蒲俊丞
(海南永昶興人防工程有限公司,海南 三亞 572000)
本次勘察工程共有兩個(gè)地下車庫(kù)和5 棟高層,21100.74m2是該工程計(jì)劃使用的面積,總建筑面積達(dá)到了94494m2。需要分成兩個(gè)階段進(jìn)行施工,將有74 個(gè)堪探點(diǎn)在該工程布置。有43 個(gè)勘探點(diǎn)在高層,31 個(gè)勘探點(diǎn)在商業(yè)和車庫(kù),有部分勘探點(diǎn)是高層和車庫(kù)以及商業(yè)共同使用的。
根據(jù)地質(zhì)調(diào)查得出如下結(jié)論。
(1)擬建場(chǎng)區(qū)區(qū)域沒(méi)有可發(fā)育的地質(zhì)構(gòu)造,場(chǎng)地周圍包括場(chǎng)地沒(méi)有活動(dòng)性斷裂等形跡構(gòu)造,從第四紀(jì)之后,該地區(qū)的運(yùn)動(dòng)都是緩慢的升降,沒(méi)有新的運(yùn)動(dòng)跡象構(gòu)造,可以忽略擬建建筑時(shí)斷裂造成的影響。
(2)通對(duì)區(qū)域地質(zhì)和勘察地層的資料進(jìn)行分析可知,相對(duì)比較穩(wěn)定的背景構(gòu)造是擬建場(chǎng)地,并沒(méi)有出現(xiàn)泥石流、巖溶和滑坡的現(xiàn)象發(fā)生,且沒(méi)有可發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害。
(3)整體地形相對(duì)比較平緩,沒(méi)有可能影響擬建工程的邊坡。
(4)施工場(chǎng)地的巖展不穩(wěn)定,場(chǎng)地比較平坦開(kāi)闊,巖土的穩(wěn)定性比較好。所以該場(chǎng)地被評(píng)定為一般抗震地段[1]。
勘察方案確定之后,基準(zhǔn)點(diǎn)由業(yè)主單位提供,現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核選用GPS 進(jìn)行,確定復(fù)核準(zhǔn)確之后,對(duì)高程的測(cè)放工作和本次勘察點(diǎn)位置進(jìn)行預(yù)訂。且位置變差在勘探點(diǎn)測(cè)放精度平面最多只能有10cm;且不能有超過(guò)5cm的高程偏差。
以下結(jié)論是通過(guò)鉆孔測(cè)放和檢查得出的。
(1)高程基準(zhǔn)和勘察施工點(diǎn)位坐標(biāo)系都和所提供的坐標(biāo)系統(tǒng)一致。
(2)高程偏差和鉆孔測(cè)放的位置通過(guò)效核之后都是滿足勘察規(guī)范的。
現(xiàn)場(chǎng)勘探時(shí),需要進(jìn)行取樣工作,在原勘察方案中的取土孔中進(jìn)行,首先鉆機(jī)需要垂直且鉆機(jī)可以進(jìn)行平穩(wěn)的回轉(zhuǎn)鉆進(jìn),選用單動(dòng)三重管回轉(zhuǎn)取土器將軟塑的粉質(zhì)黏土轉(zhuǎn)換為硬塑粉質(zhì)粘土,取樣間距為1m 時(shí),是在基礎(chǔ)下1 倍的寬度和深度范圍內(nèi),間距為1.5m 時(shí)就是剩余的取樣部位,根據(jù)評(píng)價(jià)需求進(jìn)行深度取樣,其等級(jí)為工級(jí);選取擾動(dòng)樣進(jìn)行砂土層取樣,捎取選用的是標(biāo)貫或者巖心鉆頭進(jìn)行,間距保持在1.0~1.5m 之間,根據(jù)液化判別進(jìn)行取樣,等級(jí)為1 級(jí);鉆孔內(nèi)的巖石通過(guò)鉆探進(jìn)行取樣,巖石的試驗(yàn)樣品是在相同的深度取得的石塊。需要使用清水在鉆孔完成之后進(jìn)行清洗,沖洗掉孔內(nèi)的泥漿,結(jié)束鉆探24h 之后,水位在孔內(nèi)穩(wěn)定之后,對(duì)地下水位進(jìn)行統(tǒng)一測(cè)量,水樣的采取是在預(yù)訂的孔內(nèi)和不低于0.5m 的水位之下用取水器且需要添加大理石粉作為進(jìn)行水腐蝕性分析的樣品[2]??碧焦こ淌┕r(shí),按照方案要求進(jìn)行擾動(dòng)土樣,需要在相應(yīng)鉆孔的地下水位和基礎(chǔ)深度范圍內(nèi)進(jìn)行。需要把提取好的水樣、土樣和巖石樣及時(shí)送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試和分析,給實(shí)驗(yàn)室提供實(shí)物進(jìn)行測(cè)試。
