朱家角B7、B8地块地质勘察的应用分析
2018-08-30金耀岷
金耀岷
摘 要:根据“朱家角B7、B8地块项目”工程的建设需要及设计单位对工程项目的具体要求,现特对该地块的地质条件和地基土特征进行勘察与分析。本文对该项目情况进行介绍,根据项目要求介绍勘察目的、实际采用的勘察手段,综合现场施工、室内土工试验等依据,对该场地的地质现象和地基土成分做了详细说明,同时给出了相应建议,旨在为工程的后期建设提供指导性意见,并就B7地块浅部8.6~24m深度范围内局部遇基岩的情况进行详细勘察。
关键词:朱家角;地质勘察;应用
中图分类号:TU195 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)14-0134-02
1 勘察背景及工程概况
1.1 自然特征
朱家角B7、B8地块位于上海市青浦区朱家角镇,东至沙淀东路,西至浦泰路,南至沙淀南路,北至南埭港河。朱家角镇是上海附近保存最完整的江南水乡古镇,地处沪渝高速沿线,大部分为平原区。朱家角河港纵横,全镇九条长街沿河而伸,由于保留了千年古镇的文化韵味,这里相比繁华的都市更多了清新的感觉。这里气候四季分明,雨季降水量占全年56%,雨量适中,雨热同期。朱家角镇的建筑风格与自然风光、气候特点整体相称,颇有江南小镇独有的韵味,建筑多以合院形式和清新风格为主。
1.2 项目概况
拟建设的“朱家角B7、B8地块项目”整体工程拟建77幢3~4层小、中、大合院和1幢商业楼,总占地面积约132014m2,总建筑面积约169326m2(含地下面积74320m2)。本工程建设单位为“上海古北朱家角置业有限公司”,设计单位为“上海天华建筑设计有限公司”。结合场地工程地质条件及场地环境条件综合分析,拟建建(构)筑物属二级建筑物,属中等复杂场地,勘察等级属乙级。
1.3 勘察目的
本项目主要把朱家角B7、B8工程地质问题作为勘察的重点。由于不同区域的地质条件存在特殊性和复杂性,且自然环境条件也会对地质因素产生一定程度的影响。现根据“朱家角B7、B8地块项目”整体工程的建设思想将以下几个方面作为此次勘察的主要目的,以保障后期工程的顺利进行。
首先,根据该地块项目的地质条件和工程规划对地质特性进行分析。其中包括查明拟建场地地基土压缩层范围内地基土的工程地质特性和变化状态,提供各土层的物理力学性质指标;确定场地和地基土类别,划分抗震不利、有利和危险地段;查明场地的暗浜、暗塘等不良地质现象等。根据这些物理学指标和力学指标,对场地的稳定性和适宜性进行评价,对整体工程做出相应指导。其次,对场地工程的地基土进行分析评价。主要包括对天然地基的分析,选择适宜的桩基持力层并提供相关桩基设计、施工所需的岩土参数和查明拟建基坑周围的工程地质条件,为基坑围护开挖、施工方案提供建议。最后,根据勘察结果,结合工程建设的数据参数为“朱家角B7、B8地块项目”整体工程提供建设建议。
1.4 勘察执行的主要规范规程
本次勘察按照国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021 -2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)及上海市相关规范中的规定布置勘探孔。主体建筑沿建筑物角点呈“方格网”状布置,少量以“之”形为主,桩基勘察勘探孔间距≤35m,取土孔约为勘探孔数的1/3。各拟建地下室有间距小于15m的小螺纹孔相配合。本次勘察主要采用钻探取土、原位测试(静力触探、标贯、波速等)、小螺纹钻探及室内土工试验等综合勘察技术手段。
2 场地工程地质条件
2.1 场区位置及地形地貌
