洛陽某建筑場(chǎng)地巖土工程分析與評(píng)價(jià)

摘 要：洛陽某建筑場(chǎng)地位于洛陽伊川縣豫港大道以南，西鄰文化北路。文章以建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)條件為研究對(duì)象，分析了巖土工程條件，定性和定量進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，并結(jié)合實(shí)際情況提出了地基及基礎(chǔ)選型的合理建議。

關(guān)鍵詞：建筑場(chǎng)地；巖土工程；分析與評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：TU470 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）14-0169-02

1 研究背景

該建筑場(chǎng)地位于伊川縣豫港大道以南，西鄰文化北路。本次研究的目的和任務(wù)為：查明場(chǎng)地內(nèi)巖土的形成時(shí)代、成因，查明巖土的物理力學(xué)性質(zhì)，分析和評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性、均勻性和承載力；查明場(chǎng)地土的濕陷性，確定場(chǎng)地濕陷類型，判定地基濕陷等級(jí)；查明不良地質(zhì)作用的類型、成因、發(fā)展趨勢(shì)和危害程度，提出整治方案的建議；查明地下水埋藏條件、地下水類型、年變化幅度，評(píng)價(jià)其對(duì)建筑材料的腐蝕性；評(píng)價(jià)場(chǎng)地地震效應(yīng)，劃分建筑場(chǎng)地類別，提供抗震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)基本地震加速度、設(shè)計(jì)地震分組及特征周期等抗震設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)可能液化地層進(jìn)行判別；對(duì)建筑地基做出巖土工程評(píng)價(jià)，并對(duì)地基類型、基礎(chǔ)形式、地基處理方案提出經(jīng)濟(jì)合理建議。

2 場(chǎng)地巖土工程條件

①地質(zhì)構(gòu)造。擬建場(chǎng)地位于伊川盆地，伊川盆地系于中生代末期形成的北東向斷陷盆地，伊川縣位于洛陽盆地的南端，控制其發(fā)育的構(gòu)造主要有東西向、北東向、北西向三組斷裂構(gòu)造。斷裂構(gòu)造呈深部隱伏狀態(tài)，在地表出露不明顯，中更新世以來處于穩(wěn)定狀態(tài)，不存在全新活動(dòng)斷裂。

②地形、地貌。擬建區(qū)原為舊房拆除區(qū)，局部堆有垃圾，地面較平整，地貌單元為伊河I級(jí)階地后緣。

③地層結(jié)構(gòu)。據(jù)鉆孔及探井揭露，勘探深度范圍內(nèi)分布有第四系全新統(tǒng)坡洪積成因的黃土狀粉質(zhì)粘土、黃土狀粉質(zhì)粘土夾角礫，含粉土角礫，第四系中更新統(tǒng)至上更新統(tǒng)沖洪積成因的卵石層及粉質(zhì)粘土層，其下為第三系湖相沉積的粉砂巖。

④地下水。地下水初見水位埋深18.0-19.5 m之間，穩(wěn)定水位埋深17.2-18.8 m之間，穩(wěn)定水位標(biāo)高197.65-199.00 m，地下水類型為孔隙潛水，含水層主要為卵、礫石層，其滲透系數(shù)K＝50-100 m/d；補(bǔ)給途徑主要是大氣降水及側(cè)向徑流補(bǔ)給，排泄途徑主要是側(cè)向徑流和人工抽取地下水，據(jù)區(qū)域資料，地下水年變幅2.0-3.0 m左右，近三至五年最高水位標(biāo)高為201.50 m。

⑤不良地質(zhì)作用。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，場(chǎng)區(qū)范圍勘探深度范圍內(nèi)無全新活動(dòng)斷裂通過，無巖溶、滑坡、危巖、崩塌、泥石流、震陷、大面積沉降等影響場(chǎng)地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用。據(jù)建設(shè)單位介紹，場(chǎng)地內(nèi)亦無防空洞存在。

3 場(chǎng)地巖土工程分析與評(píng)價(jià)

3.1 工程環(huán)境評(píng)價(jià)

擬建場(chǎng)地原為舊房拆除區(qū)，地勢(shì)平坦開闊，地形起伏不大，北部豫港大道，西為文化北路，交通便利，周圍無高大的建筑物及構(gòu)筑物，對(duì)本建筑物施工影響不大。但，擬建物的東側(cè)與鄰近的居民住宅距離5 m左右，距離較近，而擬建物的基坑深度較大，可能對(duì)臨近建筑有影響，設(shè)計(jì)及施工時(shí)應(yīng)予重視。