以下結(jié)論是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)鉆探和取樣得出的。
(1)驗(yàn)收鉆孔之后,根據(jù)原方案需求進(jìn)行孔深鉆探,且回填鉆孔也需要滿足要求。
(2)對(duì)場(chǎng)地之內(nèi)的水樣和土層進(jìn)行勘察和取樣,初步驗(yàn)收所取樣品,巖石樣和原狀樣以及擾動(dòng)樣進(jìn)行水樣數(shù)量和質(zhì)量的滿足進(jìn)行試驗(yàn)。
(3)統(tǒng)一測(cè)量已經(jīng)完工的地下水位,根據(jù)要求完成精度測(cè)量。
2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)
需要針對(duì)強(qiáng)風(fēng)化層和粉質(zhì)粘土以及砂土層進(jìn)行原位測(cè)試,對(duì)相對(duì)應(yīng)的液化和承載力以及密實(shí)程度和風(fēng)化程度進(jìn)行有依據(jù)的評(píng)價(jià)。
現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)施工時(shí)有如下要求:①鉆探形成的孔作為試驗(yàn)孔,選用直徑是42mm 的觸探桿,不能超過(guò)0.1%的彎曲度。②選用自動(dòng)脫鉤落錘裝置進(jìn)行試驗(yàn),用63.5kg 重的錘,76cm 的落距標(biāo)準(zhǔn),需要用合適的錘擊速率,大約每分鐘15~30 下。③當(dāng)孔底沉渣低于5cm 時(shí)進(jìn)行試驗(yàn),觸深桿需要根據(jù)預(yù)訂的試驗(yàn)深度進(jìn)行,不計(jì)算擊數(shù)預(yù)打15cm,然后試驗(yàn)擊數(shù)進(jìn)行30cm 的打入,作為錘擊數(shù)的評(píng)價(jià)依據(jù)[3]。
2.4.2 重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)
由于填土層在場(chǎng)地內(nèi)分布,其中有小塊體和硬質(zhì)顆粒物,為了對(duì)其力學(xué)性質(zhì)和均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià),需要進(jìn)行重型動(dòng)力觸探試驗(yàn),該土層土的強(qiáng)度和均勻性通過(guò)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià),并且估算的參數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。
以下是現(xiàn)場(chǎng)施工的要求。
(1)認(rèn)真檢查設(shè)備的規(guī)格,在進(jìn)行觸探試驗(yàn),將探桿和工具的垂直度進(jìn)行測(cè)量,自動(dòng)脫鉤裝置檢查,為了確保錘可以自由下落,沒(méi)有較大的摩擦阻力。
(2)觸探試驗(yàn)過(guò)程中,孔口和導(dǎo)向裝置的穩(wěn)定性需要通過(guò)套管完成,均勻進(jìn)行錘擊過(guò)程。
(3)錘墊和探頭以及探桿之間的連接一定要牢固,連接鉆桿時(shí)需要減少摩擦力。
(4)地面外裸露的探桿長(zhǎng)度需要控制,防止大晃動(dòng)的施工過(guò)程中,試驗(yàn)質(zhì)量有所影響。
(5)需要有準(zhǔn)確的標(biāo)示刻度和探桿長(zhǎng)度,計(jì)數(shù)需要認(rèn)真負(fù)責(zé),正確清晰的進(jìn)行記錄。
(6)選用自動(dòng)落錘裝置進(jìn)行試驗(yàn),落距為76cm。
(7)按照技術(shù)要求進(jìn)行觸探桿偏斜,而且需要進(jìn)行連續(xù)測(cè)試,錘擊速度要適當(dāng),大約是每分鐘15~30 下。
(8)試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)探桿需要每貫入1m 轉(zhuǎn)動(dòng)一圈半;如果深度超出10m 以后,探桿需要每20cm 轉(zhuǎn)動(dòng)一次。