该拟建场地位于长江三角洲入海口东南前缘,其地貌属于上海地区四大地貌单元中的泻湖沼泽平原。拟建场地较为平坦,一般在3.05~4.25m之间,局部高点在4.76m。该拟建场地内的最大勘察深度为75m,在此深度范围内揭露的地基土均属第四纪沉积物,属泻湖沼泽平原地貌类型,为全新滨海-河口、滨海-浅海、河口-湖沼、滨海、沼泽、河口-滨海相沉积。按其地质时代、成因类型、结构特征、土性不同和物理力学性质上的差异可进行不同程度区分。
2.2 地基土的构成与特征
根据勘探成果分析场地地层分布,总结有以下特点:首先針对表层进行分析,表层为素填土,主要以粘性土为主,较为松散且含植物根茎,同时混合有杂填土、碎石、垃圾等。中层结构较为复杂,位于上方的是灰黄色粘质粉土,局部为软塑粉质粘土、夹粉性土,局部较密且含有机质;接着是具有可塑性质的暗绿色~草黄色粉质粘土,主要集中在B8地块和B7地块南部;下层依然为暗绿色~草黄色粉质粘土,受古河道冲刷,在B7地块局部缺失,且层面变化较大;底层分为两部分,一部分为草黄~灰色粘质粉土,另一部分为灰色砂质粉土,受古河道切割而局部分布,层面变化较大。B7地块局部存在全风化至强风化基岩,北部浅黄色,原岩为凝灰岩,南部浅棕色,原岩流纹斑岩,呈碎石块状,碎石含量从10%~80%不等,粒径0.5~10cm不等。部分风化与具有可塑性质的暗绿色~草黄色粉质粘土相混合,呈暗绿~草黄色、兰灰~灰色。
2.3 不良地质现象
经勘探查明,场地内无暗浜、塘等不良地质现象。但西、北二侧紧邻河道,部分建筑物局部在河道内,河道已填平,但对基础施工和基础开挖极为不利。在场地南北各有基岩揭露区,北在B7-9号房附近、南在B7-43号房附近,局部高差变化较大,对可桩基持力层的选择和桩基沉降的差异计算有较大影响。基岩揭露区主要是揭露在25m以浅的基岩范围。
2.4 场地地震效应
拟建场地位于上海市青浦区,为国家标准《建筑抗震设计规范》划分的设计地震第一分组,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.1g。拟建场地内20m以浅不存在独立成层的饱和砂质粉土或粉砂,按国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第4.3.3条规定,在抗震设防烈度为7度时,设计不需考虑地基土的地震液化影响。但根据现有勘探孔揭露,该场地B7地块有基岩分布。在基岩揭露区,北侧B7-9号房基岩深度基本在15m以内,场地类别为Ⅱ类,根据“浅层地震勘探成果报告”,该场地基岩埋深在80m以内,除B7-9号房地类别为Ⅱ类,其它该地段场地类别为Ⅲ类,场地覆盖层厚度变化较大,设计可按不利原则,将整个B7地块地场地类别列为Ⅲ类,为抗震不利地段。
2.5 场地的稳定性、适宜性评价
该场地浅部以软弱土为主,故根据国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)表4.1.1中的劃分标准及相关条文说明,该拟建场地为软弱场地土,场地覆盖层厚度据地区资料大于80m,属于Ⅳ类场地,属建筑抗震不利地段。各土层主要为水平沉积,层面坡度平缓,层位稳定,无液化土层分布,不会产生滑坡等地质灾害,地基是稳定的,虽然该场地为抗震不利地段,但根据拟建物性质采取相应措施,适宜作为拟建建筑的地基。
3 地基土的分析与评价
3.1 天然地基
位于表层的素填土,结构松散,具高压缩性,因此不应作为拟建物的天然地基持力层。第二表层的灰黄色粘质粉土平均厚度0.94m,土质湿且属于稍密状态,地基承载力设计值为110kPa,强度能满足较小建筑天然地基持力层,对于本工程设计需经沉降验算后方可采用。若设计对拟建四合院采用天然地基,并以第二表层的灰黄色粘质粉土作为天然地基持力层,按上海市工程建设规范《岩土工程勘察规范》(DGJ08-37-2002)规范,假设基础宽1.5m,埋深2.0m,地下水位0.5m,考虑下卧层,该土的地基承载力设计值为120kPa。
