對億鴻大廈地質作用的防治評價分析

摘要：本文根據有關工程勘察規范及設計要求，本次勘察的目的是為工程施工圖設計提出詳細的巖土工程資料和設計、施工所需的巖土參數;對建筑地基做出巖土工程評價，并對地基類型、基礎形式、地基處理、基坑支護、工程降水和不良地質作用的防治等提出建議。

關鍵詞：巖土工程;工程勘察;地基

1"工程概況

嘉興市億鴻大廈項目位于嘉興市經濟開發區，城南路西側，常睦路北側。本工程總用地面積約6985m2，總建筑面積約22131m2。建設單位為浙江億達建設有限公司。受建設單位的委托，我院承擔了擬建嘉興市億鴻大廈工程的巖土工程勘察（詳勘）任務。

擬建建筑物由1幢15層辦公樓，2～3層裙樓及1層地下室組成。樁基設計等級高層為甲級，多層及地下車庫為乙級。根據《建筑地基基礎設計規范》第3.0.1條劃分地基基礎設計等級為甲級。抗震設防類別為丙類，擬采用樁基礎，樁型擬采用Φ500～600"PHC預應力管樁。

2""場地工程地質條件

2.1"地形地貌

本場地目前閑置，有雜草，局部少量積水，場地較平坦。場地高程變化幅度2.60～2.75"m（黃海高程系，下同）;根據本區勘察資料及現場勘察成果，第四紀覆蓋層厚度>50m。地貌單元屬長江三角洲沖海積平原及湖沼積太湖平原南緣。

2.2"地基土結構及其特征

場地第四系覆蓋層主要以沖河、湖積，沖海積、海積的粘性土、粉土等組成。根據靜力觸探曲線、野外鉆探鑒別及土工試驗資料，場地勘探深度60m范圍內地基土可分為9個層組16個工程地質層。

2.3"地基土物理力學指標及設計參數

2.3.1"地基土物理力學指標

根據土工試驗成果指標和原位測試指標，按規范要求對各巖土層進行分層物理力學指標數理統計，統計過程中對同一土層中個別離散性較大或明顯偏離的數據作剔除處理，不參加該土層的指標統計。以各工程地質層作為統計單元，統計出擬建場地巖土層各項指標的統計頻數、最大值、最小值、平均值、變異系數、標準值等。各主要土層物理性質指標提供平均值，其中固快、三軸指標C、φ值提供標準值，夾層、透鏡體等統計試樣數小于6件的非主要土層提供平均值。

靜力觸探指標為根據經驗確定的建議值詳見表3;標貫指標為現場實測值和統計平均值詳見附表“標貫試驗成果表”及表4。各地基土層物理力學指標詳見附表“地基土物理力學指標數理統計表”及表4。

2.3.2"地基承載力及樁基設計參數

根據統計確定的物理力學指標和原位測試指標，按《建筑地基基礎設計規范》（DB"33/1001-2003）和《建筑樁基技術規范》（JGJ"94-2008），并參考了省標《工程建設巖土工程勘察規范》（DB"33/T1065-2009），結合當地建筑經驗分析確定的地基承載力特征值fak、壓縮模量Es、樁周土摩擦力特征值qsa和樁端土承載力特征值qpa設計參數見表4。

2.4"不良地質作用

2.4.1"不良地質作用

杭嘉湖平原區主要存在地面沉降的不良地質作用。勘察區屬嘉興市區，存在因地下水過度開采而致的地面沉降，現狀累計沉降小于150mm，沉降速率在10mm/a以內，故本區遭受地面沉降地質災害的危險性小。近年來地區政府高度重視并采取了禁采地下水的有效措施，地面沉降已得到了有效的控制，含水層水位趨于回升，因此地面沉降對本工程建設影響小。

除地面沉降外，場地勘察范圍內未發現其它類型的不良地質作用。

2.4.2"地震效應

據場地巖土名稱和性狀，各地基土按《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）劃分為：20m勘探深度內除③-1淤泥質粉質粘土為軟弱土外，其余各土層均為中軟土。根據本場地鉆孔單孔波速測試成果：ZK1、ZK12鉆孔20m深度內土層等效剪切波速為Vse=180.1～182.6m/s（各鉆孔土層等效剪切波速測試成果表詳見下表5），土層等效剪切波速在15050m，判定建筑場地類別為Ⅲ類。