地層資料是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)鉆探揭露的,由地形地貌在周邊形成之后的條件可知,沒(méi)有不良地質(zhì),不會(huì)在地震發(fā)生時(shí)候出現(xiàn)崩塌和泥石流以及滑坡現(xiàn)象;通過(guò)上文可知③-1層中的細(xì)砂和不液化的④層粗礫砂,細(xì)砂在②層中屬于液化土,只有局部地方才有該類型土,如果地震時(shí)出現(xiàn)液化,沒(méi)有滑移面連續(xù)形成,沒(méi)有側(cè)向擴(kuò)展液化和流滑的可能,選用一定的有效措施,減小場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響;可以抗7 級(jí)地震,有關(guān)規(guī)定震陷的影響可以不考慮軟土。進(jìn)行巖土地震綜合評(píng)價(jià)時(shí)其穩(wěn)定性比較好[4]。
建設(shè)周邊包括建設(shè)場(chǎng)地能造成影響的范圍之內(nèi),地面沉降和化學(xué)污染以及地下采空沒(méi)有自然因素和人為損壞,地質(zhì)環(huán)境沒(méi)有破壞;滑坡和巖溶以及泥石流現(xiàn)象沒(méi)有被發(fā)現(xiàn);場(chǎng)區(qū)不存在不穩(wěn)定邊坡,也沒(méi)有相鄰的建筑物,對(duì)周邊也不會(huì)造成影響;溶洞、臨空面和洞穴等較難處理的軟弱下臥層也沒(méi)有發(fā)現(xiàn);場(chǎng)地沒(méi)有比較明顯的地震效應(yīng),大多都是遠(yuǎn)震;可知該擬建場(chǎng)地可以抗震7 級(jí),軟土震陷對(duì)工程造成的不利影響可以按照要求不做考慮。綜合判斷場(chǎng)地的穩(wěn)定性比較好,綜合性判斷場(chǎng)地適合進(jìn)行建筑施工。
第①層雜填土分布在擬建場(chǎng)地表層,粉土和風(fēng)化碎屑是0-1 層素填土的主要成分,本層是欠固結(jié)土,有較高的壓縮性,比較大的沉降可能是因?yàn)樨?fù)荷過(guò)重或者一種引起,在施工時(shí)會(huì)挖除,所以沒(méi)有太大意義。
如圖是第③-1層的粉質(zhì),綜合評(píng)價(jià)為軟弱土,在進(jìn)行施工時(shí)需要將其挖除換填處理。
墻風(fēng)化帶,該風(fēng)化帶有巖體破碎現(xiàn)象,并不厚,屬于軟巖到較軟巖的巖石堅(jiān)硬度,且風(fēng)化程度強(qiáng)烈,相對(duì)有比較均勻的風(fēng)化程度,遇到水之后幾乎沒(méi)有變化,有較差的耐崩解性,開(kāi)挖之后和空氣容易產(chǎn)生風(fēng)化作用,在65#勘探點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)風(fēng)化煌斑巖的勘察工作,有6.5m的揭露厚度,從堅(jiān)硬度來(lái)看屬于軟巖,在場(chǎng)地呈現(xiàn)帶狀,該工程性質(zhì)比較好,且該層并沒(méi)有對(duì)場(chǎng)地有不穩(wěn)定的影響發(fā)生。風(fēng)化巖過(guò)程中并沒(méi)有球狀風(fēng)化體和巖脈分布。
勘察施工時(shí)有0.16~3.00m 的場(chǎng)地內(nèi)穩(wěn)定水位埋深,最終穩(wěn)定的水位標(biāo)高是13.20~15.98m。按照區(qū)域性的水文調(diào)查資料,有1.0~2.0m 左右的地下水位變幅。按照水位的地質(zhì)情況和場(chǎng)地的室外地坪設(shè)計(jì),水位分成兩個(gè)區(qū)進(jìn)行地下建筑抗浮設(shè)計(jì),根據(jù)水位標(biāo)高土和基底以及地下室地面進(jìn)行區(qū)域劃分,表1 為不同區(qū)域的抗浮設(shè)計(jì)水位標(biāo)高。
表1 抗浮設(shè)計(jì)水位標(biāo)高
首先進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)驗(yàn)算,隨后再進(jìn)行地下車庫(kù)擬建,按照10kPa/m 取值作為地下室浮托力。如果地下水浮托力比擬建車庫(kù)荷重大,可以選擇使用車庫(kù)頂板壓重或者設(shè)置抗浮錨桿等進(jìn)行改善。
素填土是0-1、雜填土是①層:該層在場(chǎng)地內(nèi)廣泛分布,有比較大的厚度變化,不穩(wěn)定的力學(xué)性質(zhì),低強(qiáng)度,混雜的成分,均勻性比較差,不能是基礎(chǔ)持力層。
粉質(zhì)茹土是③-1層:場(chǎng)地范圍之內(nèi)該層呈局部分布狀態(tài),變化比較大的是厚度,力學(xué)的強(qiáng)度較低,性質(zhì)也一般,地震時(shí)可能發(fā)生震陷,均勻性也比較差,不處理的情況下不可以成為擬建物的基礎(chǔ)持力層。
