关于沉降计算深度与勘探孔深度联系的看法

2010-06-12安海锋张军齐

山西建筑 2010年24期

安海锋张军齐

1 分析过程

沉降计算采用分层总和法,因着重分析沉降计算深度与勘探孔深度两者联系,变形计算过程予以简化,现假设两场地,即甲场地、乙场地,仅等厚度的持力层压缩模量Es甲＞Es乙,而荷载、基础形式尺寸、基础埋深、下卧层等条件完全相同,那么总变形量显然∑s甲＜ ∑s乙,在两场地变形计算深度其最下面1 m取算得变形量为Δsn′,此时乙场地刚好满足Δsn′≤0.025∑Δsi′,勘探深度在此变形深度可满足要求。那么持力层条件好的甲场地,显然在此计算深度内不能满足Δsn′≤0.025∑Δsi′的条件,变形计算深度还要向下进行,而勘探深度比此深度要深,见图1。

2 工程实例

新疆骏宏油田建设有限公司在轮台县县城新建一幢石油大厦,12层,平面形状为长方形,呈东北至西南走向,长73.5 m,宽24 m,建筑面积约12 000 m2,框架结构,带一层地下室,地下室层高4.5 m,拟采用天然地基上的筏板基础方案,基础预计埋深约5.5 m。工程重要性等级为二级,场地等级为二级,地基复杂程度等级为二级,本次勘察等级为乙级,详细勘察。按勘察规范控制性勘探孔深度15 m～30 m,本次完成控制性钻孔最大深度25 m。

3 地层与岩性

拟建场地位于轮台县城西部,地貌单元属迪那河冲积平原。勘察期间本场地地下水埋深在自然地面下4.02 m～5.50 m。

经现场勘察按岩性及力学性质可分为五层,现将勘察揭露的地层,自上而下描述如下:第①层:杂填土:杂色,湿,新近人工堆积形成,分布在本场地表层,层厚1.4 m～4.0 m,层底深度 1.4 m～4.0 m,层底标高970.80 m～973.69 m。主要以粉土为主,含大量建筑、生活垃圾,结构松散,力学性质不均。第②层:粉土:灰黄色,层厚0.9 m～2.0 m,层顶埋深 1.4 m～3.3 m。第③层:粉质黏土:层厚 7.0 m～8.8 m,层顶深度2.1 m～5.8 m,层底深度5.2 m～12.0 m。压缩模量 Es=5.60 MPa～10.30 MPa,平均值为7.82 MPa,属中等压缩性土。第④层:细砂:灰色,层厚5.2 m～5.9 m,估算压缩模量 Es=25.6 MPa～40.5 MPa,平均值为30.5 MPa,属低压缩性土。第⑤层:粉质黏土:该层未揭穿,最大勘探厚度3.4 m,层顶深度16.6 m～16.8 m。估算压缩模量Es=16.5 MPa～26.5 MPa,属低压缩性土。

4 地基沉降变形估算

根据地基内的应力分布,采用各向同性均质线性变形理论,其最终变形量按下式估算:sc=ψs◦s′=ψs◦(Zi◦ai-Zi-1◦ai-1)。其中,sc为地基最终变形量,mm;s′为按分层总和法计算出的地基变形量;ψs为沉降计算经验系数,根据地区沉降观测资料及经验确定;n为地基变形计算深度范围内所划分的土层数;p0为对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加压力;Esi为基础底面下第i层土的压缩模量,MPa,应取土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段;Zi,Zi-1分别为基础底面至第 i层土、第 i-1层土底面的距离,m;ai,ai-1分别为基础底面计算点至第 i层土、第 i-1层土底面范围内平均附加应力系数。

石油大厦长73.5 m,宽 24 m,基础采用筏板基础考虑,便于计算基础长取72m,宽取24 m,本工程建议基坑开挖深度在正负零标高下6.5 m,其下为均匀的粉质黏土层,压缩模量取8.5 MPa,正负零标高下13.0 m,其下为均匀中密～密实细砂层,压缩模量取30.0 MPa,正负零标高下18.0 m,其下为均匀硬塑粉质黏土层,压缩模量取 18.5 M Pa。经设计方初步提供附加应力 P0=140 kPa,地基最终变形量估算见表1。