高層建筑基礎巖土工程勘察分析與建議

劉云林 劉海敬

摘要：本文通過實例，對高層建筑基礎巖土勘察進行了分析，并對建筑基礎支護和開挖提出了建議，以供參考。

關鍵詞：建筑基礎；巖土勘察分析；基礎支護和開挖；建議

前言

建筑基礎巖土勘察涉及的是對建設工程項目施工場地地質情況，以及地面承載力等的勘探和測量，它是各項建筑工程開展的先決條件，能夠為工程施工提供有效的數據資料。筆者曾參與某高層建筑的地基巖土勘察工作，該建筑涉及商業辦公樓和商鋪，共為30層，地下室設置為3層，地上部分商鋪有4層。地面設計標高為3.00m（±0.00），地下室底板深度15m，標高為-12.0m。本工程擬采用樁基礎，鋼筋混凝土框架結構，地下車庫采用鋼筋混凝土剪力墻結構。下面就對該工程巖土勘察進行分析，并提出該工程基礎支護和開挖的一些建議，以供同仁參考。

1.工程地質及水文地質

（1）巖土層特征。該工程鉆探揭露的地基各巖土層的巖性特征自上而下分述如下：1）第四系人工填土層（Q^ml）素填土①厚度0.90m～3.30m，頂界標高1.17m～2.13m。以素填土為主，局部為雜填土，由灰褐色砂土和黏性土組成，含少量碎石、磚塊，稍壓實；2）第四系三角洲海陸交互相沖淤積層（Q^mc）淤泥質土②局部分布，厚度0.60m～7.00m，頂界標高-1.76m～0.75m，屬高壓縮性軟弱土層，鉆探施工中具縮孔現象；粉質黏土③厚度1.50m～11.10m，頂界標高-6.80m～0.43m；粉砂、細砂④分布廣泛，是場地內第四系中主要的砂土層，厚度5.6m～18.9m，頂界標高-11.84m～-4.16m；中砂、粗砂⑤層位不穩定，呈透鏡狀，橫向上可迅速尖滅。厚度1.3m～9.6m，頂界標高-23.03m～-14.76m。褐黃色、灰黃色、淺灰色，密實，飽和，分選性差；3）第四系殘積土層（Q^el）；殘積土⑥場地內該層不發育，僅部分鉆孔揭露到該層，厚度0.8m～4.3m，頂界標高-26.37m～-21.49m；4）古近系古新統～始新統布心組（E_1-2b）、白堊系上統大塱山組（K₂d）；強風化基巖（W3）⑦分布全區，風化帶結構變化復雜。厚0.80m～15.90m，頂界標高-41.75m～-22.15m；中風化基巖（W2）⑧大部分鉆孔揭露到該層，巖層結構變化復雜，厚度變化大，約0.5m～22.8m，頂界標高-39.79m～-24.18m。微風化帶基巖（W1）⑨場地西部大部分鉆孔揭露到該層，場地東部部分鉆孔揭露深度達50m尚未見該層。厚度1.1m～11.74m，頂界標高-47.17m～-24.68m。巖石或多或少都含鈣質，滴酸微弱起泡，巖芯柱狀、短柱狀，局部碎塊狀，取芯率較高，其上部偶夾中風化或強風化巖層，確定鉆（沖）孔灌注樁持力層時，做超前鉆為宜（見表1）。

（2）水文地質。勘察工作進行期間，正逢夏季，炎熱潮濕，雨量充沛，其穩定水位深度在地面下0.00m～0.90m。地下水類型可分為人工填土層中之潛水、第四系砂土層中之微承壓孔隙水和基巖中之微承壓裂隙水。地下水補給來自大氣降水和附近溝渠水滲透補給；排泄方式為旱季蒸發及向下滲透。地下水環境類型屬Ⅱ類。地下水對鋼筋混凝土的腐蝕性分析：結合其水樣測試結果，地下水pH=6.90～8.03，呈中性，SO₄^2-和侵蝕CO₂均不超標，判定地下水對鋼筋混凝土結構無腐蝕性，對鋼結構具弱腐蝕性。