表5""土層等效剪切波速測試成果表

孔號

20m內土層等效剪切波速

孔號

20m內土層等效剪切波速

Vse（m/s）

Vse（m/s）

ZK1

182.6

ZK12

180.1

根據《建筑抗震設計規范》（GB"50011-2010），本區抗震設防烈度為6度。場地設計基本地震加速度值為0.05g;根據場地類別和設計地震分組為第一組，設計特征周期為0.45s。

場地勘探深度20m內分布③-2粘質粉土和④-2粘質粉土層，但本區抗震設防烈度為6度，按有關規范可不進行液化判別。

2.4.3"對工程不利的埋藏物

據現場調查及場地范圍內勘探，未發現暗塘、暗浜等對工程不利的埋藏物。

2.5"場地穩定性與適宜性評價

我省具地震震級低、頻度低、強度弱的特點，新構造運動不明顯，構造活動極微弱，無全新活動斷裂和發震斷裂，未發現地裂縫，地震活動總體強度弱，屬區域地殼穩定區。

地面沉降是本地區的不良地質作用，具地區區域性的特點。地面沉降對小范圍區域的本工程建設影響小。因此，本場地穩定性較好，適宜本工程建設。

2.6"地下水

2.6.1"地下水類型及水位

地下水類型主要為第四系孔隙水。根據地下水賦存條件、水理性質及埋藏條件，第四系孔隙水分為潛水、承壓水兩種類型。

第四系孔隙潛水賦存于場地淺部各土層，除③-2粘質粉土和④-2粘質粉土為微透水層，含少量孔隙水外，其余各土層均為不透水層，含孔隙水量微少。孔隙潛水主要接受大氣降水入滲補給，以側向逕流、居民生活用水及蒸發為主要排泄途徑。

勘察期間測得淺部孔隙潛水的穩定水位埋深為1.00～1.30m，其水位高程為1.36～1.68m。水位埋深隨氣候和季節性及降水量變化而變化，地下水和地表水聯系密切，水位變化不大，一般年變化幅度為1.50～2.00m。據區域水文資料及嘉興水文觀測資料，本地區50年一遇的歷史最高洪水位2.80m（1999年）。

場地勘探深度內⑦-1砂質粉土和⑦-3砂質粉土層屬第I1組承壓含水層，含承壓水量微少。且60.00m勘探深度內未發現其它第四系承壓富水層。

2.6.2"地下水對工程的影響

場地淺部以粘性土、粉土為主，孔隙潛水對建筑地基影響較小，對基坑開挖有一定的影響。場地60.00m勘探深度內未發現對工程有影響的承壓富水層，且⑦-1砂質粉土和⑦-3砂質粉土含承壓水量微少，對地基評價、基礎抗浮等無影響，對樁基施工影響小。

2.6.3"地下水和土對建筑材料的腐蝕性評價

場地地表水以大氣降水、側向逕流為主，地下水主要為淺部土層孔隙潛水。經勘察期間實地調查，場地附近無污染源，且無污染土層分布;根據區域水文資料及本次勘察于ZK6、ZK20鉆孔中所取的地下水水樣做水質簡分析，分析結果依據《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001，2009年版）12.2條，按II類場地環境類型進行地下水腐蝕性評價：地下水對混凝土結構及鋼筋混凝土結構中鋼筋具微腐蝕性。判定結果詳見表6-1、表6-2。

