灰色,含約20%磚砼等建筑垃圾,俗稱火燒土,濕-飽和,松散狀態(tài)。厚1.20m～4.10m;

2 )淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。黑灰色,含有機(jī)質(zhì),濕-飽和,軟塑-流塑狀態(tài)粉質(zhì)粘土,粉質(zhì)粘土呈透鏡體分布,厚0.2m～1.5m;

3 )粉質(zhì)粘土。淺黃色,夾灰白斑紋,底部含少量細(xì)砂,可塑狀態(tài),厚0.6m～1.5m;

4 )砂礫層。褐灰、灰黃色,成份主要為石英質(zhì),不均勻混約20%細(xì)砂及粘粒,亞圓形,粒徑一般0.2cm～4cm,大者﹥6cm,飽和,中密狀態(tài)。層厚0.4m～200m;

5 )殘積粉質(zhì)粘土。棕紅色,夾灰綠色斑點(diǎn),系泥質(zhì)粉砂巖風(fēng)化殘積而成,原巖結(jié)構(gòu)明顯,不均勻夾約20%強(qiáng)風(fēng)化巖塊,稍濕,硬塑-堅(jiān)硬狀態(tài);

6 )強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。褐紅色,大部分礦物已風(fēng)化變質(zhì),節(jié)理裂隙極發(fā)育,巖芯呈土柱及土夾碎塊狀。該層在場(chǎng)地內(nèi)均有分布,揭露層厚0.50m～11.70m。

2.2 水文地質(zhì)條件

地下水賦存于砂礫層層中,為孔隙潛水,水位埋深3.10m～5.00m,主要由大氣降水、地下徑流補(bǔ)給,水位年變化幅度為1m～3m。勘探時(shí)對(duì)T-6號(hào)鉆孔進(jìn)行了抽水試驗(yàn),計(jì)算得卵石層滲透系數(shù)K=2112m/d。通過取鉆孔水化驗(yàn),確定地下水類型為HCO3-Ca2+型,根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》按Ⅱ類環(huán)境判定地下水對(duì)混凝土鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無(wú)腐蝕性,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性。

表1 按壓縮層內(nèi)各土層的壓縮模量評(píng)價(jià)地基土的均勻性

3 場(chǎng)地土的類型和建筑場(chǎng)地類別分析

3.1 建筑場(chǎng)地類別

巖土勘察中,采用地面折射波法、瑞利面波法以及地震測(cè)井法在ZK4、ZK5、ZK7鉆孔中進(jìn)行了壓縮波和剪切波波速的測(cè)定。計(jì)算地層小應(yīng)變的剪切模量彈性模量和泊松比;據(jù)此劃分場(chǎng)地土類型,并計(jì)算場(chǎng)地的卓越周期。土層橫波平均波速Vsm:ZK4為488m/s;ZK5為495m/s;ZK7為470m/s。Vsm值均在250m/s～500m/s范圍內(nèi)。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500112008)的有關(guān)規(guī)定,確定該建筑場(chǎng)地的場(chǎng)地土類型為中硬場(chǎng)地土,建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類。根據(jù)地震波波速測(cè)試得到場(chǎng)地地基土卓越周期T:ZK4為0.31s,ZK5為0.28s,ZK7為0.30 s,地基土卓越周期T=0.28s～0.31s。

4 場(chǎng)地工程地質(zhì)勘察結(jié)果分析與判定

該建筑所在區(qū)內(nèi)無(wú)斷裂構(gòu)造和地震活動(dòng),歷史上從未發(fā)生過地震,從地殼的穩(wěn)定性來(lái)看應(yīng)屬穩(wěn)定區(qū)。在開挖范圍內(nèi),地層以中密-密實(shí)砂礫層為主,厚度較大,砂層僅以透鏡體的形式存在于局部范圍。場(chǎng)地內(nèi)巖土體穩(wěn)定,無(wú)不良地質(zhì),適宜修建高層建筑物。

4.1 地基均勻性評(píng)價(jià)

