高層建筑地基巖土工程勘察分析

摘 要：巖土工程勘察對象是建筑工程的建設場地的地質、環境特征和巖土工程條件，其成果質量將直接影響到對地基持力層及基礎形式的選擇。本文結合高層建筑地基巖土工程勘察實例，就場地的穩定性及適宜性進行評價，確立了經濟合理的地基基礎方案，對類似的巖土工程勘察提供一定的參考價值。

關鍵詞：巖土工程勘察；穩定性；適宜性；地基基礎選型；巖土參數

巖土工程勘察是工程建設的一項基礎性工作，其勘察的分析與評價工作尤為重要。隨著城市建設的高速發展，眾多高層建筑工程項目不斷興建，這勢必要求建筑物地基巖土工程勘察的工作跟上整個工程的發展，以滿足工程建筑設計、施工、監測與使用的需要，保證建筑物基礎與結構的安全穩定。本文以某高層建筑工程為例，就高層建筑地基巖土工程勘察進行了探討分析 。

1工程概況

本建筑工程分2層、3層、6層和27層，其中2～6層為框架結構，27層為框剪結構。設有1層地下室，室外設計標高為5.80m，地下室板底埋深約5.50m。本工程屬于基礎位于地下水位以下工程，場地等級為乙級；本場地巖土種類較多，性質變化較大，且不均勻，故地基復雜程度等級為乙級，根據以上條件，劃分巖土工程勘察等級為乙級。

2 地質情況

場地拆遷后地勢較平坦，高差不大，絕對標高5.48m～6.22m。本場地的含水層主要為雜填土和圓礫層①，地下水類型分別為上層滯水和潛水。勘察時測得上層滯水的初見水位距自然地面0.60m～2.00m左右，穩定水位距自然地面0.60m～3.40m；測得圓礫層①中潛水的初見水位與穩定水位基本相同，即距自然地面7.20m～8.50m左右。

3天然地基巖土設計參數

依據場地地層條件和原位測試、土工試驗等數據綜合分析，查閱《建筑地基基礎設計規范》GBJ50007-2002及《建筑地基基礎技術規范》DB21/907-2005相關內容提出天然地基巖土設計參數，見表1。

表1巖土承載力特征值

4場地的穩定性及適宜性評價

4.1場地的地震效應

據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010），該地區抗震設防烈度為7度，地震加速度值為0.15g，設計地震分組為第一組，建筑結構的特征周期為0.35s。對本場地進行地基土剪切波速測試（2點），如圖1所示，本建筑場地覆蓋層厚度按剪切波速大于500m/s的土層頂面距離確定。通過統計，雜填土的平均波速Vs=123.7m/s～134.2m/s，為軟弱土；粉質粘土的平均波速Vs=138.7m/s～167.4m/s，為軟弱土～中軟土；粗礫砂Vs=228.9m/s，圓礫平均波速Vs=255.2m/s～334.2m/s，中硬土～堅硬土；強風化巖的平均波速Vs>500m/s為堅硬土。

圖1

通過計算各測點所代表的場地類別判定如表2。

表2各測點的等效剪波速及場地類別判定

依據勘察測試結果可知，擬建場區地基土層分布比較均勻，上覆雜填土層厚度變化較大。其下為可～軟塑狀態的粉質粘土層（局部夾有細砂夾層）。下部為圓礫①層，該層密實不均勻，即有稍密、中密、局部密實，并且局部夾有礫砂及淤泥質粉質粘土透鏡體。場區下部圓礫②層，分布穩定，強度較高。下伏基巖層面起伏不大，基巖埋深距自然地面以下13.60m～15.30m。

