岩土工程勘察主要技术分析

 论文栏目:工程勘察论文     更新时间:2018/4/20 15:37:43   

摘要:在靠近漓江边的河流阶地上,由于江水水位变化较大,地层以强透水层为主,所以在建设时需要进行详细的勘察工作,选用合理的技术方法,才能取得详细准确的地质资料,才能更好地为工程建设的安全性和经济性提供有力的保障。本文详细分析了场地工程地质条件和水文地质条件,对场地地震效应、地基稳定性、基坑稳定性、地下室抗浮、防水进行了评价,以供参考。

关键词:河流阶地;岩土层;基坑;地下水

1工程概况及勘察等级

广西某文化公司拟在桂林市漓江边开展度假酒店规划项目,该项目包括9栋(6F)楼,并设一层地下室,建筑采用框架结构,独立柱基,框架柱间距约3~6m,±0.00标高149.90m,场地整平标高149.40m,单柱竖向荷载/基底荷载1700~4000kN,基础底面标高及埋深143.90(6.00)m。根据《岩土工程勘察规范》(GB5021-2001)和《广西壮族自治区岩土工程勘察规范》(DBJ/T45-0025-2011)(J366-2004)岩土工程勘察等级的划分,一般工程,后果严重,工程重要性等级为二级;中等复杂场地,复杂程度划为二级场地;中等复杂地基,复杂程度划分为二级地基;岩土工程勘察等级确定为乙级。

2场地工程地质条件

2.1地形地貌

场地在地貌单元上属漓江河谷阶地多层结构工程地质亚区,地形坡度相对较缓,上覆第四系主要为杂填土、粉质黏土、砂卵砾石层,下伏地层岩性为泥盆系上统融县组泥质灰岩,周边山体灰岩出露。场地地面高程148.59~150.06m。经调查,在场地及周边地面无崩塌、滑坡和岩溶地面塌陷等地质灾害现象,根据1/20万(桂林幅)区域地质资料及勘察表明,拟建场地在区域上属相对稳定的地质构造部位,无区域性地质构造(断裂)通过,对本场地拟建建(构)筑物建设施工期间及建成使用稳定性无影响,故拟建场地属整体稳定性较好,适宜建筑。

2.2场地岩土层分布及特征

根据岩土工程勘察资料,场地内各土层依次为:(1)杂填土:位于场地地表,钻孔揭露厚度为1.0~5.0m,灰色,松散状,主要由黏性土、碎石组成,含少量块石、混凝土等建筑垃圾,分布不均,硬质物含量约20%~40%,为在建建筑施工弃土及废弃建筑垃圾堆填而成,经过简单碾压,为高压缩性土,尚未完成自重固结。由于该层含硬质物较多,无法做轻型圆锥动力触探试验,故该层做重型圆锥动力触探试验,经修正后锤击数范围值N63.5=3~5击,平均值N63.5=4击,标准值N63.5=4.2击。(2)粉砂:黄色、灰色,稍湿,呈松散状,主要矿物成分为长石、石英,含量为76.8%~82.9%,含17.1%~23.2%的粘粒,局部含少量卵砾石,粒径20~40mm,分选性好,颗粒级配不良。埋藏于杂填土之下,其顶面埋深2.0~5.0m,厚度0.60~5.10m,该层土?、艏犊帕7治?。该层作标准贯入试验,经修正后锤击数标准值N=8.5击。(3)卵石:位于粉砂之下,灰色、棕黄色,稍密状,卵石约占50.6%~60.2%,砂占37.8%~47.4%,粘粉粒约占2.0%,分选性差,颗粒级配较好,卵石成分为砂岩,中~微风化,磨圆度较好,亚圆形,粒径20~50mm,局部大于100mm,分布不均,卵石间为砂及粘粒充填。埋深3.8~7.4m,厚度4.0~11.0m。该层?、艏犊帕7治?,作重型圆锥动力触探试验,经修正后,锤击数标准值N63.5=11.0击。(4)粗砂:位于卵石之下,埋深0.50~6.50m,灰色、黄色,湿,松散~稍密状,主要矿物成分为长石、石英,亚圆形,中等风化,粒径0.5~2.0mm为主,局部含少量卵砾石,粒径20~40mm,分选性差,颗粒级配较好。其顶面埋深10.60~16.80m,标高132.25~138.43m,厚度2.20~8.80m。该层土?、艏犊帕7治鲅?,砂含量占86.5%,粉粘粒含量占9.5%。该层作标准贯入试验,经修正后锤击数标准值N=7.3击。(5)灰岩:中风化,灰色,坚硬岩,中厚层状,钻探揭露厚度超过10m。据区域地质资料,该层总厚度>100m。