1 )按地基持力層層面坡度評(píng)價(jià)地基均勻性地基持力層層面坡度小于2°，地下室頂板埋深為78m,天然基礎(chǔ)基坑開挖深度在9m左右,在這一深度,土體為中密-密實(shí)的砂卵石。但在場(chǎng)地內(nèi)還分布呈透鏡狀的砂層,埋藏深度在9.30 m～26.10m,厚0.40m～2.00m,就地基持力層層面坡度考慮,該地基為均勻地基。

2 )按持力層和第一下臥層厚度差評(píng)價(jià)地基均勻性,根據(jù)勘探,在 ZK4、ZK5T1、T3、T6、T10、DT2、DT8、DT9等號(hào)孔內(nèi)均有砂層揭露,砂層不均勻分布于場(chǎng)地的西北側(cè)區(qū)域,但在基礎(chǔ)寬度上,砂層的厚度差均小于0.05b(b為基礎(chǔ)寬度),因此該地基屬于均勻地基。

3 )按壓縮層內(nèi)各土層的壓縮模量評(píng)價(jià)地基土的均勻性主要依據(jù)建筑物4個(gè)角點(diǎn)的鉆孔在基礎(chǔ)寬度方向上、壓縮層范圍內(nèi)以及壓縮模量按厚度加權(quán)平均值的相互關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)。

由表1可知,該地基屬于不均勻地基,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)計(jì)算橫向傾斜是否滿足要求。從建筑基礎(chǔ)4個(gè)角點(diǎn)的沉降量分析可以看出,基礎(chǔ)橫向傾斜均小于基礎(chǔ)的允許傾斜。

4.2 基坑地下水排降

地下水水位埋深在810～800m之間,水位年變化幅度為1m～3m?；A(chǔ)開挖深度約為9 m,砂礫卵石層為強(qiáng)滲透地層 (K=212m/d),降水深度要求在3m～5m,可采用管井降水。

4.3 地基基礎(chǔ)方案分析與評(píng)價(jià)

建筑地基基礎(chǔ)形式的選擇,應(yīng)結(jié)合地質(zhì)情況、擬建建筑物特點(diǎn)、場(chǎng)地環(huán)境條件、施工方法的難易程度及工程造價(jià)等綜合考慮確定。常見的高層建筑基礎(chǔ)類型有:板式基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、樁基及擴(kuò)底墩基。本工程地基屬于不均勻地基,板式基礎(chǔ)適合于上部荷載較大或地基土為非均質(zhì)場(chǎng)地。該基礎(chǔ)開挖深度約為9m,在該深度范圍,基底為中密或密實(shí)卵石,但是場(chǎng)地內(nèi)分布透鏡狀砂層,板式基礎(chǔ)達(dá)不到要求,可將板式基礎(chǔ)加上肋梁形成筏形基礎(chǔ)。因?yàn)榉ば位A(chǔ)整體剛度大,抗不均勻沉降性能大于板式基礎(chǔ),能調(diào)整各柱子間的不均勻沉降。建議采用筏形基礎(chǔ),也可采用箱形基礎(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)

建筑工程巖土地質(zhì)勘察設(shè)計(jì)是最基礎(chǔ)的工作,其勘測(cè)數(shù)據(jù)及分析評(píng)價(jià)對(duì)建筑設(shè)計(jì)與施工起到關(guān)鍵作用。本文結(jié)合該工程實(shí)例,分析了商住樓巖土勘察施工內(nèi)容,并在對(duì)地基地層土性、水文地質(zhì)條件分析的基礎(chǔ)上,采用綜合勘探技術(shù)對(duì)地基進(jìn)行勘察判斷和評(píng)價(jià),通過試驗(yàn)和計(jì)算提出了科學(xué)合理的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案和建議。

[1]陳雄震.建筑工程地質(zhì)勘察相關(guān)問題的分析.科學(xué)之友，2010年12期.

[2]馬榮權(quán).建筑工程地質(zhì)勘察有關(guān)問題的探討.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010年13期.