表6-1""水對混凝土結構的腐蝕性評價

項目

水樣號

腐蝕介質指標

腐蝕等級與評價結果

SO42-

Mg2+

總礦化度

HCO3-

侵蝕CO2

pH值

mg/L

mg/L

mg/L

mmol/L

mg/L

規范指標范圍

A

A

B

A

B

lt;300

lt;2000

lt;20000

gt;1.0

lt;15

lt;30

gt;6.5

gt;5.0

微

300～1500

2000～3000

20000～50000

1.0～0.5

15～30

30～60

6.5～5.0

5.0～4.0

弱

ZK6

6.98

9.20

129

1.83

/

/

/

6.85

微

ZK20

7.11

9.67

135

2.08

/

/

/

6.92

微

注：A指直接臨水或強透水層中的地下水;B指弱透水層中的地下水。

表6-2""水對混凝土結構中鋼筋的腐蝕性評價

項目

水樣號

水中Cl-"含量（mg/L）

腐蝕等級與評價結果

水中Cl-"含量（mg/L）

腐蝕等級與評價結果

A

B

規范指標范圍

lt;400

微

lt;250

微

400～750

弱

250～500

弱

750～7500

中

500～5000

中

ZK6

19.32

微

19.32

微

ZK20

14.91

微

14.91

微

場地屬長江三角洲沖海積平原、湖沼積太湖平原南緣區，地下水位以上土層在地下水變幅范圍內與地下水腐蝕性判定一致，地下水位以下土的腐蝕性可參照地下水評價。

3""地基及基礎方案分析及評價

3.1"地基土分析及評價

勘察結果表明，場地勘探深度60.00m地基土層中：

①雜填土，結構松散，工程力學性質差，土質不均，不宜利用。

②粉質粘土，硬可塑-軟可塑，物理力學性質一般，厚度小，可作為低荷載建筑物的淺基礎持力層。

③-1淤泥質粉質粘土，流塑。物理力學性質差，厚度一般，不宜作為擬建建筑物的基礎持力層。

③-2粘質粉土，稍密，物理力學性質較差，厚度一般，不宜作為擬建建筑物的基礎持力層。

④-1粉質粘土：硬可塑-硬塑，物理力學性質尚可，土質較均勻，埋深、分布穩定，厚度較小，不宜作為擬建建筑物的樁基礎持力層。

④-2粘質粉土，稍密，物理力學性質較差，厚度一般，不宜作為擬建建筑物的基礎持力層。

④-3粉質粘土，軟可塑，物理力學性質一般，全場分布，不宜作為擬建建筑物的樁基礎持力層。

⑥-1粘土，硬塑，物理力學性質較好，土質較均勻，埋深、分布穩定，厚度較大，承載力較高，可作為擬建多層裙樓及地下車庫的樁基礎持力層。

⑥-2粉質粘土，硬可塑-軟可塑，物理力學性質一般，土質較均勻，埋深、分布穩定，厚度一般，可作為擬建多層部分、地下車庫的樁基礎持力層。

⑦-1砂質粉土，密實，物理力學性質好，土質較均勻，埋深、分布較穩定，厚度較大，可作為擬建高層部分的樁基礎持力層。

⑦-2粉質粘土夾砂質粉土，軟可塑，物理力學性質欠佳，厚度一般。

⑦-3砂質粉土，密實，物理力學性質好，土質較均勻，埋深、分布較穩定，厚度一般。

⑧-1粉質粘土，軟可塑，物理力學性質欠佳，土質較均勻，埋深、分布穩定，厚度較薄。

⑧-2粉質粘土，硬可塑，物理力學性質一般，土質較均勻，埋深、分布穩定，厚度較薄。

⑨-1粉質粘土夾砂質粉土，軟可塑，物理力學性質欠佳，厚度較大。

⑨-2粉質粘土，軟可塑，物理力學性質欠佳，土質較均勻，埋深、分布穩定，厚度較大。

3.2"基礎方案及持力層的選擇

根據場地工程地質條件，擬建建筑物性質、結構及荷載，結合地區建筑經驗，提出以下可選基礎方案：

3.2.1高層建筑（15層）

15層高層建筑荷載大，可選擇⑦-1砂質粉土作為樁基礎持力層，樁型可選用預應力管樁或鉆孔灌注樁，樁長應根據基底壓力、單樁承載力要求及持力層的分布確定。

3.2.2裙樓（2～3層）

2～3層裙樓荷載相對較大，宜采用樁基礎。可選擇⑥-1粘土作為樁基礎持力層，樁型可選用預應力管樁;樁長應根據基底壓力、單樁承載力要求及持力層的分布確定。

3.2.3地下室（1層）

1層地下車庫荷載稍大，宜采用樁基礎。可選擇⑥-1粘土作為樁基礎持力層，樁型可選用預應力管樁;樁長應根據基底壓力、單樁承載力要求及持力層的分布確定。

樁基礎施工時，預制樁應以設計樁長和貫入度雙控，且以設計樁長控制為主，樁端應進入持力層深度：進入硬可塑～硬塑粘性土≥3d;進入密實粉土、粉砂時以貫入度控制為主，且滿足樁端以下持力層厚度≥5d（d為樁徑）。鉆孔灌注樁應以設計樁長控制為主。