3.2 桩基
根据勘探结果,中层结构范围内土质较软,不可作为桩基持力层。中层结构中的暗绿~草黄色粉质粘土分布区,层面变化较大,埋深在4.80~19.4m,层顶标高在-0.88~ -15.82m,厚度1.4~14.8m,平均压强2.18MPa。对于本工程四合院可选择该层作为常规桩基持力层和地下车库抗拔桩持力层,在设计中可根据该层层面变化选择不同桩长,桩基进入该层深度2~3m。但因该场地多次被古河道切割,均存在缺失或透镜状分布,在设计中应根据地层变化选择不同的桩基持力层,且在局部地段持力层高差变化较大地段需要选择不同桩长。对于同一建筑,若设计采用不同层或持力层高差较大地段仍需要做进一步补充加密勘察,方可达到设计和有关规范要求。
在基岩分布区,部分单体建筑和整体地库受其影响,勘探揭露第⑩层为中至微风化基岩,最浅在8.5m,除波速孔外,最深在29.2m,在中至微风化基岩上部有0.2~4.3m厚不等的第⑨第全风化至强风化基岩,碎石含量从10%~80%不等,粒径0.5~10cm不等,很不均匀,部分风化为土状,与上部沉积土相混合。在碎石粒径较大、较多地段预制桩很难穿越该层,在该地段桩长控制以贯入度为主,标高为辅,设计在该地段可以第⑨第全风化至强风化基岩或第⑩层中至微风化基岩为桩基持力层。
3.3 基坑
本工程拟建地下车库基坑深3m,基底标高在1.7m。按现有地面标高,基坑开挖在2m左右,属三级基坑。商业部分地下室埋深为7.8m,属二级基坑。对于地下车库基坑,由于开挖深度范围内涉及表层素填土和灰黄色粘质粉土,基坑开挖在离道路或河道较远地段,因此拟采用放坡方案;对于基坑开挖在离道路或河道较近地段,采用搅拌桩止水、土钉墙支护方案。对于商业地下室基坑,由于涉及到素填土、灰黄色粘质粉土和暗绿色-草黄色粉质粘土,下层易产生管涌及流砂,且由于基坑开挖需在地下水位之下进行,因此必须采取基坑围护和降水措施以保障工程的安全进行。由于周边环境限制,建议先将河道改道并移出基坑附近,采用搅拌桩止水、钻孔灌注桩挡土围护方案,基坑开挖前必须进行坑内降水措施,使地下水位降至基坑底面以下0.5~1.0m左右,随时掌握基坑围护体及基坑周围土体的位移等变化情况,以确保基坑及临近道路管线的安全。
4 结论与建议
根据“朱家角B7、B8地块项目”整体工程的建设思想,同时根据不同地质条件和自然环境的影响进行分析,对该项目工程建设提出以下建议:第一,根据地质条件分析,该场地无暗浜等不良地质现象分布,但局部填土较厚(如B8区垃圾房地段),在B7区北侧及B8区南侧,部分拟建物在现河道分布范围,对基础施工和基坑开挖极为不利;本场地属Ⅳ类场地,场地土类别为软弱场地土,属抗震不利地段,设计地震基本加速度为0.1g;抗震设防烈度为7度,拟建场地为不液化场地,设计不需要考虑地基土的液化问题。第二,根据对地基土的分析与评价可以发现,对于本工程垃圾房等建筑,建议采用天然地基;对于本工程除在基岩以外分布区,四合院、地下车库和商业建筑建议采用桩基,根据不同地段的地层变化可采用不同桩长;对于基岩分布区以基岩为桩基持力层,可根据桩基最大可能的施工入土深度选择第⑨或⑩层为桩基持力层,但应注意基岩面的变化,坡度较陡处可能会产生桩端滑移对桩基的不利影响。第三,对于本工程基坑工程,地下车库基坑深3m,基底标高在1.7m,基坑开挖在离道路或河道较远地段,建议可采用直接放坡,对于基坑开挖在离道路或河道较近地段,采用搅拌桩止水,土钉墙支护方案,由于本工程商业地下室埋深为7.8m,建议先将河道改道,移出基坑附近,采用搅拌桩止水,钻孔灌注桩挡土的围护方案。
参考文献
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