于建華 馬俊
摘 要:通過對九龍國際商業廣場工程地基的巖土工程勘察,對場區地基的穩定性、濕陷性、承載力進行了評價,提出地基基礎選型的建議和有關巖土參數。
關鍵詞:巖土工程勘察;濕陷性黃土;地基基礎方案評價
1 擬建工程及勘察概況
1.1 工程概況
擬建的九龍國際商業廣場位于寧夏固原市新區內,高速公路西邊,建業路西側、希望路北側、新城縱一路東側。擬建場地為荒地。主要建筑物為17棟2F-4F商業建筑。
1.2 勘察概況
根據勘察工作的任務和要求,以及場地地基復雜程度等級三級,擬建建筑物特點及場地條件,本工程布孔方法:按網格布設勘探孔。本次勘察共布勘探孔66個,其中,人工探井44個,探井深度16.20m;原位測試勘探孔22個,鉆孔深度16.45m。其中控制性鉆孔數量≥2/3鉆孔數量,鉆孔間距控制在40.0m以內。
2 場地工程地質條件
2.1 地層巖性
根據勘察揭示,在本場區勘察深度范圍內,為第四系風積相堆積地層。整個場區地層自上而下可分為下述兩層,現分層描述如下:(1)黃土狀粉土(Q4eol):黃褐色,干燥-稍濕,稍密,具垂直節理,孔隙發育,含鈣絲和少量鈣質結核;在此層取原狀樣339件,土工試驗結果表明,該層土為中等壓縮性土,具濕陷性,該層在場區廣泛分布。層頂高程1795.07-1801.35m,層底高程1784.07-1791.55m,層厚7.80-11.80m。(2)黃土狀粉土(Q4eol):黃褐色,稍濕,稍密-中密,具垂直節理,孔隙發育,含鈣絲和少量鈣質結核;在此層取原狀樣143件,土工試驗結果表明,該層土為中等壓縮性土,不具濕陷性,該層在場區廣泛分布。最大揭露厚度16.45m。層頂高程1784.07-1791.55m,層頂埋深7.80-11.80m。
2.2 場地水文地質條件
場區無地表徑流,勘察深度范圍內未見地下水位,根據區域地質資料,該區地下水埋深大于40m。
3 巖土工程分析與評價
3.1 場地土濕陷性評價
依據中國濕陷性黃土工程地質分區略圖,固原地區屬Ⅱ區,濕陷量計算表有關參數按Ⅱ區選用。根據試驗資料并依據規范中的計算公式計算后得出以下結果,總濕陷量395.7-582.8mm,自重濕陷量73.6-235.0mm,濕陷深度7.8-11.8m。綜合評價:本場區屬于Ⅱ(中等)自重濕陷場地。
3.2 場地土承載力評價
根據巖土參數的可靠性及適用性要求,綜合分析本次工程的取樣及原位測試結果:(1)本工程以采取不擾動土樣作為評價指標,用以評定巖土的性狀,作為劃分地層、鑒定類別的主要依據;(2)以原位測試及室內土工試驗結果作為計算指標,用以確定地基承載力,預測巖土體在荷載和自然條件作用下的力學行為及變化趨勢。
3.3 場地地震效應評價
場區勘探深度范圍內,未見有地下水,因此地基土無液化現象,綜合評定本場區為不液化場區。勘察場區未發現有滑坡、崩塌、斷裂等不良地質作用,屬建筑抗震一般地段。
3.4 場地穩定性及適宜性評價
本場區為抗震設防8度區,地基主要持力層、受力層范圍內承載力特征值均fak>100kPa,可不考慮地基主要持力層及受力層范圍內存在軟土震陷的影響。建筑場地內及其附近無全新活動斷裂、發震斷裂和正在活動的地裂縫。本次勘察結果表明,該場地地貌類型單一,地層結構較簡單,主要土層分布連續,厚度較穩定,場區范圍內無暗浜、土洞、塌陷等其他不良地質作用及埋設物,適宜本工程的建設。
4 地基基礎方案論證及建議
4.1 地基基礎方案論證
