某高层建筑软硬互层地基承载力的综合确定

2019-04-04罗海洲

冶金与材料 2019年1期

罗海洲

（贵州地质工程勘察设计研究院，贵州贵阳 550000）

近年来，城市用地日渐紧张，高层建筑逐渐成为城市建筑的首选类型。但是由于高层建筑本身存在高质心、高水平荷载和竖向荷载等特点，难免会出现一定的偏心现象，为了有效避免建筑物发生倾斜，必须重视其地基持力层的选择。尤其是对软硬互层地基，更应精准的对其承载力进行科学合理的确定。

1 工程概述

某市老城区住宅小区项目，拟建建筑6栋，层高为-2F～-2+2+29F。本工程3#到6#建筑采用框支剪力墙结构，7#和8#建筑物采用框架结构修筑而成。施工区域内场地及周围地形平缓，无滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害存在，且未发现断层。主要基岩属于碎屑岩类，无岩溶发育，为了有效避免高层建筑产生整体倾斜问题，本工程对软硬互层地基承载力进行了综合分析。

1.1 地质构造

本工程所在区域主要为河流冲积地貌，地形较为平坦。结合本区域内的地质资料，施工区域属于扬子准地台黔南台陷贵定南北向构造变形区东部边缘，都匀向斜轴部西侧，无大断裂通过。据场地钻探揭露，下伏地层为二叠系上统吴家坪组（P2w）页岩夹硅质岩。

1.2 水文地质条件

（1）地表水：主要地表水为附件居民的生活污水和大气降水，本工程施工区域北方130 m处有一自东向西流的小河，西侧则距离剑江河约800 m。

（2）地下水：本区域内的地下水主要潜水类型，按埋藏类型分为：素填土层中的松散孔隙水及基岩裂隙水两类。松散孔隙水主要赋存于素填土层及卵石土层中，无统一地下水位，具有水量不均匀，受季节性影响大的特点，遇强降雨季节，会产生临时性的高水头，松散孔隙水与基岩裂隙水水力联系较好，地下水主要受季节性控制。

2 各岩土单元体承载力的确定

2.1 土体单元质量特征及物理力学指标

（1）杂填土：结构松散，承载力低，新近回填，未完成固结沉降，且分布不均匀，为欠固结土，不具承载力。

（2）卵石土：埋藏深度较浅，具有一定的力学性能，但厚度变化较大，虽然其均匀性较好，但开挖平场后基本被清除，不能作持力层。

2.2 强风化页岩夹硅质岩的承载力确定

该层岩石破碎，节理裂隙及风化裂隙发育，结合钻孔超声波测试结果，该岩体纵波速度大约在2001~2487 m/s，岩体完整程度分类为破碎，属软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ类。根据《岩土工程手册》查表5-5-24及N120原位测试成果，一般每0.10 m触探击数为4.80～11.83击，剔除异常值，同时结合相邻场地类似经验，建议强风化页岩夹硅质岩承载力特征值fa为580 kPa，变形模量取37.6 MPa，由于拟建建筑物荷载较大，不宜做地基持力层。

2.3 中风化页岩夹硅质岩的承载力确定

（1）取样及室内试验：该层岩石呈现块状构造，硅质岩与页岩相间呈韵律沉积，厚度比为1∶3，节理裂隙及风化裂隙较发育。结合钻孔超声波测试结果，该岩体纵波速度大约在2965~3358 m/s，岩石坚硬程度为较软岩，岩体完整程度为较破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ级。经钻探岩芯显示，揭露场地基岩中风化硅质岩夹页岩，岩体受风化作用、节理裂隙的影响，差异性大，根据钻孔布置原则结合钻探实际情况，由于页岩风化呈土状，岩芯呈细砂状，无法取样，故所取的岩样均为硅质岩，按（GB50021-2001）规范进行统计计算。岩样饱和单轴抗压强度标准值为frk＝30.145 MPa。再根据（GB50007-2011）第 5.2.6条，取折减系数 ψr＝0.120，fa＝ψr.frk=3617 kPa，结合场地钻探取芯情况，中风化硅质岩性脆易碎，建议中风化硅质岩fa取3000 kPa。

（2）现场原位试验：采用岩基静载荷试验的方法，本次共检测了6#楼3个试验点，试验采用液压千斤顶加荷，用压力表测量试验荷载，试点的荷载压力采用大型挖掘机提供反力，能满足最大荷载的试验要求。加载方式：单循环加载，荷载逐级递增直到破坏，然后分级卸载，每级卸载为加载时的2倍（如为奇数第一级可为3倍）；每级卸载后隔10min测读一次测读3次后可卸下一级荷载全部卸载后当测读到半小时回弹量小于0.01 mm时即认为稳定，最终确定岩石地基的承载力特征值，该层软硬互层的岩层承载力特征值fa=1050kPa。