3场地水文地质条件

场地位于地下水排泄区,场地地表水通过第四系覆盖层孔隙向下伏基岩(灰岩)岩溶裂隙管道径流,排泄于场地西侧漓江。场地上覆杂填土,其含水性弱、透水性差、水量贫乏;粉砂为中等透水层,含水量中等,粗砂、卵石层为强透水层,含水量丰富;下伏灰岩含岩溶裂隙溶洞水,水量丰富,但勘探揭露中未遇到该层水。下伏基岩为岩溶裂隙溶洞水,主要赋存及运动于裂隙溶洞中,具承压性,水量丰富,但因本次勘察深度要求所限,未揭露到岩溶裂隙溶洞水。地下水补给来源主要靠大气降水渗入及侧向径流补给,与漓江水呈互补关系。以地表蒸发、叶面蒸腾及含水层间径流的方式排泄为主。测得地下孔隙潜水稳定水位埋深为4.80~6.30m,标高143.35~144.09m。根据桂林市区域1/10万、1/5万水文地质调查资料,场地地下水受季节性影响,水位年变幅一般在2.0~3.0m范围。场地地下水水位的变幅主要受大气降水影响,近3~5年地下水位约143.30~147.30m??辈旃讨醒∮米昕捉谐樗匝?,采用潜水非完整井公式进行计算,卵石含水层渗透系数k=6.36×10-2~6.40×10-2cm/s,粉砂渗透系数k=2.3×10-3cm/s,粗砂层渗透系数k=2.8×10-2cm/s。

北京pk10开奖软件直播 www.wbfit.com 4漓江阶地上岩土工程勘察中主要的技术分析

4.1场地岩土体物理力学参数分析选定

根据现场原位测试、室内土工试验,确定该场地地层的物理力学参数。按国家标准、行业规定、规程进行数理统计分析,各土层地基设计参数取值见表1。

4.2地震效应评价

根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(2016年版)桂林市区地震烈度划分为6度区,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.05g,设计特征周期为0.35s。根据桂林市相同地貌单元,同一土层作剪切波速试验取得的剪切波速及场地的等效剪切波速数值引用:杂填土(软弱土)Vs=80m/s;粉砂(软弱土)Vs=134m/s;卵石(中硬土)Vs=317m/s;粗砂(中软土)Vs=160m/s。本次勘察选取钻探资料土层数据进行计算,场地等效剪切波速为Vse=160.18~171.24m/s(平均值为167.11m/s)。依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)4.1.6条,拟建场地覆盖层厚度为10.70~21.50m,场地类别为Ⅱ类,按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)4.1.1表划分,地段类别属可进行建设的一般地段。根据《建筑物抗震设防分类标准》(GB50223-2008)抗震设防类别属“标准设防类”(丙类)。拟建场区岩溶属中等发育,第四系覆盖层厚度10.70~21.50m,地基持力层以强透水层为主,易形成土洞,地震震级>4级时土洞地段有可能会发生地陷、地裂等地震灾害。地震时场地在面下存在饱和粉砂、粗砂层,根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)4.3.2条,该场地可以不考虑砂土液化的影响。

4.3地基稳定性和均匀性评价

4.3.1地基稳定性评价根据钻探揭露场地的地层情况,岩土层主要有杂填土、粉砂、卵石、粗砂组成,未发现有埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对地基稳定性不利的埋藏物存在。粉砂、卵石、粗砂为中等压缩性土,工程性能一般,可作为拟建建筑物基础地基持力层和下卧层。建议整体清除杂填土,以粉砂或卵石作为拟建建筑基础地基持力层和下卧层,地基稳定。4.3.2地基均匀性评价根据钻探揭露场地的地层情况,上覆第四系岩土层主要有杂填土、粉砂、卵石、粗砂组成。依据场地工程地质资料基础形式,整体清除杂填土后,整体设一层地下室,基础底面深度为-6.00m,组成建筑物地基持力层和下卧层为粉砂、卵石,地基各层的分布及厚度在水平方向或垂直方向上变化较大,且物理力学性质差异较大,故拟建建筑物场地地基均匀性属不均匀地基。