3.3"單樁承載力估算

據有關規范及根據本地區工程勘察及建筑經驗，15層高層建筑樁基持力層可選擇⑦-1砂質粉土，2～3層建筑樁基持力層可選擇⑥-1粘土，地下車庫樁基持力層可選擇⑥-1粘土。

分別以各建筑物類型及不同的地質條件估算單樁豎向承載力特征值見表7（假設建筑±0.00相當于黃海高程3.00m，地下室埋深±0.00以下-5.00m，則相當于樁頂黃海標高為-2.00m，估算時按樁頂-2.00m）。

表7""單樁豎向承載力估算表

建筑物

類型

樁型

孔號

樁端

持力層

進持力層

深度（m）

有效樁長

（m）

單樁承載力

特征值（kN）

15層高層

Φ700

鉆孔灌注樁

ZK6

⑦-1

2.0

23.0

1555

ZK10

⑦-1

6.0

27.0

1787

Φ600

預應力管樁

ZK8

⑦-1

2.0

23.0

1946

ZK10

⑦-1

6.0

25.0

2200

2～3層裙樓

Φ500

預應力管樁

ZK15

⑥-1

2.5

13.0

794

地下車庫

Φ500

預應力管樁

ZK20

⑥-1

2.5

13.0

抗壓：780

抗拔：357

注：表中估算的承載力僅作設計時參考。

3.4"沉樁可能性評價及樁基施工對周圍環境的影響

3.4.1"沉樁可能性評價

據場地地質條件、地基土層埋藏分布，預制樁進入持力層密實狀⑦-1砂質粉土層時，密實度隨著樁端進入土層深度增加而增加，樁端阻力逐漸加大，沉樁略為困難。

3.4.2"樁基施工對周圍環境的影響

擬建建筑物北側離在建新都苑最近處約7m，東側離城南路最近處約8m;南側離常睦路最近處約6m，西側離城南路農貿市場最近處約8m。施工場地環境條件欠佳。

沉樁過程中，大量擠土樁入土引起的擠土效應對場地周圍近距離內分布的建筑和在建工程有不利影響。建議設置應力釋放溝或引孔及采取合理的打樁順序。

4""基坑圍護與開挖

4.1"基坑工程概況

擬建工程設滿堂地下室預計基坑開挖深度4.50m左右，按行業標準《高層建筑巖土工程勘察規程》（JGJ"72-2004）第8.7.2條，基坑安全等級為二級。

據本文3.4.2場地周圍環境調查，基坑開挖對場地周圍環境影響較大，施工場地環境條件較差。

4.2"基坑支護設計參數

據場地地質情況，基坑淺部8m以內地基土分布條件：①雜填土，松散，工程力學性質差;②粉質粘土，軟可塑，穩定性尚可，厚度小;③-1淤泥質粉質粘土，流塑，厚度一般;③-2粘質粉土，稍密，厚度一般;④-1粉質粘土，硬可塑，穩定性較好，厚度一般;

