高層建筑巖土勘探問題思考

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1工程概況

擬建某項目是一棟28層的高層建筑(含地下室)及4棟低多層建筑，屬臨街建筑工程，占地面積約4500余mz，高層為框架結構，其它建筑為磚混結構。為摸清擬建場地的工程地質條件，為地基基礎設計提供科學依據。勘察方法及勘察工作量：

(1)勘察方法：組織百米旋轉鉆機三臺進場施工，本次勘察采用了鉆探、原位測試(標準貫入試驗)、室內巖、土測試分析、工程測量等手段。

(2)勘察工作量：累計703．90m，其中第四系土層245．10m，強風化巖層159．50m，中風化巖層299．30m，共竣工鉆孔66個，具體完成實物工作量見表。

(3)原位測試及取樣：標貫12層次，采取原狀土樣14組，借取同一個場地土樣6組，采取腐蝕性樣2組進行了土的腐蝕性分析，2組水樣進行水質分析，6組巖樣做單軸飽和抗壓強度試驗。

(4)測定地下穩定水位66孔次，ZK1ZK28鉆孔見有水位，高層位置地勢高，且已挖至強風化巖層，均為干孔。

(5)鉆孔測量：鉆孔位置及孔口高程采用了全站儀實測，實測采用甲方提供的坐標系統及高程點，高程點為92．189m，測得各鉆孔坐標及孔口高程，精度能滿足規范要求，坐標系為獨立坐標系。

2場地水文地質條件

勘察揭露的地層有：①填土層、粉質粘土層、強風化含碳炭鈣質泥巖、中風化含炭鈣質泥巖，其工程性質自上而下描述如下：填土層：灰白色，灰黑色，稍濕一濕，松散，成分以泥巖強風化物為主，稍含中風化碎巖塊。本層分布集中，低多層建筑均有見及，本次勘察揭露的最大厚度為9．40m，最小厚度為1．20m，平均6．01m，性質差，新近回填土，高壓縮性土層；②粉質粘土層：黃色，紅黃色，稍濕，硬塑態為主，上部多呈可塑態，成分以粘性土為主，下部稍含灰巖礫及石英礫，見網紋結構。本層分布較廣泛，22個鉆孔見及該層，均分布在低多層建筑范圍內，勘察揭露的最大厚度為7．00m，最小厚度為1．30m，平均3．50ro，性質較好，中等壓縮性土層。該層共做標準貫入試驗14次，擊數N=6～9擊，層厚1．307．00m：層頂標高82．O891．20m；層頂埋深1．209．40m。取土樣14件，試驗結果見附表土要試驗報告，主要的物理力學性質指標平均值：W=26．57％，e：0．784，IL=0．292，av=0．22，屬中等壓縮性土層；③強風化(含碳鈣質)泥巖：灰白色，灰黑色，薄層理清晰，污手，風化強烈，上部多已風化成粘土，多呈軟可塑態，局部含水量高，呈軟塑態；下部呈碎塊狀，水浸泡易軟化，夾未完全風化的泥巖碎塊，軟硬相間，本層分布廣泛，各鉆孔均有見及該層，揭露最大厚度為6．40m，最小厚度為0．50m，平均3．19m，層厚0．506．40m；層頂標高79．9O～97．1Om；層頂埋深0．00～11．80m；④中風化(含碳鈣質)泥巖：灰黑色，薄層狀，含炭及鈣質，局部夾泥灰巖透境體，污手，裂隙較發育，多為方解石充填，巖芯呈短柱狀及碎塊狀，軟硬相間。均未揭穿該層，本次勘察揭露最大厚度為11．80m，最小厚度為1．10m，平均7．30m。

3地水、土

該擬建場地范圍內地層種類少，結構簡單，場地地下水類型主要為孔隙水和基巖風化裂隙水。孔隙水主要賦存于第四系填土層中，分布局限，水量小，主要為大氣降水及地表水補給，水的連通性及滲透性差。下伏基巖為含炭鈣質泥巖，屬軟質巖石，巖溶不發育，含少量的風化裂隙水。場地范圍內所有地層均為弱含水層，施工時ZK1一ZK28鉆孔內均見穩定水位。施工后測得水位在0．00～2．80m之間。勘察期間在ZK7、ZK18號鉆孔取樣，進行了水質簡分析，并實地調查，場區周圍地下水無環境污染源。根據國家標準《巖土工程勘察規范》(GB50021～2001(2009年新版))中有關規定，綜合判定，本場地淺部地下水對混凝土無腐蝕性，對鋼筋混凝土中鋼筋無腐蝕性，對鋼結構具有弱腐蝕性。水質分析報告詳見附水質分析報告，判定結果見表2。

