李宗效，安 征

1 吉林建筑大學(xué) 測(cè)繪與勘查工程學(xué)院,長(zhǎng)春 130118 2 中交-公路局路橋華祥國(guó)際工程有限公司，北京 100010

1 工程概況

擬建項(xiàng)目位于長(zhǎng)春市寬達(dá)路以北,隆盛街以東.擬建工程為中?！な⑹莱荅區(qū)E 11#～E 21#樓及地下車庫(kù),本文包括的擬建建筑物見表1.

表1 建筑設(shè)計(jì)參數(shù)Table 1 Architectural design parameters

續(xù)表1

2 工程地質(zhì)條件

2.1 氣候和水文條件

氣候?qū)贇W亞大陸東部中溫帶大陸性半濕潤(rùn)～半干旱季風(fēng)氣候,春季干旱多風(fēng),夏季炎熱多雨,冬季寒冷干燥.年平均氣溫4.1 ℃～4.9 ℃,7月份平均氣溫23 ℃,1月份平均氣溫為零下17 ℃.冬季偏西風(fēng),夏季東南風(fēng),春季西南風(fēng),風(fēng)速季節(jié)變化明顯,春季平均風(fēng)速3.9 m/s,最大風(fēng)速30 m/s.長(zhǎng)春地區(qū)多年平均降水量500 mm～600 mm,降水量不穩(wěn)定,季節(jié)性變化大,年內(nèi)降水量分配不均,汛期(6月～9月)降水量一般占全年降水量的77 %,日照時(shí)數(shù)約2 637 h.

2.2 區(qū)域地質(zhì)

長(zhǎng)春市位于松遼凹陷的東部邊緣,是北東向展布的郯廬斷裂與東西向展布的中朝古板塊與西伯利亞古板塊陸緣碰撞褶皺造山帶的交切復(fù)合部位,古生代時(shí)期的沉積物較少,局部有二疊紀(jì)地層出露,在中生代地臺(tái)下降,在東部山區(qū)有侏羅紀(jì)的沉積層.長(zhǎng)春基巖有厚層白堊紀(jì)泥質(zhì)砂頁(yè)巖陸相沉積,第四紀(jì)中更新世有長(zhǎng)白山巖漿活動(dòng).

長(zhǎng)春市城區(qū)區(qū)域地貌屬于松遼平原東部高平原地貌,總的地勢(shì)由東南向西北逐漸降低,地面海拔189.00 m～306.80 m,可分為伊通河河谷沖積階地、沖積洪積波狀臺(tái)地和剝蝕丘陵.

沖積河谷階地:海拔高度189.00 m～205.00 m.主要由伊通河一級(jí)階地構(gòu)成,高出河床2 m～3 m.階地由全新統(tǒng)粘性土和砂礫石組成二元結(jié)構(gòu).階地東寬西窄,除人工開挖造成的坑塘溝渠外,大部分地段表面平坦,微向河床和下游傾斜,地面縱向坡度0.4 ‰ 左右,橫向坡度1.25 ‰ 左右.東側(cè)階地后緣與沖積、洪積波狀臺(tái)地相連.河漫灘不發(fā)育.

沖積洪積波狀臺(tái)地:主要分布于伊通河西岸,海拔高度205.00 m～230.00 m,表層為中更新統(tǒng)黃土狀粉質(zhì)黏土,下部為黏土,局部為砂礫石,第四系總厚度約為15.0 m～28.0 m,個(gè)別地區(qū)大于30.0 m.地面呈波狀起伏,波峰與波谷相對(duì)高差一般為10.0 m～15.0 m,波峰呈北東-南西走向,波谷較寬.

僅在東南部邊緣局部有侏羅紀(jì)地層組成的剝蝕丘陵,地面海拔高度230.0 m～306.8 m,面積約5 km2.

2.3 地形地貌

本場(chǎng)地的地貌單元為伊通河一級(jí)階地.勘察時(shí)擬建場(chǎng)地地面較平坦，孔口高程最大值為195.31 m,孔口高程最小值為193.57 m,最大高差1.74 m.

