超高層建筑工程巖土勘察分析及基礎(chǔ)施工建議

張國(guó)經(jīng)

摘 要： 隨著現(xiàn)代城市建設(shè)的飛速發(fā)展，高層（超高層）建筑的比重不斷增加。做好高層建筑前期的巖土勘察分析與基礎(chǔ)處理工作是非常重要的。本文對(duì)“怡翠晉盛嘉園項(xiàng)目”超高層建筑巖土工程地質(zhì)勘察進(jìn)行了分析，并提出了基礎(chǔ)開挖、支護(hù)施工、基礎(chǔ)施工處理建議，以供同仁參考。

關(guān)鍵詞： 超高層建筑； 地質(zhì)勘察； 分析與建議； 基礎(chǔ)處理

前言

超高層建筑具有很強(qiáng)的安全性要求，其建設(shè)質(zhì)量對(duì)于周邊建筑亦有重要影響。巖土勘察工作作為工程基礎(chǔ)施工之前的重要準(zhǔn)備工作，對(duì)于后續(xù)工程項(xiàng)目的施工有著重要的意義，巖土勘察分析人員必須本著高度的責(zé)任感，保證巖土勘察工作的科學(xué)和準(zhǔn)確。

1. 工程概況

怡翠晉盛嘉園項(xiàng)目（E區(qū)二期）工程擬建物為：①棟～④棟（A、B座）共4棟（8座），均為48層高層建筑，高度H=150m。本項(xiàng)目居住區(qū)規(guī)劃總用地面積為18125m2，綠地總面積為6536m2，綠地率為36.06%。項(xiàng)目采用樁基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)型式框架-剪力墻結(jié)構(gòu)或框架結(jié)構(gòu)，項(xiàng)目設(shè)有兩層地下室，設(shè)計(jì)建筑物室內(nèi)地坪±0.00為絕對(duì)標(biāo)高5.00m（1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，下同），地下室頂板絕對(duì)標(biāo)高為5.00m；一層地下室底板絕對(duì)標(biāo)高為-0.6m，二層地下室底板絕對(duì)標(biāo)高為-4.50m。現(xiàn)場(chǎng)的地面標(biāo)高為3.19m～4.30m，開挖深度8.0m。

本次勘察的目的是：查明擬建場(chǎng)地地基內(nèi)巖土層類型、分布、厚度、埋深及其物理力學(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，查明有無不良地質(zhì)作用及其危害性等，為擬建物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工提供巖土工程地質(zhì)資料。

2. 巖土工程地質(zhì)特征

本工程由設(shè)計(jì)方在場(chǎng)地內(nèi)共布置鉆探孔40個(gè)，其中控制性鉆孔17個(gè)，一般性鉆孔23個(gè)。建筑物鉆孔間距10m～18m不等，基坑及周邊鉆孔間距約25m～30m不等。根據(jù)本次鉆探揭露，本場(chǎng)地之地基由第四系人工填土（Qml）、第四系沖淤積土（Qal）和始新世寶月組（E2by）碎屑巖組成；巖土種類較復(fù)雜。始新世寶月組揭露巖性為泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖。在風(fēng)化基巖中普遍存在“軟、硬”夾層或互層現(xiàn)象。綜合本次勘察鉆孔，工程地質(zhì)剖面總體分9層[（1）～（9）]，再將夾層分為2個(gè)亞層[（7-1）、（8-1）]。

3. 水文地質(zhì)特征

擬建場(chǎng)地處于北回歸線以南，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，受海洋氣候調(diào)節(jié)，氣候溫暖、潮濕、雨量充沛。場(chǎng)地及近場(chǎng)附近無地表水系。鉆探施工終孔后實(shí)測(cè)各鉆孔地下水初見水位埋深為1.50m～2.60m；終孔24小時(shí)后測(cè)得相對(duì)穩(wěn)定水位埋深在2.00m～2.60m之間，平均2.12m；即標(biāo)高0.74m～2.20m之間，平均1.34m。本次所測(cè)地下水位是勘察期間的水位，不能代表本場(chǎng)地的長(zhǎng)期穩(wěn)定水位，更不是建筑物設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)可能產(chǎn)生的最高水位。地下水類型主要為賦存于填土層的上層滯水、第四系松散土層孔隙潛水和基巖裂隙水共三類。本場(chǎng)地勘察在GZK1、GZK18鉆孔各取工程水樣1個(gè)，共2個(gè)。經(jīng)分析：pH=7.02～7.04，屬中性水；按總礦化度=231.67mg/L～242.41mg/L，屬淡水。水化學(xué)類型均為：HCO3·SO4-Ca型水。根據(jù)水質(zhì)腐蝕性判別結(jié)果，綜合評(píng)價(jià)：本場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具微腐蝕性。應(yīng)按《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50046-2008）進(jìn)行腐蝕防護(hù)。