4巖土參數的選用及地基承載力的確定

(1)填土層：據其成分及其堆積時間，其承載力特征值為60～80kPa，建議采用60kPa。

(2)粉質粘土層：據原位測試標準貫入試驗修正錘擊數N：6．0～9．0擊，確定其承載力特征值為168～235kPa；所取原狀土樣室內試驗數據平均值：孔隙比e=O．784，I0．292，按O．90回歸系數修正，確定其承載力為212kPa，建議采用綜合值190kPa。

(3)強風化含碳鈣質泥巖：根據其其性質及風化程度一強風化，該層承載力特征值可達200～5ookPa，建議采用200kPa。

(4)中風化含碳鈣質泥巖：根據其其性質及風化程度一中風化，該層承載力特征值可達700～1200kPa，另根據南昌市昌平巖土檢測技術服務有限公司巖石抗壓強度報告表數據，算得飽和單軸抗壓強度標準值為14MPa，建議采用單軸抗壓強度標準值11MPa，其特征值建議采用700kPa。

5巖土工程分析評價

5．1場地的穩定性和適宜性評價

該擬建場地地形較平坦，地層結構簡單，未發現泥石流、滑坡、塌陷、土洞、溶洞等不良地質現象，未發現埋藏的河道、溝濱、墓穴、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物；下伏基巖為含炭鈣質泥巖，屬軟質巖石，巖溶不發育，且厚度大，性質好，故場地穩定性好，適宜本工程建設。

5．2天然地基方案

據該工程特點及場地地基條件，可采用樁筏基礎，中風化泥巖作地基持力層，采用天然地基方案時，應注意以下幾點：①基坑開挖后，應會同有關部門現場驗槽，若局部地質條件有變化，應根據現場情況認真分析，妥善處理；②基坑開挖驗槽后，應及時澆灌，以免因水浸泡，而降低地基承載力；③采用淺基方案時，開挖時請作好排水工作，基坑排水可采用集水坑排水；④泥巖強風化層遇水易軟化，基礎開挖應盡量避開雨天，或采取有效措施，以免因雨水浸泡降低其承載力，開挖后應及時進行澆灌。

5．3樁基方案

據該樓工程特點及場地地基條件，巖溶不發育，性質好，宜采用夯擴樁，樁端座在下伏基巖中風化層內，樁長根據場地地質條件確定，采用樁基方案時，應注意以下幾點：①樁基正式施工前，應現場試樁，以核實施工條件和單樁承載力；②含碳鈣質泥巖中風化層水浸泡易軟化，驗槽后，應及時澆灌，以免因水浸泡而降低地基承載力；③嚴格按操作規程和設計要求施工，確保工程質量。

5．4地震效應

該擬建場地地震基本烈度小于Ⅵ度，其設計基本地震加速度值小于0．05g，區域穩定性較好，場地范圍內未發現地震誘發因素，建筑物可按相應烈度作抗震設防。

6基坑工程分析與評價

6．1基坑周邊環境分析

擬建場地周邊多為528層的已建及在建建筑物，基坑開挖時允許放坡的坡角較小，場地工程環境條件較為復雜。基坑開挖時，應注意基坑開挖對周邊建筑物的影響。

6．2基坑開挖與支護

擬建場地表層多分布有①強風化含炭鈣質泥巖，遇水易軟化及塌踏，易使基坑邊坡產生滑移破壞，且擬建場地周邊既有設施較多且相距相對較近，基坑開挖時允許放坡的坡角較小，因此基坑施工中應視開挖深度而采取相應有效的支護措施。

7不良巖、土工程問題的預防、監控及治理措施

(1)場地下伏基巖為含碳鈣質泥巖，屬軟質巖層，水浸泡極易軟化，無論采用何基礎形式，驗槽后，均應及時澆灌。

(2)為確保基坑的穩定性及地基承載力，基坑開挖宜避開雨季。

(3)本工程若進行基坑開挖，對于基坑支護方案，應進行專門設計。在施工過程中，若見到水，宜進行排水或止水工作，排水可采用集水坑排水。基坑邊坡強風化泥巖層，具抗剪強度低、觸變性強等特點，基坑工程施工時應采取有效的支護措施。

(4)樁基工程正式施工前，應在現場不同的地段試樁，以確定單樁承載力及相應的施工參數。本報告建議的單樁承載力特征值為預估值，施工圖設計時，單樁承載力應通過現場載荷試驗確定。

(5)采用夯擴樁時，建議正式施工前進行試鉆，采取有效措施，防止塌孔、孔底沉渣等現象，保證成孔和水下澆注混凝土的質量。

8結語

本工程重要性等級分別為Ⅱ級及Ⅲ級，場地范圍內未發現滑坡、泥石流、土洞、塌陷等不良地質作用，未發現埋藏的河道、溝濱、墓穴、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物：地形較平坦，場地等級均為Ⅲ級；場地范圍內地層結構較簡單，下伏基巖巖溶不發育，地基等級均為Ⅱ級，綜合勘察等級均為乙級。場地屬設防烈度小于Ⅵ度區，建筑物可按相應烈度作抗震設防。