某小区岩土工程勘察分析
2021-05-24刘加冬
刘 加 冬
(中勘资源勘探科技股份有限公司,安徽 淮北 235047)
不同区域的建设场区工程地质条件存在差异,会给工程建设带来不同的效应,如加拿大特朗斯康谷仓,由于地基强度不足导致发生整体滑动破坏,苏州市虎丘塔由于地基不均匀沉降造成严重倾斜。可见,岩土工程勘察是非常重要的,它是工程设计、施工的前提和基础性工作[1,2]。任何工程均应根据工程特点严格按照规范进行工程勘察,查明建设区域的工程地质条件,做出工程地质评价,提出地基、基础方案的指导性意见。
1 工程概况
某小区项目占地面积约为200亩,总建筑面积约为40万m2。地理位置优越,交通方便,周边配套设施完善。由23栋住宅、2栋商业楼、1栋综合楼、2栋配套用房、1栋幼儿园、6座配套用电房及地下车库组成,为框—剪或框架结构建筑物。本工程设计室内地坪标高33.80 m、室外标高33.50 m,地下室顶板标高32.30 m、地下室底板标高28.90 m。
2 勘察方法及成果
2.1 勘察方法
此次勘察以工程地质钻探取样、钻探鉴别、标准贯入试验、室内土工试验为主,以工程地质调查及水质分析、等效剪切波速试验等为辅[3,4]。
2.2 勘察成果
2.2.1地形、地貌、水文
场区为老建筑拆迁场区,地下局部暗埋有老建筑基础,表层多覆盖建筑垃圾、生活垃圾;地势整体平坦,开阔;属冲积平原地貌单元,微地貌为一级阶地;根据区域地质调查资料,第四系覆盖层厚度大于50 m。
勘察深度范围内测得场区稳定地下水位埋深在地表下3.90 m~4.70 m,属潜水类型,局部表层地基土存在少量上层滞水。主要补给来源为大气降水、地表水下渗及周围市政管网渗漏。
2.2.2岩土层结构、类型、地层承载力及力学指标
按其沉积年代成因及物理力学性质的差异,共划分出10个主要土层,其中①号土层为杂填土,②,②1号土层为第四系新近沉积土(Q4),③~⑩号土层为第四系老沉积土(Q3),如下所示:
3 岩土工程地质条件综合评价
3.1 土层工程特性及场区稳定性评价
场区①号土层杂填土,组成成分较杂,土层结构松散,人类生产活动影响大,需挖除。
场区②,②1号土层,中等偏高压缩性,强度一般,工程性质一般,可作为低层、多层建筑物的天然地基基础持力层。
场区③号土层粉质黏土,中等偏低压缩性,强度中等偏高,工程性质较好,可作为小高层建筑物(15层以下)或地下室天然地基基础持力层。
场区④号~⑥2号土层,中等偏低压缩性,强度中等偏高,工程性质好,可作为复合地基桩端持力层。
场区⑦号土层粉质黏土,中等压缩性,强度中等,工程性质较好,为深部相对软弱层,该层不适宜作为桩端持力层。
场区⑧号~⑩号土层,低压缩性,强度高,工程性质好,可作为桩基桩端持力层。
工程场区除①层杂填土为新近回填土,稳定差;其余各地基土层沉积稳定,分布较均匀,无特殊性岩土。场区无活动性断裂通过,无不良地质作用,地质环境较好。
3.2 场区环境影响评价
该工程场区为拆迁场区,表层覆盖薄层建筑垃圾,部分地段下暗埋老建筑混凝土基础和零星地下管网,对后续施工有一定影响。
3.3 地震效应评价
根据勘探成果资料及区域地质调查资料,场区20 m以上土层的等效剪切波速Vse=205 m/s~225 m/s,场区覆盖层厚度大于50 m,依据GB 50011—2010建筑抗震设计规范)(2016年修订)划分场区土类型为中软场区土,场区类别为Ⅲ类[5]。
场区地势平坦,各土层沉积稳定,分布基本均匀,无液化土层,无不良地质作用,场区无活动性断裂通过,综合判定该区域为建筑抗震一般地段。