對于自重濕陷性場地地基處理常用方法有灰土墊層、重錘夯實、強夯、土(或灰土)樁擠密等,可以完全或部分消除地基的濕陷性,或采用樁基礎或深基礎穿透濕陷性黃土層,使建筑物基礎坐落在密實的非濕性土層上,保證建筑物的安全和正常使用。
本工程主要建筑物為2F-4F商業建筑,建筑荷載小,勘察場區屬于Ⅱ(中等)自重濕陷場地。重錘夯實及強夯方案均因存在震動,對周邊建筑物結構影響大,本工程不適用;樁基礎在經濟、工期方面不適合。經各方案對比,本工程采用灰土墊層及灰土擠密樁較為適宜。
4.2 地基基礎方案建議
4.2.1 建議采用人工地基基礎方案(灰土墊層)。做土(或灰土)墊層,由灰土(3∶7灰土或2:8灰土)分層碾壓而成,分層鋪填厚度宜為200mm,碾壓振密。墊層由灰土、素土兩部分組成。墊層上部為3∶7灰土墊層,其厚度不小于1.0m;墊層下部可采用素土夯填。
土(或灰土)墊層的施工質量,應用壓實系數λc控制,并應符合下列規定: 小于或等于3m的土(或灰土)墊層,不應小于0.95;大于3m的土(或灰土)墊層,其超過3m部分不應小于0.97。土(或灰土)墊層厚度在3.6m-4.5m,經計算,下部未經處理濕陷性黃土層的剩余濕陷量小于200mm,墊層承載力推薦值fak=160kPa。采用灰土墊層時,建議整片處理,其處理范圍應大于建筑物底層平面的面積,超出建筑物外墻基礎外緣的寬度每邊不宜小于處理土層厚度的1/2,并不應小于2m。人工地基承載力深寬修正系數ηb=0,ηd=1.0。經處理后人工地基承載力特征值應通過現場載荷試驗確定。
4.2.2 建議采用灰土擠密樁復合地基。開挖至基礎底板后進行灰土擠密樁施工,灰土擠密樁的孔位宜按正三角形布置,孔心距可取0.9m。擠密孔直徑宜為0.40m,擠密孔深度宜為擬建筑物基礎底標高下8.0m,不宜預鉆孔;孔底在填料前必須夯實,孔內填料宜用灰土,填料宜分層回填夯實,其壓實系數不宜小于0.95。下部未經處理濕陷性黃土層的剩余濕陷量小于200mm,處理后的復合地基承載力可按160kPa考慮使用,最終使用地基承載力特征值應通過現場載荷試驗確定。
5 基坑工程
5.1 基坑工程概況
根據擬建建筑物±0.00標高及其埋深,按換填方案考慮,基坑最大開挖深度為6.0m。擬建建筑物基坑其它方向較為開闊,通過對基坑周圍2-3倍基坑開挖深度范圍內的地質調查,地層的橫向展布、各土層的厚度、物理力學性狀與基坑范圍內無明顯差異基本一致,場區擬建筑物距已建建筑物距離在25.0~40.0m,無影響施工的地上及地下設施。按《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120-2012),基坑支護結構安全等級為二級。
5.2 支護建議
本工程基坑開挖所涉及的土層主要為黃土狀粉土,其邊坡容許值按1:0.75~1:1,也可按當地施工經驗采用安全經濟的邊坡坡度。各土層邊坡容許值是參照《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)中表6.7.2并結合經驗給定。對開挖深度≤5.0m的基坑可采用上述自然放坡。開挖深度>5.0m基坑,建議采用土釘墻、噴錨支護措施、或其他支護方案,土釘墻的設計及施工按《建筑基坑支護技術規程JGJ 120-2012》中的第5章及其他相關規范。
6 結束語
(1)建筑場地巖土體穩定,無不良地質,宜于工程建設。(2)采用灰土墊層進行地基處理時,所選用灰土的含水量應接近最優含水量,最優含水量一般通過擊實試驗確定。(3)基坑開挖應嚴格按設計要求進行,基坑周邊超載,不得超過設計荷載限制條件。土方開挖完成后應及時進行結構施工,防止基坑坍塌、水浸和暴露。