梁 婷 婷

(山西省勘察設(shè)計研究院，山西 太原 030013)

1 工程概況

擬建太原幼兒師范學(xué)校新校區(qū)場地位于清徐縣徐溝鎮(zhèn)，208國道的東側(cè)，徐溝中學(xué)西側(cè)，清東路南側(cè)，總體用地呈矩形，東西長610 m，南北寬360 m左右。

本工程屬太原市重點工程建設(shè)項目。由多棟單體建筑樓組成，造型復(fù)雜，工程總建筑面積188 591.72 m2。教學(xué)樓地上4層～6層、地下1層，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)；實習(xí)實訓(xùn)場所地上4層、地下1層，美術(shù)實訓(xùn)、舞蹈實訓(xùn)及音樂實訓(xùn)為框架架構(gòu)，琴房為剪力墻結(jié)構(gòu)；圖書信息中心地上9層、地下1層，南側(cè)多層部分為16.05 m。北側(cè)高層部分結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，南側(cè)多層部分為框架結(jié)構(gòu)；大學(xué)生活動中心地上3層， C1區(qū)結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，C2區(qū)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)；宿舍樓地上6層、地下1層，檐口高度22.5 m，結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)；幼兒園地上2層，檐口高度8.4 m，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)；食堂地上2層、地下1層，檐口高度10.8 m，結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)；動力中心地上1層、地下1層，檐口高度6 m，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)；辦公樓及交流中心地上5層、地下1層，檐口高度18.9 m，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)；實驗樓地上5層，檐口高度20.1 m，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)。

2 場地巖土工程條件

2.1 場地位置及地形地貌

擬建太原幼兒師范學(xué)校新校區(qū)場地位于清徐縣徐溝鎮(zhèn)，208國道的東側(cè)，徐溝中學(xué)西側(cè)，清東路南側(cè)。場地地貌單元屬沖洪積平原區(qū)。

2.2 地層結(jié)構(gòu)及其物理力學(xué)性質(zhì)

根據(jù)鉆探、原位測試、土工試驗結(jié)果綜合分析，可將勘探范圍內(nèi)的地基土分為14層，地基土沉積時代成因類型自上而下依次為：第四系全新統(tǒng)新近人工堆積層，以第①層素填土的層底為界；第四系全新統(tǒng)沖洪積層，以第⑥層粉質(zhì)黏土層底為界；第四系上更新統(tǒng)沖洪積層，以第層粉質(zhì)黏土層底為界；第四系中更新統(tǒng)沖湖積層，本次勘察未揭穿該層。

2.3 地下水

本次勘探深度范圍內(nèi)揭露地下水類型上部為潛水，含水層主要以第②層粉質(zhì)黏土中的粉砂、粉土薄層或透鏡體、第③層粉土為主，主要以大氣降水入滲補給及側(cè)向徑流補給為主，勘察期間實測穩(wěn)定水位埋深為1.05 m～1.40 m，水位標高764.80 m～765.66 m。其下為承壓水，含水層主要為第④層粉細砂、第⑤層細砂、第⑦層細砂為主，主要以側(cè)向徑流補給為主，勘察期間實測第④層粉細砂、第⑤層細砂穩(wěn)定水位埋深為2.80 m～3.45 m，水位標高763.00 m～763.58 m。本工程各擬建建筑物抗浮設(shè)防水位標高可按766.50 m考慮。

3 技術(shù)難點及技術(shù)創(chuàng)新

1)采用多種試驗與原位測試方法綜合分析評價淺層飽和粉質(zhì)黏土和飽和粉土工程性質(zhì)。

室內(nèi)的抗剪強度測試要求取得原狀土樣，但由于中～高靈敏度淺層飽和粉質(zhì)黏土和飽和粉土試樣在采取、運送、保存和制備等方面不可避免的受到擾動，含水量也很難保持，室內(nèi)試驗結(jié)果的精度就會受到影響。但十字板剪切試驗不需要采取原狀土樣，試驗時的排水條件、受力狀態(tài)與土所處的天然狀態(tài)比較接近，對于很難取樣的土，如本場地的第②粉質(zhì)黏土、第③層粉土，十字板剪切試驗更是尤為重要，而且試驗時對土的結(jié)構(gòu)擾動較小，通過十字板剪切試驗測定的抗剪強度指標較為準確，是比較能反映土體原為強度的測試方法。本單位院通過室內(nèi)固結(jié)快剪試驗、靜三軸試驗(UU，CU)及十字板剪切試驗、靜力觸探試驗綜合確定了各土層的抗剪強度指標，數(shù)據(jù)可靠，基坑設(shè)計參數(shù)均采用勘察報告中數(shù)據(jù)進行設(shè)計，可靠安全。

2)水文地質(zhì)條件和水文地質(zhì)參數(shù)的確定。

勘察期間通過分層量測水位及鉆孔注水試驗，準確測定了地下水位及地下水的滲透系數(shù)，并為設(shè)計提供了更為準確的抗浮水位?？紤]到各層施工實際情況，為滿足施工降水設(shè)計的需要，勘察階段本單位院進行了2組現(xiàn)場鉆孔注水試驗，試驗土層為第④層粉細砂、第⑤層細砂，計算結(jié)果表明，場地第④層粉細砂滲透系數(shù)k=3.6 m/d～4.7 m/d，第⑤層細砂滲透系數(shù)k=6.8 m/d～8.4 m/d。