因此綜合判定本建筑場地類別為Ⅱ類。

4.2場地液化判別

根據《建筑抗震設計規范》（GB50011—2010）規定，對場區內的細砂及礫砂進行標準貫入試驗及液化判別計算。計算時水位按自然地面以下3.5m算，即選自然地面以下3.5m以下的砂層進行計算。經過計算，正常地下水位情況下，場區內處于飽和狀態的細砂及礫砂層中各測試點的標準貫入試驗實測擊數均大于其液化臨界擊數，故判別擬建場區內的中砂及礫砂層為非液化土，擬建場區無液化土層，計算結果見表3。

表3 細砂及礫砂液化判別計算表

4.3場區不良地質作用評價

擬建場區內地勢較平坦，下伏基巖巖性穩定，鉆探過程中未發現不良地質作用。

4.4場區地基均勻性評價

依據勘察測試結果可知，擬建場區地基土層分布比較均勻，上覆雜填土層厚度變化較大。其下為可～軟塑狀態的粉質粘土層（局部夾有細砂夾層）下部為圓礫①層，該層密實不均勻，即有稍密、中密、局部密實，并且局部夾有礫砂及淤泥質粉質粘土透鏡體。場區下部圓礫②層，分布穩定，強度較高。下伏基巖層面起伏不大，基巖埋深距自然地面以下13.60m～15.30m。

5地基基礎選型分析

根據場區巖土層分布及擬建建筑物具體情況，本工程各擬建建筑物可以采用的基礎形式概述如下：

（1）天然地基上的淺基礎

本工程設有1層地下車庫，地下室底板埋深距自然地面以下約5.50m，在此深度地層為承載力較高的圓礫層①，其可做為天然地基持力層，但是在基底以下的圓礫層①中除密實度不均勻外，局部還夾有承載力較低的礫砂及淤泥質粉質粘土透鏡體夾層，其中礫砂夾層厚度為0.30m～1.00m，淤泥質粉質粘土夾層厚度為0.30m～1.50m。采用天然地基時，應挖除淤泥質粉質粘土夾層。

（2）錘擊沉管灌注樁基礎

錘擊沉管灌注樁在該地區有著較豐富的施工經驗，在各項工程中應用也取得了良好的效果，具有承載力高，施工速度快的優點。在本場地中，下部密實狀態的圓礫②層為較好的樁基持力層。但由于上部存在厚度較大、稍密～中密的圓礫①層，大面積樁基施工對該層會起到嚴重的擠密現象，后期施工中有可能出現沉、拔管困難的問題。

（3）長螺旋鉆孔泵壓混凝土灌注樁

該種樁基形式具有單樁承載力高，無擠密、縮徑現象的特點。同時施工時噪音較小，對周邊環境影響不大，對密實的圓礫層穿透能力較強。缺點是對于樁端虛土較難處理。因此對施工工藝要求較高。

持力層選為強風化混合花崗巖層。

根據該地區此種樁型其它工程的經驗，若樁徑采用Φ400mm，建議單樁豎向承載力特征值采用850kN；若樁徑采用Φ600mm，建議單樁豎向承載力特征值采用1800kN為宜。

（4）載體樁基礎

載體樁基礎是對圓礫①層，通過強行夯料擠密提高其端阻力值，縮短樁長，是經濟適用的樁型。但單樁施工速度比壓灌樁慢一些。持力層選用圓礫①層，樁徑為400mm～600mm。有效樁長不小于4.0m，且穿過淤泥質土層，夯料可采用建筑垃圾或卵、碎石等。其Ra值根據《載體樁設計規程》JGJ-2007有關規定計算確定。

6結束語

總之，地質特征、巖土工程條件是影響建筑設計的重要因素之一，通過巖土工程勘察很好的確定地基基礎方案。因此，我們應該給予巖土工程勘察足夠的重視，使之不僅要正確反映場地和地基的工程地質條件，還能結合工程設計、施工條件進行技術論證和分析評價，并服務于工程建設。

參考文獻

[1] 陳杰.高層建筑基礎巖土工程勘察要點分析[J].中國新技術新產品.2012年第20期

[2] 鄭齊銀.高層建筑巖土工程勘察的分析與評價[J].科技資訊，2011年05期