丘陵山區高層建筑巖土工程勘察分析評價及技術探討

王東生（中國有色金屬長沙勘察設計研究院有限公司，湖南 長沙 410000）

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丘陵山區高層建筑巖土工程勘察分析評價及技術探討

王東生（中國有色金屬長沙勘察設計研究院有限公司，湖南 長沙 410000）

巖土工程勘察是進行高層建筑工程建設的一項基礎性工作，對于丘陵山區高層建筑工程，其工程勘察更是顯得尤其重要。本文主要根據實例闡述了丘陵山區高層建筑巖土工程勘察分析評價。

山區；高層；勘察；穩定性；地基

1　工程概況

某高層建筑項目規劃總用地面積4415.60m2，總建筑面積為29761.00m2巖土工程勘察報告。擬建物基礎初步設計型式為樁基，結構類型為框架結構，±0.00標高為1269.65m。擬建物特征見表1。

表1　擬建物特征表

2　勘察手段

根據勘察內容及要求，本次詳勘的重點是詳細查明場地巖土構成及巖土性質，以及影響地基穩定性的不良地質因素，為建筑物的地基基礎設計提供可靠的地質依據及具體的設計參數。為此，勘察方法采用工程鉆探、工程測量、鉆孔水位觀測、鉆孔聲波測試、室內巖土試驗及場地周圍地質調查等綜合勘察手段和方法。根據高層建筑采用巖石地基的特點、場地巖性、構造、巖面變化；風化、堅硬、完整和巖溶發育程度、場地高差、建物上部結構荷載及初步考慮的基礎形式與基礎埋深等因素確定：本次勘察一般性勘探孔深度為進入穩定持力層5倍樁基底面直徑，且不小于12.0m，若遇溶洞、溶隙和破碎帶則繼續鉆進不小于12.0m，控制性鉆孔深度進入穩定持力層不少于15.0m。

3　地形、地質構造

擬建場地及其附近未見滑坡、泥石流、巖溶塌陷等不良地質現象出現，無液化土層。根據1：5萬區域地質資料（貴陽市幅）和場地周圍地表地質調查所知，場地內無較大斷裂構造通過，巖層完整性主要受風化和裂隙發育程度控制。場地原始地貌為溶蝕殘丘、巖溶洼地，為典型的低緩溶蝕盆地、丘陵地貌，場地地勢較低，地形起伏較小。現勘察場地范圍內現地面標高為1266.6～1270.5，高差約3.90m。擬建場地下伏基巖為白云巖，其地層連續穩定分布，中風化白云巖巖質較軟，物理力學性能較好，物理力學強度較高。

4　場地巖土工程評價

4.1場地總體穩定性評價

場地無斷裂構造通過，無內動力地質作用，區域上是穩定的；外動力地質作用方面，在自然狀態下不存在滑坡、崩塌、塌陷、砂土液化等不良地質現象，將場地周邊邊坡治理達安全、穩定后，場地總體是穩定的。

4.2地基的穩定性及均勻性評價

人工填土結構松散，對本工程意義不大。場地可塑狀粘土，厚度變化大且土層較薄，為不均勻地基。強風化白云巖為極破碎的巖體，力學強度和厚度變化大，為不均勻地基。中風化白云巖為較破碎的較軟巖，分布連續穩定，力學強度高而均勻。

4.3場地土類型和場地類別劃分、地震效應評價

本場地施工至室外地坪標高后，場地覆蓋層平均厚度約10.0m，主要為人工填土及粘土，場地土類型為軟弱土及基巖，無液化土層。場地內無活動性斷層通過，建筑物抗震設防類別為標準設防類，根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010），擬建場地屬建筑抗震一般地段，場地為抗震設防烈度Ⅵ度區，設計基本地震加速度值為0.05g，場地類別屬Ⅱ類，設計地震分組為第一組，特征周期為0.35s。

4.4場地邊坡穩定性分析評價

擬建場區為溶蝕殘丘、巖溶洼地、丘陵地貌場地，擬建場地經施工開挖至設計地下室底板標高位置后，將于場地四周形成高度約9.0m的基坑邊坡。南側及東側基坑均為反向邊坡，北側及西側基坑均為順向坡，該基坑均為巖土質混合邊坡，邊坡巖土構成為：上部土質為素填土及可塑狀粘土，下部巖質為強～中風化白云巖。上部土質邊坡部分：素填土層本身結構松散，穩定性差，容易出現垮塌、滑移現象；可塑狀粘土自身穩定，但在長期開挖暴露及遇水作用下，可能會出現局部掉塊、崩塌及沿圓弧面發生整體滑動現象；下部巖質邊坡，邊坡不會沿巖層面發生整體滑動現象，但由于邊坡強風化～中風化巖體節理裂隙發育，邊坡巖體類型為Ⅳ～Ⅴ類，邊坡在長期開挖暴露及雨水沖刷作用下，邊坡可能會出現局部掉塊、崩塌、灑落，強風化巖體還可能會沿圓弧面發生整體滑動現象。南側坡頂為3F的已有建筑物，北側坡頂為規劃道路，東側及西側坡頂均為小區道路。因此，邊坡破壞后果嚴重，邊坡安全等級為二級。本次勘察經驗取值如表2。