3.2 場(chǎng)地穩(wěn)定性和適宜性評(píng)價(jià)

擬建場(chǎng)地地表起伏較大，場(chǎng)地內(nèi)及周圍無不良地質(zhì)作用，亦無地下防空洞，但其底部地層層面起伏稍大，對(duì)工程建設(shè)有一定的不利影響。

3.3 地基均勻性評(píng)價(jià)

擬建工程±0標(biāo)高暫定為217.00 m，主樓基礎(chǔ)埋深為9.8 m，裙樓及地下車庫基礎(chǔ)埋深為8.5 m；則主樓的基礎(chǔ)底面標(biāo)高為207.2 m，裙樓及地下車庫的基礎(chǔ)底面標(biāo)高為208.5 m。經(jīng)計(jì)算確定擬建工程均可按不均勻地基考慮。

3.4 地基土的濕陷性評(píng)價(jià)

根據(jù)本研究所取土樣的室內(nèi)土工試驗(yàn)資料，各取樣孔土樣最大濕陷系數(shù)為0.0172，濕陷程度為濕陷性輕微，最大濕陷深度約為4.0 m。土樣自重濕陷系數(shù)均小于0.015，故工程場(chǎng)地按非自重濕陷性場(chǎng)地考慮。擬建工程主樓部分基礎(chǔ)埋深為9.8 m，鑒于各擬建物基地以下土層均不具濕陷性，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)可按一般性地基設(shè)計(jì)。根據(jù)本次研究所取土樣的室內(nèi)土工試驗(yàn)資料，濕陷起始?jí)毫χ禐?00-105 kPa（見物理力學(xué)性質(zhì)統(tǒng)計(jì)表），濕陷起始?jí)毫Ρ憩F(xiàn)為隨深度增大的趨勢(shì)。

3.5 場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)

擬建區(qū)地勢(shì)平坦、開闊，據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）表4.1.1條文判別，擬建區(qū)場(chǎng)地屬可進(jìn)行建設(shè)的一般性場(chǎng)地，適合本工程建設(shè)。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地的波速測(cè)試資料來確定場(chǎng)地覆蓋層厚度，土層的等效剪波速、場(chǎng)地類別、特征周期等分述如下：

①覆蓋層厚度的確定。根據(jù)波速測(cè)試資料，場(chǎng)區(qū)的地層的剪切波速大于500 m/s，其層面埋深大于35.0 m，故場(chǎng)地的覆蓋層厚度可按3-50 m考慮。

②土層的等效剪切波速。據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）的4.1.5-1式和4.1.5-2式計(jì)算，場(chǎng)區(qū)土層的等效剪切波速Vse=144.0～190.07 m/s。

③場(chǎng)地土類型及建筑場(chǎng)地類別。據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）的表4.1.3和表4.1.6確定場(chǎng)地土類型上部為軟弱～中硬土，以軟弱土為主，建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類。

④地震烈度及設(shè)計(jì)基本地震加速度值。據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）的規(guī)定，伊川縣抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05 g。

⑤場(chǎng)地特征周期。據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）附錄A規(guī)定伊川縣為第一組，本場(chǎng)地類別為Ⅱ類，按GB50011-2001規(guī)范表5.1.4-2本場(chǎng)地特征周期為0.35 s。

⑥飽和土液化判別。場(chǎng)地地下水穩(wěn)定水位埋深大于17.2-18.8 m，其下無飽和砂土或粉土，據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001的4.3.3條的4.3.3-1式判別可不考慮液化影響。故本場(chǎng)地土不具液化性。

⑦場(chǎng)地的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。據(jù)區(qū)域資料，擬建場(chǎng)地及其附近沒有淺埋的全新活動(dòng)斷裂通過，未發(fā)現(xiàn)新構(gòu)造活動(dòng)的痕跡，由于地下水位埋藏較深，不存在飽和砂土和粉土的液化問題，因而對(duì)建筑物的抗震相對(duì)有利場(chǎng)地，適宜該工程建設(shè)。

4 基礎(chǔ)方案分析與評(píng)價(jià)

4.1 天然地基評(píng)價(jià)

擬建裙房及地下車庫部分，單柱最大荷載為3500 kN，基礎(chǔ)埋深8.5 m，地基持力層為①、④層。①層土為新近回填土，均勻性較差，承載力較低，不能利用；④層土堆積時(shí)間也較短，承載力低，也不宜做天然地基持力層。故擬建工程裙房及地下車庫部分不宜采用天然地基淺基礎(chǔ)方案。綜上所述，擬建工程各建筑物均不宜采用天然地基淺基礎(chǔ)方案。

