高层建筑基础岩土工程勘察分析与建议

刘云林　刘海敬

摘要：本文通过實例，对高层建筑基础岩土勘察进行了分析，并对建筑基础支护和开挖提出了建议，以供参考。

关键词：建筑基础；岩土勘察分析；基础支护和开挖；建议

前言

建筑基础岩土勘察涉及的是对建设工程项目施工场地地质情况，以及地面承载力等的勘探和测量，它是各项建筑工程开展的先决条件，能够为工程施工提供有效的数据资料。笔者曾参与某高层建筑的地基岩土勘察工作，该建筑涉及商业办公楼和商铺，共为30层，地下室设置为3层，地上部分商铺有4层。地面设计标高为3.00m（±0.00），地下室底板深度15m，标高为-12.0m。本工程拟采用桩基础，钢筋混凝土框架结构，地下车库采用钢筋混凝土剪力墙结构。下面就对该工程岩土勘察进行分析，并提出该工程基础支护和开挖的一些建议，以供同仁参考。

1.工程地质及水文地质

（1）岩土层特征。该工程钻探揭露的地基各岩土层的岩性特征自上而下分述如下：1）第四系人工填土层（Q^ml）素填土①厚度0.90m～3.30m，顶界标高1.17m～2.13m。以素填土为主，局部为杂填土，由灰褐色砂土和黏性土组成，含少量碎石、砖块，稍压实；2）第四系三角洲海陆交互相冲淤积层（Q^mc）淤泥质土②局部分布，厚度0.60m～7.00m，顶界标高-1.76m～0.75m，属高压缩性软弱土层，钻探施工中具缩孔现象；粉质黏土③厚度1.50m～11.10m，顶界标高-6.80m～0.43m；粉砂、细砂④分布广泛，是场地内第四系中主要的砂土层，厚度5.6m～18.9m，顶界标高-11.84m～-4.16m；中砂、粗砂⑤层位不稳定，呈透镜状，横向上可迅速尖灭。厚度1.3m～9.6m，顶界标高-23.03m～-14.76m。褐黄色、灰黄色、浅灰色，密实，饱和，分选性差；3）第四系残积土层（Q^el）；残积土⑥场地内该层不发育，仅部分钻孔揭露到该层，厚度0.8m～4.3m，顶界标高-26.37m～-21.49m；4）古近系古新统～始新统布心组（E_1-2b）、白垩系上统大塱山组（K₂d）；强风化基岩（W3）⑦分布全区，风化带结构变化复杂。厚0.80m～15.90m，顶界标高-41.75m～-22.15m；中风化基岩（W2）⑧大部分钻孔揭露到该层，岩层结构变化复杂，厚度变化大，约0.5m～22.8m，顶界标高-39.79m～-24.18m。微风化带基岩（W1）⑨场地西部大部分钻孔揭露到该层，场地东部部分钻孔揭露深度达50m尚未见该层。厚度1.1m～11.74m，顶界标高-47.17m～-24.68m。岩石或多或少都含钙质，滴酸微弱起泡，岩芯柱状、短柱状，局部碎块状，取芯率较高，其上部偶夹中风化或强风化岩层，确定钻（冲）孔灌注桩持力层时，做超前钻为宜（见表1）。

（2）水文地质。勘察工作进行期间，正逢夏季，炎热潮湿，雨量充沛，其稳定水位深度在地面下0.00m～0.90m。地下水类型可分为人工填土层中之潜水、第四系砂土层中之微承压孔隙水和基岩中之微承压裂隙水。地下水补给来自大气降水和附近沟渠水渗透补给；排泄方式为旱季蒸发及向下渗透。地下水环境类型属Ⅱ类。地下水对钢筋混凝土的腐蚀性分析：结合其水样测试结果，地下水pH=6.90～8.03，呈中性，SO₄^2-和侵蚀CO₂均不超标，判定地下水对钢筋混凝土结构无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。