3)樁基合理參數(shù)的建議。

a.采用靜力觸探試驗確定混凝土預(yù)制樁施工參數(shù)。

由于場地內(nèi)20 m左右普遍分布有一層厚度1.5 m～6.0 m的細砂，靜力觸探試驗過程施工難度較大，試驗時采用了錨載、壓重、靜探車自重聯(lián)合提供反力的方法，突破了硬層，最大試驗深度突破45.30 m，為JGJ 94—2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范5.3.4條確定混凝土預(yù)制樁單樁豎向極限承載力標準值提供依據(jù)。擬建建筑物單樁豎向極限承載力標準值通過估算，與后期檢測數(shù)據(jù)相符，充分驗證勘察報告中樁基參數(shù)可靠、準確。

b.針對液化土層折減影響的專門試樁試驗。

為確定有效樁頂標高下液化土層(樁頂標高下12 m深度范圍內(nèi))的側(cè)阻力，在場地內(nèi)代表性地段對樁周液化土層的側(cè)阻力及涂層效果進行了專門試樁檢測，預(yù)制樁試樁樁長12 m，檢測前對樁端土層進行了掏空處理，已消除和降低樁端阻力，通過檢測，使樁周液化土層的極限側(cè)阻力有了準確的數(shù)據(jù)，既節(jié)約了工程的施工成本，也為設(shè)計提供了準確的計算依據(jù)。

根據(jù)測試結(jié)果，采用涂層法對液化土層范圍內(nèi)的樁身進行處理后，有效樁頂標高以下樁周液化土層的極限側(cè)阻力平均可按40 kPa考慮。

根據(jù)檢測試驗結(jié)果針對本項目液化折減成果，本工程部分擬建建筑物預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁試樁的單樁豎向抗壓承載力特征值不滿足設(shè)計要求，建議部分工程樁施工階段調(diào)整設(shè)計參數(shù)，以滿足單樁承載力設(shè)計要求。根據(jù)本次檢測結(jié)果部分擬建建筑物有效樁長可調(diào)整為42.0 m。

4)針對場地后期整平后存在大面積填方，對場地地基土固結(jié)試驗進行優(yōu)化，并對填方后的沉降進行了預(yù)測。

由于場地屬于大面積填方可能會引起建筑物的附加沉降、樁基產(chǎn)生負摩阻力等不良工程現(xiàn)象，因此對采用剛性樁進行地基處理的建筑物可考慮先進行回填處理，后進行地基處理施工，使地基獲得預(yù)壓，減少地面沉降和建筑物的沉降。對于填方地段，考慮到第②層粉質(zhì)黏土、第③層粉土強度低、壓縮性高、滲透性低、沉降大且沉降穩(wěn)定歷時長、具流變特征等因素，回填材料宜選用級配砂石，回填方法可采用分層壓實，且應(yīng)控制回填時的回填速率不宜過大。同時，為準確的確定回填后地基土的固結(jié)時間，對場地地基土進行固結(jié)試驗時對固結(jié)及次固結(jié)系數(shù)進行了測定，對工程后期回填后地基沉降速率、預(yù)壓時間、預(yù)留沉降及地基強度增長值等估算提供了一定的指導(dǎo)意義。

5)地基處理方式及深基礎(chǔ)型式建議。

根據(jù)場地地層及環(huán)境條件，對大學(xué)生活動中心建議采用鉆孔灌注樁較為適宜，對教學(xué)樓、宿舍、辦公樓、交流中心建議采用CFG樁(水泥粉煤灰碎石樁)較為適宜，對食堂、美術(shù)實訓(xùn)樓、音樂、舞蹈實訓(xùn)樓、基礎(chǔ)實驗中心、學(xué)前實訓(xùn)中心建議采用預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁(PHC樁)較為適宜。

通過此次工程項目取得的效果：

a.場地地基土固結(jié)系數(shù)的測定，對工程后期回填后地基沉降速率、預(yù)壓時間、預(yù)留沉降及地基強度增長值等估算提供了一定的指導(dǎo)意義，為場地平整及后期地基處理提供了可靠的依據(jù)，同時也確保了工程的安全性并節(jié)省了費用，并為地區(qū)同類型項目建設(shè)提供更準確的借鑒依據(jù)。

b.根據(jù)場地現(xiàn)有情況對不同建筑物建議采用不同的經(jīng)濟合理的地基處理方式及深基礎(chǔ)型式，基本被設(shè)計采用，且經(jīng)施工階段及后期實際運行檢驗，是可靠、合理、經(jīng)濟的最優(yōu)建議。

c.通過專門對12 m長預(yù)制樁的試樁檢測，確定了有效樁頂標高下12 m深度范圍內(nèi)樁周液化土層的極限側(cè)阻力標準值，既節(jié)約了工程的施工成本，也為設(shè)計提供了準確的計算依據(jù)。

d.勘察報告資料齊全、結(jié)論明確、建議合理，為工程的土方回填、樁基設(shè)計、基坑支護及降水設(shè)計提供了可靠的工程地質(zhì)依據(jù)。