某项目岩土工程勘察设计理论探讨

某项目岩土工程勘察设计理论探讨

[摘要]通过采用工程测量、工程地质钻探、静力触探原位测试、标准贯入试验原位测试、重型动探原位测试、室内土工、岩石试验等手段,查明了徐州市鼓楼区YZB-19单元CD地块的岩土工程条件,确定了建筑工程重要性等级为1~2级、场地复杂程度为2级、地基复杂程度为2级,综合确定岩土工程勘察等级甲级,建筑抗震设防类别丙类。因此,场地作为工程建筑场地是适宜的。建议低层及地下车库采用筏板基础,高层施工采用混凝土预制桩。

[关键词]YZB-19单元岩土工程条件;工程勘察;混凝土预制桩

0引言

根据建设规划,徐州市鼓楼区YZB-19单元CD地块中拟在C地块建设3栋13~15F研发办公楼及1栋3F检测中心,D地块建设1栋26F、4栋17~18F住宅楼及1栋3F商业,含大型地下车库。本次工程勘察主要是采用工程测量、工程地质钻探、静力触探原位测试、标准贯入试验原位测试、重型动探原位测试、室内土工、岩石试验等手段,查明场地岩土工程条件,对地基类型、基础形式、持力层的选择等提出经济合理的建议;评价对基坑降水、开挖及支护影响,提供基坑支护设计参数。

1场地工程地质条件

根据勘察揭露,场地东侧存有古河床,其附近一般粘性土及老粘土厚度变化大,自西向东变薄或缺失。据此进行场地分区,河床外为Ⅰ区(A座研发办公、B座研发办公、1#、3#楼),分布稳定的一般粘性土及老粘土;河床内为Ⅱ区(C、D座研发检测办公中心、2#、4#、5#楼、地下车库),一般粘性土缺失,老粘土层变薄或局部缺失,新近沉积粉土层较厚。场地上部土层由于市区古黄河的多次泛滥造成以粉土层为主,夹有粉质粘土及淤泥质土。平均22.0m下为青白口系土门组砂质页岩[1]。各岩土层物理力学指标建议值如表1所示。

2水文地质条件及水土腐蚀性分析与评价

(1)场地内含水层主要为第四系孔隙水。通过勘察资料分析[2],第四系孔隙水主要为潜水,赋存于①层杂填土、②-1层粉土、②-3层粉土、②-5层粉土中,主要接受大气降水及东侧八里大沟侧向补给。场地初见水位埋深平均值1.93m,水位标高平均值33.20m;稳定水位埋深平均值2.25m,水位标高平均值32.88m。地下水随季节有明显变化,年变幅在0.5~2.0m。根据调查,该场地3~5a来历史最高水位约为34.30m。场地赋存地下潜水,对基坑开挖影响较大,开挖前需采取有效的降排水措施。(2)依据GB50021-2001《岩土工程勘察规范》,场地环境类型按Ⅱ类:地下水对混凝土有微腐蚀性;在干湿交替的环境下,地下水对钢筋混凝土中的钢筋有微腐蚀性;场地土对混凝土有微腐蚀性,对钢筋混凝土中的钢筋有弱腐蚀性。依据DGJ32/TJ208-2016《岩土工程勘察规范》,场地环境类型按IC类:地下水对混凝土有微腐蚀性;在干湿交替的环境下,地下水对钢筋混凝土中的钢筋有弱腐蚀性;场地土对混凝土有微腐蚀性,对钢筋混凝土中的钢筋有微腐蚀性。地下水腐蚀性评价如表2所示。

3场地地震效应评价

经计算,场地②-1、②-3、②-5层粉土液化指数IlE在1.80~15.30,平均9.57,为中等液化场地,可划为对建筑抗震不利地段。为确定场地土类别,现场通过9个钻孔进行单孔波速测试试验。根据波速测试结果,该场地等效剪切波速平均为174.1m/s。根据测试结果判定场地土为中软场地土。据本次勘探资料,该场地覆盖层厚度在22.0m左右,综合判定场地类别为Ⅱ类,建筑设计特征周期值为0.45s。

4不良地质作用

场地为中等液化,根据GB50011-2010《建筑抗震设计规范》规定,对抗震设防类别为丙类建筑。场地东侧有南北向的古河床穿过,床内受古河流冲刷侵蚀作用一般粘性土缺失,老粘土层变薄,沉积厚层为稍~中密状态的粉土层,对河床边处老粘土层埋深及厚度形成变化,该处对桩型选择、桩基持力层位置确定造成一定影响。

5岩土工程地质条件分析与评价

根据工程实际应用,结合老粘土层面及上部土层变化情况,确定古河床位置并进行场地分区:Ⅰ区位于古河床外,Ⅱ区处于古河床内。Ⅰ区未受古河床影响,可按均匀地基考虑;Ⅱ区受古河床沉积环境影响,土层局部夹层多,厚度变化大,按不均匀地基考虑;横跨Ⅰ区、Ⅱ区按不均匀地基考虑。综上所述,建筑场地为稳定场地。场地地基虽然存在液化土层、软弱土、土层分布不均匀等情况,但在采取可靠的处理措施后,适宜建筑物的兴建,该场地作为工程建筑场地是适宜的。

6基础方案

(1)低层建筑:可采用浅基础,以②-2层粉质粘土或②-3层粉土为基础持力层,可做筏板基础。(2)地下车库部分:可采用天然地基,采用筏板基础,以②-2粉土或②-3层粉质黏土为基础持力层。(3)高层部分:高层部分单柱荷载较大,浅部土层工程条件较差,浅基础不能满足要求,综合考虑应采用桩基。根据场地土层特点,适宜作为桩端持力层的有③层含砂姜粘土及其下④-1全-强风化砂质页岩,可采用混凝土预制桩。

7桩基设计参数

(1)规范及计算公式。计算公式采用JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》中相关公式。根据土的物理指标估算[3],单桩极限承载力标准值:Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp根据双桥静探估算,单桩极限承载力标准值:Quk=u∑liβifsi+αqcAp(2)预制管桩桩基设计参数及单桩承载力估算。依据土工实验成果查表及双桥静力触探法,提供的桩基设计参数如表3所示。(3)各栋楼单桩承载力估算。若采用混凝土预制方桩,规格为500mm×500mm。取u=2.00m,Ap=0.25m2。根据代表钻孔及静探孔的深度,按不同计算方法计算单桩极限承载力估算值如表4所示。以上估算结果,土工法与静探法相差不大,设计估算时以土工法参数表为准,单桩承载力应根据单桩静载荷试验确定。

8基坑开挖、支护分析

根据基坑挖深及周边环境,地下车库基坑支护结构安全等级可按3~2级考虑。由于开挖深度范围内为松散的杂填土、稍密的粉土,有放坡开挖条件的,可采用放坡开挖并适当结合坡面喷浆挂网的支护方案;局部距红线较近,可采用垂直支护手段。同时应做好降排水及截水措施,确保地下水低于坑底不小于0.5m。为保证施工安全,应进行专门的基坑支护及降水设计。各土层的主要物理力学性质及基坑设计参数如表5所示。

9结论

(1)项目区在地质上是稳定的;除场地中等液化外,无其他大的不良地质现象,作为拟建建筑是适宜的。(2)建筑工程重要性等级1~2级、场地复杂程度2级、地基复杂程度2级,综合确定岩土工程勘察等级甲级,建筑抗震设防类别丙类。(3)建议低层及地下车库采用筏板基础,高层施工采用混凝土预制桩。

作者:卜朦朦 孟宪中 单位:江苏省地质矿产局第五地质大队