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浅谈某工程施工地基基础地质勘察

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浅谈某工程施工地基基础地质勘察 摘要:结合工程案例,对地基地层土性、水文地质条件进行分析,采用综合 勘探技术对地基进行勘察判断和评价,通过试验和计算提出合适的基础设计方 案。 关键词:建筑工程;地基基础;勘察 1 工程概况 某工程基础结构型式为钢筋混凝土框架一剪力墙结构。主体建筑 19 层, 高度为 70.2m,地下 2 层,裙房 3 层,建筑面积为 29666.18m2。 为了查明该建筑基础的工程地质情况,采用了钻探、物探、动力触探等 综合勘探技术,经过了初勘、详勘两个阶段,对该高层建筑场地进行勘察。 2 地层岩性及水文地质条件 2.1 地层岩性 场地内主要分布:第四系全新统人工填筑土,厚 1.20~4.10m;上、中更 新统冰水沉积冲积层粉质黏土、砂层及卵石土。粉质黏土呈透镜体分布,厚 0~ 1.5m;砂层厚 0.3~2.00m,卵石土厚 5~28m,分布在砂层之下。中更新统的卵 石土埋深在 28m 以下,层厚大于 5m。 2.2 水文地质条件 地下水赋存于卵石及砂层中 ,为孔隙潜水 ,水位埋深 3.10~5.00m,主要由大 气降水、地下径流补给 ,水位年变化幅度为 1~3m。 勘探时对 Z - 6 号钻孔进行了抽水试验 ,计算得卵石层渗透系数 K =2112m /d。 通过取钻孔水化验 ,确定地下水类型为 HCO3— —Ca2 + 型 ,根据《岩土工 程勘察规范 》,按Ⅱ类环境判定地下水对混凝土、钢筋混凝土结构中的钢筋无腐 蚀性,对钢结构具有弱腐蚀性。 3 场地土的类型和建筑场地类别 3.1 建筑场地类别 岩土勘察中 ,采用地面折射波法、瑞利面波法以及地震测井法在 Z - 3、Z 4、Z - 6 钻孔中进行了压缩波和剪切波波速的测定。计算地层小应变的剪切模量 弹性模量和泊松比;据此划分场地土类型,并计算场地的卓越周期。 土层横波*均波速 Vsm : Z - 3 为 488m/s; Z - 4 为 495m /s; Z - 6 为 470 m /s。 Vsm 值均在 250~500 m /s 范围内。 根据 《建筑抗震设计规范 》 (GB50011 2001 的有关规定 ,确定该建筑场地的场地土类型为中硬场地土 ,建筑场地类别为 Ⅱ 类。 根据地震波波速测试得到场地地基土卓越周期 T: Z - 3 为 0.31 s, Z - 4 为 0.28 s, Z - 6 为 0.30 s,地基土卓越周期 T =0.28~0.31 s。 3.2 地基基础持力层设计参数取值原则与建议值 岩土物理力学参数的选定 ,是在土工试验、动探试验的基础上 。设计参数 的建议值如表 1 所示。 4 场地工程地质勘察结果 该建筑所在区内断裂构造和地震活动较微弱,历史上从未发生过强烈地 震,从地壳的稳定性来看应属基本稳定区。 在开挖范围内 ,地层以中密 —密实卵石层为主 , 厚度较大 , 砂层仅以透镜 体的形式存在于局部范围。场地内岩土体稳定 ,无不良地质 ,适宜修建高层建筑 物。 4.1 地基均匀性评价 (1)按地基持力层层面坡度评价地基均匀性地基持力层层面坡度小于 2° ,地 下室顶板埋深为 7.8m,天然基础基坑开挖深度在 9m 左右 ,在这一深度 ,土体为 中密 — 密实的卵石。但在场地内还分布呈透镜状的砂层 ,埋藏深度在 9.30 ~ 26.10m,厚 0.40~2.00m,作为持力层应进行地基处理。就地基持力层层面坡度考 虑 ,该地基为均匀地基。 (2)按持力层和第一下卧层厚度差评价地基均匀性,根据勘探 ,在 Z - 1、D 1、D - 2、D - 3、Z2 – 01、Z2 - 06、Z2 - 08 号孔内有砂层揭露 ,砂层不均匀分布 于场地的西北侧区域 ,但在基础宽度上 ,砂层的厚度差均小于 0.05b(b 为基础宽 度 ) ,因此该地基属于均匀地基。 (3)按压缩层内各土层的压缩模量评价地基土的均匀性 主要依据建筑物 4 个角点的钻孔在基础宽度方向上、压缩层范围内以及压 缩模量按厚度加权*均值的相互关系进行评价 ,具体分析见表 2。 表 2 按压缩层内各土层的压缩模量评价地基土的均匀性 由表 2 可知,该地基属于不均匀地基,设计时应计算横向倾斜是否满足要求。 4.2 地基土沉降分析 根据《高层建筑岩土工程勘察规程 》(JGJ72—90)第 6.2.6 条的规定 ,按下 式计算地基土的沉降量: (1) 式中 s——沉降量 /m; p——相应于荷载标准值时基础底面处*均压力 /kPa; b——基础底面宽度 /m; δi——与 l/b 有关的无因次系数; E0i —基础底面下第 i 层土的变形模量 /MPa; η——修正系数。 按式 (1)计算出该地基的地基土沉降量及横向倾斜值如表 3 所示。 从建筑基础 4 个角点的沉降量分析可以看出 ,基础横向倾斜均小于基础的 容许倾斜。 4.3 基坑地下水排降 表 3 地基土沉降量及基础横向倾斜值(按基础角点分析) 地下水水位埋深在 3 10~5 00m 之间 ,水位年变化幅度为 1~3m。 基础开挖 深度约为 9m,卵石层为强渗透地层 (K =21 2m /d) ,降水深度要求在 3~5m,可采 用管井降水。 4 .4 地基基础方案分析与评价 建筑地基基础形式的选择,应结合地质情况、拟建建筑物特点、场地环境条 件、 施工方法的难易程度及工程造价等综合考虑确定。常见的高层建筑基础类型 有:板式基础、箱型基础、筏形基础、桩基及扩底墩基。 该地基属于不均匀地基,板式基础适合于上部荷载较大或地基土为非均质场 地。该基础开挖深度约为 9m,在该深度范围,基底为中密或密实卵石,但是场地内 分布透镜状砂层 ,板式基础达不到要求,可将板式基础加上肋梁形成筏形基础。 因 为筏形基础整体刚度大,抗不均匀沉降性能大于板式基础,能调整各柱子间的不均 匀沉降。建议采用筏形基础 ,也可采用箱形基础。 注:文章内所有公式及图表请以 PDF 形式查看。



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