茹土粉質(zhì)層是⑦:該層在場(chǎng)地范圍內(nèi)廣泛分布,比較小的厚度,力學(xué)強(qiáng)度比較強(qiáng),均勻的質(zhì)地,性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定,綜合性能比較好,可以成為多層建筑的持力層。
細(xì)砂在⑦-1層:該層在場(chǎng)地范圍內(nèi)是局部分布,厚度變化比較大,較低的力學(xué)強(qiáng)度,性質(zhì)一般,均勻性也比較差,處理以后才可以作為擬建物基礎(chǔ)持力層。
(1)對(duì)天然地基的穩(wěn)定性做出評(píng)價(jià)。沒(méi)有邊坡或者臨空面對(duì)擬建場(chǎng)地的穩(wěn)定性造成影響,地基的整體失穩(wěn)不會(huì)因?yàn)榈匦蔚孛驳脑驅(qū)е隆>C合考慮該場(chǎng)地有比較穩(wěn)定的地基。
(2)對(duì)天然地基進(jìn)行可行性評(píng)價(jià)??辈旖Y(jié)果顯示,通過(guò)擬建物的位置地層進(jìn)行分析,和擬建物基底標(biāo)高相對(duì)應(yīng)的土層如表2 所示。
表2 基底處巖土層情況
對(duì)1#~5#樓進(jìn)行擬建,選用筏板作為擬的基礎(chǔ),390kPa~510kPa 是荷載要求,基底所對(duì)應(yīng)的土層分別是⑦層、⑩層、⑩層,局部是⑨層、③-1層;通過(guò)勘察數(shù)據(jù)顯示,粉質(zhì)茹土是第⑦層、粗砂礫是第⑨層、第③-1是層粉質(zhì)茹土地基承載力特征值可以分為180kPa、240kPa 和100kPa,按照承載力設(shè)計(jì)需求,很顯然不能滿足需求;第⑩層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、穩(wěn)定展布,地基的承載力特征值分別是900kPa 和2500kPa,地基承載力需要滿足設(shè)計(jì)需求,很適合成為天然地基。天然地基可以成為以上擬建建筑物的材料,基礎(chǔ)持力層可以使用第⑩層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖和第⑨層中風(fēng)化花崗巖。因?yàn)槌至訉禹斅裆畹淖兓胁糠謪^(qū)域需要挖換填處理,例如5#樓的超大區(qū)域挖深,開(kāi)挖可以按照階梯型進(jìn)行,選用調(diào)整地基埋深的方式來(lái)減少成本和難度[5]。
北區(qū)商業(yè)擬建,選用獨(dú)立基礎(chǔ)進(jìn)行擬采,荷載要求是每柱3000kN,擬建北區(qū)車庫(kù)和基底對(duì)應(yīng)的土層相同,選擇天然地基,地基下方第⑦層粉質(zhì)粘土、粗礫砂在第⑨層、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖在第⑩層、強(qiáng)風(fēng)化煌斑巖是第⑩-1層、中風(fēng)化花崗巖是第⑩層,可以共同成為基礎(chǔ)持力層。
如果基底以下部分地段有第①-1層素填土和第③-1層粉質(zhì)茹土的情況時(shí),選用加深基礎(chǔ)埋深至基礎(chǔ)持力層或者超挖換填處理,所以施工設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)經(jīng)濟(jì)性和安全進(jìn)行考慮,基礎(chǔ)形式網(wǎng)需要有合理性。
屬于綜合性工程的是巖土工程,對(duì)多個(gè)學(xué)科都有涉及,巖土工程勘察通過(guò)復(fù)雜又專業(yè)的性能對(duì)其本質(zhì)有了影響,導(dǎo)致成為一項(xiàng)很困難的任務(wù)。實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中將經(jīng)驗(yàn)和理論相結(jié)合,且影響因素還有很多不確定,需要選擇一種方式或者勘察技術(shù),不能對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行全面的評(píng)價(jià),所以可以選擇利用某種勘察手段在有局限性的情況下進(jìn)行技術(shù)勘察,不足的地方可以使用其他的手段進(jìn)行彌補(bǔ),從而將不同的勘察手段進(jìn)行優(yōu)點(diǎn)結(jié)合,所以可以客觀全面對(duì)巖土工程地質(zhì)情況進(jìn)行分析,然后做出和實(shí)際情況相符的評(píng)價(jià)。