2.4 巖土體工程地質(zhì)學(xué)特征

本次勘察的最大深度21.00 m,所揭露的地層上部為第四紀(jì)粘性土層和砂層,下部為白堊紀(jì)泥巖.根據(jù)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)和巖性分為如下5層:

第 ① 層 素填土(Q4al+ml):灰褐色、黃褐色.主要成分為粘性土,夾少量塊石及磚石碎塊,含少量植物根系,稍濕,松軟.層厚2.60 m～4.60 m.

第 ② 層 粉質(zhì)黏土(Q4al+pl):灰、灰褐色,可塑狀態(tài)為主,局部軟塑狀態(tài).中等壓縮性為主,局部高壓縮性.局部含有機(jī)質(zhì),孔隙較大,土質(zhì)不均勻.局部下部含砂.層厚1.40 m～5.20 m,層頂深度2.60 m～4.60 m,層頂標(biāo)高189.96 m～192.01 m.

第 ③ 層 中 砂(Q4pl):灰白、黃褐色,主要礦物成分為長(zhǎng)石、石英,磨圓度、分選均一般.飽和,中密～密實(shí)狀態(tài),局部為粗砂,局部夾薄層粘性土.厚度分布不均勻,層厚1.90 m～5.30 m,層頂深度4.60 m～8.70 m,層頂標(biāo)高185.7 m～189.71 m.

第 ④ 層 全風(fēng)化泥巖(K):褐紅色,夾灰白色砂巖薄層,全風(fēng)化狀態(tài),巖芯呈硬塑～堅(jiān)硬粘性土狀及砂狀.白堊紀(jì)極軟巖,極破碎,巖石基本質(zhì)量等級(jí)Ⅴ級(jí),干鉆易鉆進(jìn).局部缺失該層,層厚0.00 m～5.3 m,層頂深度7.60 m～11.60 m,層頂標(biāo)高182.89 m～186.82 m.

第 ⑤ 層 強(qiáng)風(fēng)化泥巖(K):白堊紀(jì).紫紅色,強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài),局部夾灰白色砂巖薄層,夾層分布無(wú)規(guī)律.干鉆不易鉆進(jìn),巖芯呈碎塊狀、短柱狀,結(jié)構(gòu)大部分破壞,向下漸變?yōu)橹酗L(fēng)化狀態(tài).塊狀構(gòu)造.軟巖,破碎,巖石基本質(zhì)量等級(jí)Ⅴ級(jí).頂板略有起伏,無(wú)空洞、臨空面及軟弱夾層.此層未鉆穿,勘察揭露的最大厚度7.40 m,層頂深度10.50 m～15.60 m,層頂標(biāo)高178.90 m～183.92 m.

3 巖土參數(shù)的統(tǒng)計(jì)

3.1 土的物理性質(zhì)指標(biāo)

根據(jù)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)注》(GB/T 50123-2019)[1]進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn), 得出的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分層統(tǒng)計(jì)計(jì)算,統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2.

表2 土的物理性質(zhì)指標(biāo)平均值Table 2 Average value of physical property index of soil

3.2 土的壓縮性指標(biāo)和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

土的壓縮性指標(biāo)和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)平均值見表3.

表3 土的壓縮性指標(biāo)和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)平均值Table 3 Averagevalue of compressibility indexand shear strength of soil

4 場(chǎng)地地震效應(yīng)

4.1 場(chǎng)地基本地震動(dòng)峰值加速度值和基本地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期值

根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2015)[2],《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)[3],勘察場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為7度.場(chǎng)地基本地震動(dòng)峰值加速度為0.10 g,基本地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期0.35 s.