根據基坑開挖范圍內各地基土物理力學指標結合本區建筑基坑勘察經驗，建議基坑開挖支護設計參數見表8。

表8""基坑支護設計參數表

設計參數

土層及層號

天然重度γ0（kN/m3）

滲透系數

固 快

三軸試驗

水平Kh（cm/s）

垂直Kv（cm/s）

粘聚力C（kPa）

內摩擦角φ（。）

粘聚力C（kPa）

內摩擦角φ（。）

②粉質粘土

19.1

9.3E-07

7.3E-07

27.2

12.2

15.8

6.2

③-1淤泥質粉質粘土

18.1

4.0E-07

2.6E-07

9.6

9.5

9.7

0.1

③-2砂質粉土

19.0

1.8E-04

1.6E-04

9.8

26.8

5.0

23.3

④-1粉質粘土

19.7

4.7E-06*

3.8E-06*

35.8

14.2

27.4*

9.2*

注：*為經驗值

4.3"基坑開挖圍護方案

基坑開挖過程中遇③-2粘質粉土時，具弱滲透性，且在地下水位以下易出現流砂、管涌、失穩而坍方等現象對工程施工不利，因此基坑開挖條件較差。

場地地質條件及環境條件對基坑開挖均有不利影響，故應做好基坑邊坡圍護工作。基坑圍護方法宜采用坡頂放坡結合復合土釘墻圍護方案，并采取地下水止水體系。

基坑開挖需作好距坑邊一定距離范圍以外地表水的截流和隔滲，及采用水泥土攪拌法（水泥土攪拌法止水帷幕）對地下水流的有效隔滲，且應在基坑邊坡周邊設置排水溝。場地地下水位較高，開挖時應做好坑內排、降水，坑內外的截流措施。排降水方法可采用井點降水，將地下水位降到基坑底面以下。

基坑圍護施工、開挖時應進行水平位移、沉降監測、地下水位觀測及周邊環境監測等實時監測工作。

基坑開挖施工前需進行基坑開挖圍護方案專項設計。

4.4"地下室抗浮

本工程地下車庫規模較大，且地下水位較高，需進行地下室抗浮設計。根據場地地形地貌、實測地下水位及地區水文觀測資料并結合本地區建筑經驗，抗浮設防水位宜取2.50m（黃海標高）。地下室抗浮設計建議采用抗浮樁法，樁型宜采用鉆孔樁或預應力管樁（嚴格控制接樁焊縫質量或用單節樁），樁長應根據地下室抗浮力及設計所需的單樁抗拔承載力確定，樁端宜進入⑥-1粘土。按有關規范提供的場地地基土層側阻力抗拔系數詳見表4，估算的單樁豎向抗拔承載力特征值見表7。

5""結論與建議

5.1"結論

⑴"本次勘察根據現行勘察規范和設計要求，通過靜力觸探試驗、標貫試驗，工程地質鉆探及取土、水試樣，鉆孔波速測試、室內試驗等綜合勘察方法，查明了場地勘探深度范圍內地基土類型、深度、分布、工程特性和變化規律，提供了詳細的地基土物理力學指標及設計、施工所需的巖土參數，對建筑地基和基礎方案作出了分析和巖土工程評價，達到了預期的勘察目的。

⑵"場地勘探深度60.00m以內地基土可分為9個層組16個工程地質層，詳見工程地質剖面圖（D-1～D-5）和靜力觸探曲線圖（J-1～J-10）、鉆孔柱狀圖（Z-1～Z-10）。

⑶"地面沉降對本工程建設影響小，未發現其它不良地質作用及不利埋藏物。

⑷"場地類別為Ⅲ類，抗震設防烈度為6度。場地穩定性較好，適宜本工程建設。

⑸"場地地下水和土對混凝土結構和鋼筋混凝土結構中鋼筋具微腐蝕性。

5.2"建議

⑴"根據擬建建筑物的性質、結構及荷載，結合地區建筑經驗綜合分析，建議15層高層建筑樁基持力層選擇⑦-1砂質粉土，樁型可采用預應力管樁;2～3層建筑樁基持力層可選擇⑥-1粘土，樁型可采用預應力管樁;地下車庫樁基持力層可選擇⑥-1粘土，樁型可采用預應力管樁，。

⑵"基坑開挖施工時，應做好地表水截流、坑內排水、坑內外降水措施，嚴格控制地下水位防止基坑泡水、坑底隆起、流砂、管涌及塌方等問題，且避免擾動基底持力層從而降低地基土承載力。同時應加強地基驗槽工作并及時澆筑基礎。

⑶"單樁豎向承載力及垂向抗拔承載力的影響因素較多，應以靜載荷試驗最終確定，建議工程施工前進行試樁及靜載試驗等措施。

⑷"建議基坑支護施工、開挖時跟蹤進行水平位移監測、沉降監測、地下水位觀測及周邊環境監測等實時監測工作。