4.2 地基處理方案

①灰土換填墊層法地基處理。則由工程地質(zhì)剖面圖可知，場(chǎng)地?fù)Q填厚度約為基底下2.0 m左右，可滿足上部荷載要求。施工時(shí)應(yīng)分層壓實(shí)，壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小于0.97，灰土墊層回填至基礎(chǔ)底面設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)結(jié)果確定其地基承載力特征值，初步設(shè)計(jì)可按220 kPa考慮。灰土墊層的最終承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)確定。

②夯實(shí)水泥土樁法復(fù)合地基。根據(jù)場(chǎng)地巖土工程條件，擬建工程商業(yè)裙房及地下車庫亦可采用夯實(shí)水泥土樁對(duì)地基進(jìn)行處理。夯實(shí)水泥土樁可只在基礎(chǔ)范圍內(nèi)布置，樁孔直徑宜為300~600 mm，可采用三角形或正方形布樁，可根據(jù)設(shè)計(jì)及所選用的成孔方法確定。夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定。

4.3 樁筏基礎(chǔ)

①樁型的選擇。從研究資料分析，場(chǎng)區(qū)內(nèi)地層垂向上的分布規(guī)律為：表層軟，承載力低①層人工近期填土，松散，無固結(jié)，黃土狀粉質(zhì)第四系全新統(tǒng)上段的新近堆積物，土堆積時(shí)代短，而深處的層卵石及粉質(zhì)粘土，分布穩(wěn)定，厚度大，承載力高，為良好樁端持力層。擬建工程主樓采用樁基礎(chǔ)方案時(shí)，宜穿過場(chǎng)地內(nèi)的軟弱土層，可較好的保證工程的安全。綜合考慮地層情況，施工鉆孔灌注樁適用性較強(qiáng)，成孔方式采用機(jī)械沖（鉆）孔。本工程宜采用鉆孔灌注樁與筏板結(jié)合基礎(chǔ)。

②樁端持力層。根據(jù)本研究分析，場(chǎng)地中下部的⑧層卵石承載能力高，厚度大，分布穩(wěn)定，是較理想的樁端持力層。在局部⑧層卵石埋深較淺處，可以⑨層粉質(zhì)粘土為樁端持力層。

③樁基設(shè)計(jì)參數(shù)。樁基豎向承載力特征值應(yīng)有載荷試驗(yàn)確定，初步設(shè)計(jì)時(shí)，本研究根據(jù)研究采取的土試樣物理力學(xué)試驗(yàn)指標(biāo)和原位標(biāo)貫試驗(yàn)及相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，其施工的鉆（沖）孔灌注樁樁周極限側(cè)阻力qsik和樁極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk，若采用其他樁型也可參照此表值選用。

④基樁承載力驗(yàn)算與分析。結(jié)合場(chǎng)地條件及其各較重要建筑物的荷載特征和擬采用的基礎(chǔ)形式，選代表性鉆孔挖泥漿護(hù)壁鉆（沖）孔樁進(jìn)行單樁和群樁豎向承載力的驗(yàn)算。

4.4 地基基礎(chǔ)方案傾向性建議

據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、施工規(guī)程，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)及擬建物場(chǎng)地巖土工程地質(zhì)特征與各擬建物荷載、基礎(chǔ)形式及結(jié)構(gòu)特征，綜合分析擬建主樓均宜采用經(jīng)后注漿的鉆孔灌注樁與筏板結(jié)合的基礎(chǔ)方案；1＃樓的商業(yè)裙樓及地下車庫可采用經(jīng)灰土墊層法或夯實(shí)水泥土樁法處理后的柱下獨(dú)立基礎(chǔ)或柱下條形基礎(chǔ)；地下車庫一帶，素填土厚度較大，全部挖除施工較困難，可采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)方案。

5 結(jié)論及建議

綜合判定擬建區(qū)地基為不均勻地基。擬建場(chǎng)地可按非自重濕陷性場(chǎng)地考慮，濕陷性輕微。各擬建物基底下均不具濕陷性，可按一般性地基考慮。場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)無全新活動(dòng)斷裂通過，無巖溶、滑坡、危巖、崩塌、泥石流、震陷、大面積沉降等影響場(chǎng)地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用。場(chǎng)地內(nèi)亦無防空洞等人防工事。主樓均宜采用經(jīng)后注漿的鉆孔灌注樁與筏板結(jié)合的基礎(chǔ)方案，地下車庫一帶全部挖除施工較困難，可采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)方案。

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