4. 基坑開挖與支護(hù)建議

擬建物為超高層建筑，設(shè)計(jì)有兩層地下室，基坑底板標(biāo)高-4.50m，開挖深度8.0m，基坑西側(cè)為百順道，東側(cè)為百合道，南側(cè)為富華路，環(huán)境條件較簡(jiǎn)單。基坑開挖深度范圍內(nèi)土層主要為人工填土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土及中砂。地下水位較高，根據(jù)本場(chǎng)地抽水試驗(yàn)資料結(jié)果，基坑降水降深6m～8m時(shí)，降水影響半徑達(dá)50m～75m。工程地質(zhì)條件比較復(fù)雜，基坑安全等級(jí)為二級(jí)。

根據(jù)基坑場(chǎng)地的周邊情況及場(chǎng)地巖土層特征，基坑開挖工程不宜采用放坡開挖，建議采用圍蔽開挖。基坑土方開挖完成后應(yīng)立即對(duì)基坑進(jìn)行封閉，防止水浸和暴露，并應(yīng)及時(shí)進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)施工。

基坑支護(hù)建議采用旋挖灌注樁或鉆孔灌注樁排樁支護(hù)，樁間采用水泥攪拌樁止水方案；本場(chǎng)地砂土層發(fā)育，地下水豐富，必須結(jié)合采用管井井點(diǎn)降水。該方案由四部分組成：支護(hù)系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、止水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。支護(hù)系統(tǒng)采用排樁，樁型為旋挖灌注樁或鉆孔灌注樁。支撐系統(tǒng)采用圍檀和支撐組成，支撐形式可用鋼筋混凝土內(nèi)支撐、鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐或聯(lián)合使用。采用管井井點(diǎn)降水和排水。確保基坑開挖順利進(jìn)行。

基坑開挖時(shí)對(duì)基坑周圍地面進(jìn)行抹砂漿、設(shè)排水溝等地面防護(hù)措施，防止雨水滲入基坑，影響基坑穩(wěn)定；基坑底部應(yīng)做好截水措施，防止基坑底隆起，以確保施工安全。

基坑降水與開挖對(duì)周圍道路、地下管線有較大的影響。建議加強(qiáng)對(duì)地下室基坑施工期間的監(jiān)測(cè)，及時(shí)把信息反饋給設(shè)計(jì)和施工單位，及時(shí)對(duì)工程進(jìn)行調(diào)整，確保基坑安全和合理施工。

5. 基礎(chǔ)施工建議

（1）地表分布有大面積的人工填土，應(yīng)考慮負(fù)摩阻力對(duì)樁基承載力和沉降的影響。建議采取減少負(fù)摩阻力的措施，如：①施工前進(jìn)行擠密處理；②在確定單樁承載力時(shí)，若樁周有人工填土、淤泥質(zhì)土軟土?xí)r，則不計(jì)算上述土層的樁周摩擦力；③對(duì)于端承型樁基，由于其樁端持力層較堅(jiān)硬，受負(fù)摩阻力引起下拉荷載后不致產(chǎn)生沉降或沉降量較小，此時(shí)負(fù)摩阻力將長(zhǎng)期作用于樁身中性點(diǎn)以上側(cè)表面。因此應(yīng)計(jì)算中性點(diǎn)以上負(fù)摩阻力形成的下拉荷載，并以下拉荷載作為外荷載的一部分驗(yàn)算樁基承載力；④對(duì)于各樁基周圍受到不均勻堆載、不均勻降水或土層自身不均勻時(shí)，將出現(xiàn)不均勻沉降，各樁基因負(fù)摩阻力產(chǎn)生的下拉荷載和沉降也會(huì)是不均勻的，因此，需考慮負(fù)摩阻力驗(yàn)算樁基沉降。

（2）本場(chǎng)地第（4）層中砂，厚度較大，中密為主，若采用沖（鉆）孔灌注樁時(shí)，泥漿濃度要適度；要控制鉆進(jìn)速度，不能太快；這樣才能護(hù)好孔壁，以防塌孔。

（3）當(dāng)沖（鉆）孔灌注樁施工時(shí)，穿越硬夾層或者陡峭巖面時(shí)，應(yīng)采取切實(shí)可行的施工方法。部分地段軟土較厚，樁基施工時(shí)應(yīng)防止縮頸。

（4）在風(fēng)化基巖中存在“軟、硬”夾層現(xiàn)象，樁基設(shè)計(jì)與施工時(shí)請(qǐng)予以注意。采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，應(yīng)注意施工方法，防止由于軟硬突變，造成斷樁或樁頭碎裂，確保成樁質(zhì)量。

（5）樁基礎(chǔ)施工應(yīng)考慮噪聲、振動(dòng)及廢水、廢土對(duì)環(huán)境的影響，應(yīng)采取相應(yīng)的環(huán)保措施。

6 結(jié)論

高層建筑如果前期巖土勘察工作開展不到位，就會(huì)用影響后續(xù)工程處理工作的開展，進(jìn)而影響整體工程質(zhì)量，最終提高工程造價(jià)，甚至發(fā)生安全事故。本工程擬建建筑物為4棟8座超高層建筑（樓高48層），建筑工程重要性等級(jí)為一級(jí)，總體評(píng)價(jià)本場(chǎng)地處于地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定區(qū)，巖土工程地質(zhì)條件較差，但屬相對(duì)穩(wěn)定地基，在充分考慮不良地質(zhì)因素前提下，并采取相應(yīng)的措施后，適宜擬建物興建。

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