2.基础形式的分析及评价

本工程钻探为雨季施工，连降大暴雨，地面大面积积水，填土层中潜水与地面积水相通，建议基坑抗浮的地下水位可按现地面以下0.5m设计，并采用有效的抗拔桩。场地内设3层地下车库，地下室底板埋深15m，即标高-12.0m，属深基坑，其长度225m，宽35.4m～44.9m，基坑规模较大，建议采用φ1.0m钻孔桩做基坑围护挡土桩，桩长应穿透第四系土层，桩端进入基岩约0.5m～1.0m为宜；在挡土桩的外围采用2层～3层旋喷桩作为截水桩，桩长必须穿透砂土层，桩端进入残积土层或基岩一定的深度；基坑围护结构采用内撑式支护。基坑内外采用井点式降水，基坑内按10m～15m距离布井，基坑外围应适当布设一定数量的降水井，尽量减小基坑内外的水头压力差。基坑外围边缘附近禁止载重车辆通行，禁止堆放砂土及建筑材料，支护结构设计应考虑周边公路动载荷的影响。基坑外围设置监测点，监视观测地面路面的变形、开裂情况，以便及时采用有效的应急措施。

4.基坑开挖与支护

场地内地面设计±0.00标高为3.00m，设地下三层，底板深度15m，底板标高为-12.0m，属深基坑。基坑长225m，宽35.4m～44.9m，基坑规模较大。综合上述岩土层地质条.件、水文地质条件、基坑开挖深度及规模和基坑周围地下管线的复杂程度，场地内基坑划分为复杂等级，安全等级为一级。

（1）采用（φ1.0m钻孔桩作为挡土桩，桩长必须穿过第四系土层，桩端进入基岩0.5m～1.0m深度。

（2）在挡土桩的外围采用2层～3层旋喷桩作为截水桩，桩长必须穿透砂层，桩端进入残积层或基岩一定的深度，旋喷桩必须搭接良好，截水严密，力求基坑降水、开挖时不漏水，不漏砂。

（3）基坑围护结构采用内撑式支护。

（4）基坑内采用井点式降水，按10m～15m距离布井，基坑外围应适当布置一定数量的降水井，尽量减小基坑内外的水头压力差。

（5）选择具有资质和施工经验的单位承担本项目建设任务，确保施工质量和施工安全。

（6）场地周边公路交通繁忙，超重超流量的汽车行驶将或多或少地影响基坑的稳定性，场地周围应设置一定数量的监测点，密切监视观测地面的变形，开裂情况，及时采用有效的应对措施。

（7）根据现场勘察结果和室内土工试验结果，结合本地基坑施工经验，综合列出基坑支护设计参数如表2；也可采用地下连续墙结构，但经济成本较高。

5.结论及建议

（1）场地内第四系土层类型稍多，主要由三角洲海陆交互相冲淤积的淤泥、淤泥质土、粉质黏土、粉细砂及中粗砂组成，土层横向变化比较稳定，场地土类型为中软土，场地类别为Ⅱ类。（2）场地内拟建30层高楼，设3层地下车库，工程重要性等级为二级工程（一般工程）；场地等级为一级场地（复杂场地），地基等级为一级地基（复杂地基），岩土工程勘察等级为甲级。（3）场地内水文地质条件复杂程度中等，经抽水试验，第4层粉细砂渗透性中等，单孔降深可达18.5m～19.5m，影响半径达124m～150m，只要基坑围闭严密，施工经验丰富，操作合理，能够达到场地内基坑设计降水的要求。（4）化学分析结果，该场地地下水对钢筋混凝土无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。（5）经砂土液化判别分析，场地内第4层粉细砂呈中密状，强震时大部分砂土不易产生液化，仅局部呈稍密的粉砂易产生液化，液化等级为轻微。（6）场地属抗震设防烈度7度区，设计地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组。