4.2 場(chǎng)地類別

計(jì)算土層的等效剪切波速vse,按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)[3]的規(guī)定,土層的等效剪切波速按下式計(jì)算:

(1)

式中,d0為計(jì)算深度,m,其數(shù)值取覆蓋層厚度和20 m兩者的較小值;di為計(jì)算深度范圍內(nèi)第層土的厚度,m;vsi為計(jì)算深度范圍內(nèi)第i層土的厚度,m;t為剪切波在地面到計(jì)算深度范圍內(nèi)的傳播時(shí)間,s.

根據(jù)剪切波速測(cè)試結(jié)果,場(chǎng)地覆蓋層厚度為9.6 m;因此d0取9.6 m,由式(1)可計(jì)算出擬建工程場(chǎng)地土層的等效剪切波速Vse=221.0 m/s,土的類型為中軟土.

4.3 飽和砂性土液化判別

砂土液化經(jīng)驗(yàn)判別公式為:

(2)

式中,Ncr為液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值；N0為液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值，可按文獻(xiàn)[3]中的表4.3.4采用，此處取7；ds為飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)深度，m；dw為地下水位，此處取dw=1.80 m；ρc為粘粒含量百分率，砂土采用3；β為調(diào)整系數(shù)，設(shè)計(jì)地震第一組取0.80.

勘察場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為7度.經(jīng)計(jì)算,該場(chǎng)地砂土不液化,場(chǎng)區(qū)無(wú)震陷地層.

綜上,場(chǎng)地是穩(wěn)定的,作為建筑的場(chǎng)地是適宜的.

4.4 抗震地段

根據(jù)剪切波速測(cè)試結(jié)果,場(chǎng)地土等效剪切波速平均值Vse=221.0 m/s,根據(jù)勘察資料,場(chǎng)地覆蓋層厚度為3 m～50 m,設(shè)計(jì)特征周期為0.35 s,建筑場(chǎng)地類別為II類.場(chǎng)地為建筑抗震一般地段.

5 巖土工程評(píng)價(jià)

5.1 地基均勻性評(píng)價(jià)

擬建場(chǎng)地地基土屬于同一地貌單元,由于擬建場(chǎng)地的面積較大,需單棟建筑物單獨(dú)評(píng)價(jià),見表4.

表4 擬建建筑物基礎(chǔ)持力層及地基均勻性評(píng)價(jià)Table 4 Evaluation of foundation bearing stratum and foundation uniformity of proposed building

5.2 天然地基淺基礎(chǔ)方案分析

擬建的E11～E21號(hào)樓為地上6層～8層,地下1層建筑,上部荷載一般,全部采用第 ② 層粉質(zhì)黏土為基礎(chǔ)持力層,承載力能滿足上部荷載的要求,可采用天然地基筏板基礎(chǔ).

5.3 樁基礎(chǔ)方案分析

擬建場(chǎng)地下部風(fēng)化巖層是良好的樁端持力層,可采用樁基礎(chǔ).下部基巖以泥巖為主,全風(fēng)化層的承載能力相對(duì)較差,應(yīng)選擇第 ⑤ 層強(qiáng)風(fēng)化巖層作為樁端持力層.根據(jù)上部荷載情況及持力層埋藏深度選擇適宜的樁型,較適宜的樁型為預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁.

6 建議

(1) 預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁基礎(chǔ)方案建議. 按樁的長(zhǎng)度為10.0 m～14.0 m,樁徑為400 mm設(shè)計(jì),估算單樁豎向承載力特征值Ra為1 300 kN.以第 ⑤ 層強(qiáng)風(fēng)化泥巖作為樁端持力層.局部第 ③ 層中砂層較密實(shí),厚度較大,樁穿越此層有困難,只要貫入度及樁長(zhǎng)滿足設(shè)計(jì)要求,也可作為樁端持力層.

(2) 天然地基基礎(chǔ)方案建議. 采用天然地基筏板基礎(chǔ),以第 ② 層粉質(zhì)黏土作為持力層,可將局部第 ① 層素填土全部挖除加深至第 ② 層粉質(zhì)黏土,采用素混凝土換填至設(shè)計(jì)基礎(chǔ)底標(biāo)高.