2.基礎形式的分析及評價

本工程鉆探為雨季施工，連降大暴雨，地面大面積積水，填土層中潛水與地面積水相通，建議基坑抗浮的地下水位可按現地面以下0.5m設計，并采用有效的抗拔樁。場地內設3層地下車庫，地下室底板埋深15m，即標高-12.0m，屬深基坑，其長度225m，寬35.4m～44.9m，基坑規模較大，建議采用φ1.0m鉆孔樁做基坑圍護擋土樁，樁長應穿透第四系土層，樁端進入基巖約0.5m～1.0m為宜；在擋土樁的外圍采用2層～3層旋噴樁作為截水樁，樁長必須穿透砂土層，樁端進入殘積土層或基巖一定的深度；基坑圍護結構采用內撐式支護。基坑內外采用井點式降水，基坑內按10m～15m距離布井，基坑外圍應適當布設一定數量的降水井，盡量減小基坑內外的水頭壓力差。基坑外圍邊緣附近禁止載重車輛通行，禁止堆放砂土及建筑材料，支護結構設計應考慮周邊公路動載荷的影響。基坑外圍設置監測點，監視觀測地面路面的變形、開裂情況，以便及時采用有效的應急措施。

4.基坑開挖與支護

場地內地面設計±0.00標高為3.00m，設地下三層，底板深度15m，底板標高為-12.0m，屬深基坑。基坑長225m，寬35.4m～44.9m，基坑規模較大。綜合上述巖土層地質條件、水文地質條件、基坑開挖深度及規模和基坑周圍地下管線的復雜程度，場地內基坑劃分為復雜等級，安全等級為一級。

（1）采用φ1.0m鉆孔樁作為擋土樁，樁長必須穿過第四系土層，樁端進入基巖0.5m～1.0m深度。

（2）在擋土樁的外圍采用2層～3層旋噴樁作為截水樁，樁長必須穿透砂層，樁端進入殘積層或基巖一定的深度，旋噴樁必須搭接良好，截水嚴密，力求基坑降水、開挖時不漏水，不漏砂。

（3）基坑圍護結構采用內撐式支護。

（4）基坑內采用井點式降水，按10m～15m距離布井，基坑外圍應適當布置一定數量的降水井，盡量減小基坑內外的水頭壓力差。

（5）選擇具有資質和施工經驗的單位承擔本項目建設任務，確保施工質量和施工安全。

（6）場地周邊公路交通繁忙，超重超流量的汽車行駛將或多或少地影響基坑的穩定性，場地周圍應設置一定數量的監測點，密切監視觀測地面的變形，開裂情況，及時采用有效的應對措施。

（7）根據現場勘察結果和室內土工試驗結果，結合本地基坑施工經驗，綜合列出基坑支護設計參數如表2；也可采用地下連續墻結構，但經濟成本較高。

5.結論及建議

（1）場地內第四系土層類型稍多，主要由三角洲海陸交互相沖淤積的淤泥、淤泥質土、粉質黏土、粉細砂及中粗砂組成，土層橫向變化比較穩定，場地土類型為中軟土，場地類別為Ⅱ類。（2）場地內擬建30層高樓，設3層地下車庫，工程重要性等級為二級工程（一般工程）；場地等級為一級場地（復雜場地），地基等級為一級地基（復雜地基），巖土工程勘察等級為甲級。（3）場地內水文地質條件復雜程度中等，經抽水試驗，第4層粉細砂滲透性中等，單孑L降深可達18.5m～19.5m，影響半徑達124m～150m，只要基坑圍閉嚴密，施工經驗豐富，操作合理，能夠達到場地內基坑設計降水的要求。（4）化學分析結果，該場地地下水對鋼筋混凝土無腐蝕性，對鋼結構具弱腐蝕性。（5）經砂土液化判別分析，場地內第4層粉細砂呈中密狀，強震時大部分砂土不易產生液化，僅局部呈稍密的粉砂易產生液化，液化等級為輕微。（6）場地屬抗震設防烈度7度區，設計地震加速度值為0.10g，設計地震分組為第一組。