劉 加 冬
(中勘資源勘探科技股份有限公司,安徽 淮北 235047)
不同區(qū)域的建設場區(qū)工程地質條件存在差異,會給工程建設帶來不同的效應,如加拿大特朗斯康谷倉,由于地基強度不足導致發(fā)生整體滑動破壞,蘇州市虎丘塔由于地基不均勻沉降造成嚴重傾斜。可見,巖土工程勘察是非常重要的,它是工程設計、施工的前提和基礎性工作[1,2]。任何工程均應根據工程特點嚴格按照規(guī)范進行工程勘察,查明建設區(qū)域的工程地質條件,做出工程地質評價,提出地基、基礎方案的指導性意見。
某小區(qū)項目占地面積約為200畝,總建筑面積約為40萬m2。地理位置優(yōu)越,交通方便,周邊配套設施完善。由23棟住宅、2棟商業(yè)樓、1棟綜合樓、2棟配套用房、1棟幼兒園、6座配套用電房及地下車庫組成,為框—剪或框架結構建筑物。本工程設計室內地坪標高33.80 m、室外標高33.50 m,地下室頂板標高32.30 m、地下室底板標高28.90 m。
此次勘察以工程地質鉆探取樣、鉆探鑒別、標準貫入試驗、室內土工試驗為主,以工程地質調查及水質分析、等效剪切波速試驗等為輔[3,4]。
2.2.1地形、地貌、水文
場區(qū)為老建筑拆遷場區(qū),地下局部暗埋有老建筑基礎,表層多覆蓋建筑垃圾、生活垃圾;地勢整體平坦,開闊;屬沖積平原地貌單元,微地貌為一級階地;根據區(qū)域地質調查資料,第四系覆蓋層厚度大于50 m。
勘察深度范圍內測得場區(qū)穩(wěn)定地下水位埋深在地表下3.90 m~4.70 m,屬潛水類型,局部表層地基土存在少量上層滯水。主要補給來源為大氣降水、地表水下滲及周圍市政管網滲漏。
2.2.2巖土層結構、類型、地層承載力及力學指標
按其沉積年代成因及物理力學性質的差異,共劃分出10個主要土層,其中①號土層為雜填土,②,②1號土層為第四系新近沉積土(Q4),③~⑩號土層為第四系老沉積土(Q3),如下所示:
場區(qū)①號土層雜填土,組成成分較雜,土層結構松散,人類生產活動影響大,需挖除。
場區(qū)②,②1號土層,中等偏高壓縮性,強度一般,工程性質一般,可作為低層、多層建筑物的天然地基基礎持力層。
場區(qū)③號土層粉質黏土,中等偏低壓縮性,強度中等偏高,工程性質較好,可作為小高層建筑物(15層以下)或地下室天然地基基礎持力層。
場區(qū)④號~⑥2號土層,中等偏低壓縮性,強度中等偏高,工程性質好,可作為復合地基樁端持力層。
場區(qū)⑦號土層粉質黏土,中等壓縮性,強度中等,工程性質較好,為深部相對軟弱層,該層不適宜作為樁端持力層。
場區(qū)⑧號~⑩號土層,低壓縮性,強度高,工程性質好,可作為樁基樁端持力層。
工程場區(qū)除①層雜填土為新近回填土,穩(wěn)定差;其余各地基土層沉積穩(wěn)定,分布較均勻,無特殊性巖土。場區(qū)無活動性斷裂通過,無不良地質作用,地質環(huán)境較好。
該工程場區(qū)為拆遷場區(qū),表層覆蓋薄層建筑垃圾,部分地段下暗埋老建筑混凝土基礎和零星地下管網,對后續(xù)施工有一定影響。
根據勘探成果資料及區(qū)域地質調查資料,場區(qū)20 m以上土層的等效剪切波速Vse=205 m/s~225 m/s,場區(qū)覆蓋層厚度大于50 m,依據GB 50011—2010建筑抗震設計規(guī)范)(2016年修訂)劃分場區(qū)土類型為中軟場區(qū)土,場區(qū)類別為Ⅲ類[5]。
場區(qū)地勢平坦,各土層沉積穩(wěn)定,分布基本均勻,無液化土層,無不良地質作用,場區(qū)無活動性斷裂通過,綜合判定該區(qū)域為建筑抗震一般地段。