4.4基坑稳定性评价

4.4.1基坑边坡稳定性评价依据设计资料拟建建筑物设计±0.00标高为149.90m,在建筑物整体设一层地下室,基础底面深度为-6.00m。拟建建筑物基坑四面场地有限,西侧距离小东江为20.20m,地下室边线至现有村道距离为4.84~8.50m,因此场地不具备放坡条件。由于松散状粉砂及稍密状卵石层自稳能力较差,基坑稳定性较差。4.4.2基坑边坡支护方案建议根据拟建场地周边环境、工程地质条件,建筑物场地四面存在基坑边坡地段不具备放坡开挖条件,开挖深度约为4.80~6.16m?;颖咂轮饕伤缮⒆丛犹钔?、松散状粉砂组成。由于杂填土结构松散,未经系统碾压,属高压缩性土,曝晒易干裂,破坏土体的完整性,遇水易于软化,抗冲刷能力差,在雨水冲刷、渗透作用下,基坑边坡易造成崩塌。松散状粉砂,自稳能力差,且拟建场地与小东江相邻,地下水为互补关系,当河水上涨或下降都会对基坑边坡进行渗透侵蚀,基坑边坡易造成崩塌。故建议基坑开挖采取高压旋喷桩支护等方案措施。在基坑开挖时,基坑周边应做好降排水措施,基坑开挖弃土严禁堆放在坡顶上及附近,避免增加边坡荷重,导致边坡失稳。4.4.3基坑降(排)水拟建场地位于地下排泄区,基坑排水采取坑内明沟疏导集水井抽排方法,井点应设在基坑各角点,井深底于基坑底以下0.50~1.00m。由于拟建场地地层中粉砂为中等透水层,含水量中等,粗砂、卵石层为强透水层,含水量丰富,当有大量抽排地下水时,应考虑可能会引发场地周边地面塌陷。故建议需大量抽排地下水时,应采取高压旋喷桩止水帷幕等措施,同时对场地周边地面及附近(500m内)建筑物进行沉降变形监测。

4.5地下室抗浮、防水评价

4.5.1地下室抗浮评价该项目中地下室建于强透水层地层上,地下水主要为孔隙潜水,地下水埋藏比较浅,场地与漓江相邻,地下水水量丰富,根据桂林市区域专项水文地质调查资料,漓江水位年变幅约2.0~3.0m。依据勘察期间实测的稳定水位,并结合周边地形地貌、地下水的补给及排泄条件等因素,确定地下室基础抗浮设防水位标高为147.30m。由于抗浮设防水位标高高于地下室基底标高(143.90m),故在拟建建筑物地下室需采取必要的抗浮措施,避免地下水上浮作用影响该地段地下室的稳定性,建议基底增设抗浮锚杆、抗浮桩(建议采用潜孔锤成孔)等措施,抗浮桩设计参数详见表1。4.5.2地下室防水评价地下室防水等级为一级,按建议抗浮设防水位标高147.30m,地下室应采用防渗混凝土,结合防水涂料的防水措施。其混凝土散水坡与墙的交接处应采用黏土回填夯实。

5基础方案类型建议

拟建建筑物负一层地下室基础底面标高为143.90m,根据勘察场地的岩土工程地质条件,场地开挖至设计基础底面标高后,场地地基段由卵石层与粉砂层组成,对残余薄层粉砂层开挖清除后,采用级配碎石或砂卵石回填至基底标高,采用钢筋混凝土独立柱基础置于经检验合格的级配碎石层上。卵石层地基段直接采用钢筋混凝土独立柱基础置于卵石层上。也可采用高压旋喷桩或CFG桩对粉砂进行复合地基处理,钢筋混凝土独立柱基础置于复合地基上,在基础和桩顶之间设置300mm级配砂石褥垫层。

6结语

(1)拟建场地处于相对稳定的区域地质构造部位,地基稳定;建筑物若采用独立柱基础置于粉砂、卵石层上,场地对建筑物场地稳定性影响较小,场地整体稳定性较好,场地适宜建设。(2)根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),该场地建筑物抗震设防烈度为6度,场地类别Ⅱ类,属抗震可建设的一般地段,地震时不会发生滑坡、液化现象??拐鹕璺览啾鹞氨曜忌璺览唷?丙类)。(3)建筑物场地四面存在基坑边坡地段不具备放坡开挖条件,开挖深度约为4.80~6.16m。建议基坑开挖采取高压旋喷桩支护等方案措施。(4)基坑排水采取坑内明沟导疏集水井抽排方法,地下室底板应考虑地下水浮托力的影响,设计地下水抗浮设防水位标高为147.30m。(5)勘察期间仅沿建筑物周边线或角点勘察,拟建建筑物基坑(槽)开挖后应按桂林市建设工程质量安全监督站文件(市质安监20101号)要求做施工勘察,在已开挖的基坑(槽)内进行施工勘察,查明可能存在的隐伏土洞、软弱土层的分布范围,查明可能影响基础滑移的临空面。(6)该场地建筑物在施工期间及使用期间应进行沉降观测,直至沉降达到稳定为止。

参考文献:

[1]GB50021-2001•岩土工程勘察规范[S].

[2]GB50007-2011•建筑地基基础设计规范[S].[3]JGJ120-2012•建筑基坑支护技术规程[S].

[4]JGJ79-2012•建筑地基处理技术规范[S].[5]GB50011-2010•建筑抗震设计规范[S].

作者:杨军 曾凡生 单位:广西壮族自治区桂林水文工程地质勘察院

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