根據北側與西側邊坡、南側與東側，取其中最有代表性的斷面圖7-7′、C-C′，5-5′、E-E′計算，以邊坡最不利垂直開挖情況，按圓弧滑動法進行穩定性計算結果如表3。

根據以上計算結果，北側、西側、南側、東側邊坡安全系數均小于1.25，處于不穩定狀態，不滿足規范要求，必需對所形成邊坡作支擋支護處理。為確保擬建物施工期間的安全及邊坡自身的安全、穩定，對基坑開挖所形成的北側、西側、南側、東側邊坡的支護建議如表4。

表2　巖土層物理力學指標參數算表

表3　邊坡穩定性系數計算統計表

表4　邊坡支護建議表

本次勘察為主體勘察報告，因該邊坡為二級邊坡，建議建設單位委托具有相應資質的單位進行專門的勘察、設計并治理達安全、穩定后，方可修建擬建物。

5　地基持力層與基礎形式評價

5.1地基條件分析

場地填土結構松散，承載力低，壓縮性大，不能選作地基持力層。場地可塑粘土物理力學性質較好，力學強度相對較高，厚度變化大，相對于本工程的擬建物荷載其承載力很低，地基變形量大，不能作為本工程的地基持力層。場地強風化白云巖為極破碎的軟巖體，力學強度和厚度變化大，不均勻，結合擬建物特征考慮，不能作地基持力層。場地中風化白云巖分布穩定連續，物理力學性質好，強度高，工程建筑性能好，是場地理想的地基持力層。

5.2地基持力層與基礎形式建議

根據場地巖土性質，結合擬建物特征考慮，建議基礎型式采用樁基礎和獨立基礎，建議選用中風化白云巖作地基持力層。基礎埋藏深度大于3.0m采用樁基礎，基礎埋藏深度小于3.0m采用獨立基礎。該場地基礎平均埋深約2.36m，最大埋深7.18m，建議采用人工成樁的施工方案。

5.3成樁可能性評價及施工過程中應注意的問題

根據地區施工經驗及場地地質條件，本場地為整體回填整平場地，上空無架空線路越過，根據走訪調查及建設單位提供的資料分析確定，場地地下無正在使用的管道、電纜線和光纜線等設施，樁的施工對周邊環境及設施造成振動及噪聲的危害，場地施工條件較好。場地孔樁基坑壁部分由填土、粘土層、強、中風化白云巖組成。填土層、粘土層和強風化層在大氣降雨影響下易于垮塌，存在人身安全隱患。若采用人工挖孔樁施工，確保基坑壁的穩定與安全，應對孔樁基坑壁進行必要的支護和易掉巖塊的清除。除此之外，為了減輕坑口的壓力和防止基坑周圍的棄土垮塌，應及時運走，同時應作好地表水的排放，防止水滲入孔樁基坑。基坑施工接近埋置深度的持力層時，應盡可能不放炮，以免破壞持力層巖體結構，減少其強度。在孔樁開挖過程中，對于深樁施工，應作好護壁、通風、孔壁變形觀測等工作。若采用機械成樁的施工方案應按機械成樁的施工工藝執行，應對樁身質量進行檢測，應對樁身質量進行檢測及對樁底沉渣進行控制，并滿足規范規定要求。

6　結語

綜上所述，建筑物場地和地基在區域上和自然狀態下是穩定的；在自然狀態下不存在滑坡、崩塌、塌陷、砂土液化等不良地質現象，將場地周邊邊坡治理達安全、穩定狀態后，場地總體穩定，可以進行本擬建物的建筑。中風化白云巖分布連續穩定，承載力高，工程建筑性能較好，是場地最理想的樁基礎地基持力層。南側基坑因距離建筑物較近，建議采用抗滑樁+錨索結構；北側基坑上部土層較厚，建議采用預應力錨索+格柵梁支護處理；東側基坑開挖可按1：0.5放坡，土層較淺，建議采用錨桿+掛網噴射混凝土進行支護；西側基坑開挖可按1：0.35放坡，基坑上部土層較厚，建議采用預應力錨索+格柵梁進行支護；所形成邊坡為二級邊坡，建設單位應委托具有相應資質的單位進行專門的邊坡設計、支護并治理達安全、穩定后，方可修建擬建物。

［1］祝 青.皖北煤電集團高層辦公樓巖土工程勘察效果與評價分析［J］.安徽建筑，2011（03）：43～45.

［2］周玉鳳.超高層建筑天然地基方案研究［J］.工程勘察，2010（S1）：78～79.

［3］周相國，聶洪瑋.巖土工程勘察有關問題探討［J］.探礦工程（巖土鉆掘工程），2006（07）：55～56.

王東生（1962-），男，高級工程師，本科，主要從事工程勘察、巖土工程施工、地基與基礎、地質災害評估勘探設計施工工作。

TU195

A

2095-2066（2016）17-0081-02

2016-5-20