本工程場區(qū)各建筑物位于同一地質、地貌單元,除①號雜填土、⑥1粉土、⑥2粉砂層外,場區(qū)各地基土層坡度不大于10%,且壓縮模量值與相鄰土層壓縮模量值差異不顯著,土層分布較均勻,沉積穩(wěn)定,可視為均勻地基土進行設計。
場區(qū)①號雜填土,為新近回填,受人類活動影響大,成分混雜,厚度分布不均勻,視為非均勻地基土,應挖除。
場區(qū)⑥1號粉土,從整個工程場區(qū)角度分析,分布不均勻,主要分布于工程場區(qū)北半部(15—15′剖面線以北)。但從單棟建筑角度分析,該地基土層坡度不大于10%,且壓縮模量值與相鄰土層壓縮模量值差異不顯著,標準貫入試驗值差異較小,土層分布較均勻,沉積穩(wěn)定,可視為均勻地基土進行設計。
場區(qū)⑥2號粉砂,從整個工程場區(qū)角度分析,分布不均勻,主要分布于工程場區(qū)北半部(15—15′剖面線以南)。但從單棟建筑角度分析,該地基土層坡度不大于10%,且壓縮模量值與相鄰土層壓縮模量值差異不顯著,標準貫入試驗值差異較小,土層分布較均勻,沉積穩(wěn)定,可視為均勻地基土進行設計。
根據場區(qū)工程地質、水文地質條件,結合建筑物工程特性綜合分析:本工程場區(qū)5.0 m以上土層工程性質一般,5.0 m以下土層工程性質較好;地下水位埋深較大;建筑物主要為24層~34層,荷載大,對地基沉降變形要求高;場區(qū)下設有1層地下車庫;建筑物可采用的地基形式有三種:天然地基、復合地基、樁基[6]。
本工程配套商業(yè)、配套用房、配套幼兒園,不含地下車庫,荷載較小,建議采用天然地基,以②號黏土或②1號粉土為天然地基基礎持力層,基礎形式建議采用鋼筋混凝土獨立基礎或筏板基礎。
地下車庫部分,預計基坑開挖深度約4.0 m,建議采用天然地基,以②號黏土為天然地基基礎持力層,基礎形式建議采用鋼筋混凝土筏板基礎或獨立基礎??紤]地下水位的影響,地下車庫部分應進行抗浮驗算,若建筑物結構自重不能滿足抗浮設計要求時,地下車庫部分可采用鉆孔灌注抗拔樁或抗浮錨桿等抗浮措施,以⑤號及⑤號以下土層為錨固端持力層。
本工程16層建筑,含地下車庫,建議優(yōu)先考慮天然地基,以③號粉質黏土為天然地基基礎持力層,基礎形式建議采用鋼筋混凝土筏板基礎。
本工程16層建筑,若采用天然地基不能滿足設計要求或基坑支護與降水費用不經濟時,建議采用復合地基;本工程24層建筑物,荷載大,對地基沉降變形要求較高,采用天然地基恐不能滿足設計要求,建議采用復合地基;根據地區(qū)施工經驗,建議采用CFG樁復合地基,以⑧號及⑧號以下土層為樁端持力層,基礎形式建議采用鋼筋混凝土筏板基礎。
本工程27層,30層,34層高層建筑,荷載大,對地基沉降變形要求高,對地基沉降變形較敏感,建議采用樁基;根據地基土層的工程性質和建筑物結構特性,可采用旋挖成孔灌注樁、混凝土預制樁等樁基形式,以⑧號或⑧號以下土層為樁端持力層。
該建設場區(qū)地勢平坦,土層按其沉積年代及物理力學性質的差異,共分為10個主要土層,除雜填土穩(wěn)定性差,其余各地基土層穩(wěn)定性較好,土層分布較均勻,無特殊性巖土。場區(qū)地下水位埋深在地表下3.90 m~4.70 m,屬潛水類型。場區(qū)無活動性斷裂通過,無液化土層,無不良地質作用,地質環(huán)境較好,適宜建筑。根據建筑物的荷載大小、沉降要求及成本建議采用天然地基、復合地基、樁基三種形式,其中商業(yè)、配套用房、幼兒園等建筑宜采用天然地基,16層,24層高層建筑宜采用CFG樁復合地基,27層,30層,34層高層建筑宜采用旋挖成孔灌注樁或預制樁。