3.4 地基均匀性评价
本工程场区各建筑物位于同一地质、地貌单元,除①号杂填土、⑥1粉土、⑥2粉砂层外,场区各地基土层坡度不大于10%,且压缩模量值与相邻土层压缩模量值差异不显著,土层分布较均匀,沉积稳定,可视为均匀地基土进行设计。
场区①号杂填土,为新近回填,受人类活动影响大,成分混杂,厚度分布不均匀,视为非均匀地基土,应挖除。
场区⑥1号粉土,从整个工程场区角度分析,分布不均匀,主要分布于工程场区北半部(15—15′剖面线以北)。但从单栋建筑角度分析,该地基土层坡度不大于10%,且压缩模量值与相邻土层压缩模量值差异不显著,标准贯入试验值差异较小,土层分布较均匀,沉积稳定,可视为均匀地基土进行设计。
场区⑥2号粉砂,从整个工程场区角度分析,分布不均匀,主要分布于工程场区北半部(15—15′剖面线以南)。但从单栋建筑角度分析,该地基土层坡度不大于10%,且压缩模量值与相邻土层压缩模量值差异不显著,标准贯入试验值差异较小,土层分布较均匀,沉积稳定,可视为均匀地基土进行设计。
4 地基及基础方案建议
根据场区工程地质、水文地质条件,结合建筑物工程特性综合分析:本工程场区5.0 m以上土层工程性质一般,5.0 m以下土层工程性质较好;地下水位埋深较大;建筑物主要为24层~34层,荷载大,对地基沉降变形要求高;场区下设有1层地下车库;建筑物可采用的地基形式有三种:天然地基、复合地基、桩基[6]。
4.1 天然地基
本工程配套商业、配套用房、配套幼儿园,不含地下车库,荷载较小,建议采用天然地基,以②号黏土或②1号粉土为天然地基基础持力层,基础形式建议采用钢筋混凝土独立基础或筏板基础。
地下车库部分,预计基坑开挖深度约4.0 m,建议采用天然地基,以②号黏土为天然地基基础持力层,基础形式建议采用钢筋混凝土筏板基础或独立基础。考虑地下水位的影响,地下车库部分应进行抗浮验算,若建筑物结构自重不能满足抗浮设计要求时,地下车库部分可采用钻孔灌注抗拔桩或抗浮锚杆等抗浮措施,以⑤号及⑤号以下土层为锚固端持力层。
本工程16层建筑,含地下车库,建议优先考虑天然地基,以③号粉质黏土为天然地基基础持力层,基础形式建议采用钢筋混凝土筏板基础。
4.2 复合地基
本工程16层建筑,若采用天然地基不能满足设计要求或基坑支护与降水费用不经济时,建议采用复合地基;本工程24层建筑物,荷载大,对地基沉降变形要求较高,采用天然地基恐不能满足设计要求,建议采用复合地基;根据地区施工经验,建议采用CFG桩复合地基,以⑧号及⑧号以下土层为桩端持力层,基础形式建议采用钢筋混凝土筏板基础。
4.3 桩基础
本工程27层,30层,34层高层建筑,荷载大,对地基沉降变形要求高,对地基沉降变形较敏感,建议采用桩基;根据地基土层的工程性质和建筑物结构特性,可采用旋挖成孔灌注桩、混凝土预制桩等桩基形式,以⑧号或⑧号以下土层为桩端持力层。
5 结语
该建设场区地势平坦,土层按其沉积年代及物理力学性质的差异,共分为10个主要土层,除杂填土稳定性差,其余各地基土层稳定性较好,土层分布较均匀,无特殊性岩土。场区地下水位埋深在地表下3.90 m~4.70 m,属潜水类型。场区无活动性断裂通过,无液化土层,无不良地质作用,地质环境较好,适宜建筑。根据建筑物的荷载大小、沉降要求及成本建议采用天然地基、复合地基、桩基三种形式,其中商业、配套用房、幼儿园等建筑宜采用天然地基,16层,24层高层建筑宜采用CFG桩复合地基,27层,30层,34层高层建筑宜采用旋挖成孔灌注桩或预制桩。