丘陵山區(qū)高層建筑巖土工程勘察分析評價及技術(shù)探討

王東生（中國有色金屬長沙勘察設(shè)計研究院有限公司，湖南 長沙 410000）

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丘陵山區(qū)高層建筑巖土工程勘察分析評價及技術(shù)探討

王東生（中國有色金屬長沙勘察設(shè)計研究院有限公司，湖南 長沙 410000）

巖土工程勘察是進(jìn)行高層建筑工程建設(shè)的一項基礎(chǔ)性工作，對于丘陵山區(qū)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(jù)實例闡述了丘陵山區(qū)高層建筑巖土工程勘察分析評價。

山區(qū)；高層；勘察；穩(wěn)定性；地基

1　工程概況

某高層建筑項目規(guī)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(chǔ)初步設(shè)計型式為樁基，結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)，±0.00標(biāo)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(jù)勘察內(nèi)容及要求，本次詳勘的重點是詳細(xì)查明場地巖土構(gòu)成及巖土性質(zhì)，以及影響地基穩(wěn)定性的不良地質(zhì)因素，為建筑物的地基基礎(chǔ)設(shè)計提供可靠的地質(zhì)依據(jù)及具體的設(shè)計參數(shù)。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(nèi)巖土試驗及場地周圍地質(zhì)調(diào)查等綜合勘察手段和方法。根據(jù)高層建筑采用巖石地基的特點、場地巖性、構(gòu)造、巖面變化；風(fēng)化、堅硬、完整和巖溶發(fā)育程度、場地高差、建物上部結(jié)構(gòu)荷載及初步考慮的基礎(chǔ)形式與基礎(chǔ)埋深等因素確定：本次勘察一般性勘探孔深度為進(jìn)入穩(wěn)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(xù)鉆進(jìn)不小于12.0m，控制性鉆孔深度進(jìn)入穩(wěn)定持力層不少于15.0m。

3　地形、地質(zhì)構(gòu)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(zhì)現(xiàn)象出現(xiàn)，無液化土層。根據(jù)1：5萬區(qū)域地質(zhì)資料（貴陽市幅）和場地周圍地表地質(zhì)調(diào)查所知，場地內(nèi)無較大斷裂構(gòu)造通過，巖層完整性主要受風(fēng)化和裂隙發(fā)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?，F(xiàn)勘察場地范圍內(nèi)現(xiàn)地面標(biāo)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(xù)穩(wěn)定分布，中風(fēng)化白云巖巖質(zhì)較軟，物理力學(xué)性能較好，物理力學(xué)強(qiáng)度較高。

4　場地巖土工程評價

4.1場地總體穩(wěn)定性評價

場地?zé)o斷裂構(gòu)造通過，無內(nèi)動力地質(zhì)作用，區(qū)域上是穩(wěn)定的；外動力地質(zhì)作用方面，在自然狀態(tài)下不存在滑坡、崩塌、塌陷、砂土液化等不良地質(zhì)現(xiàn)象，將場地周邊邊坡治理達(dá)安全、穩(wěn)定后，場地總體是穩(wěn)定的。

4.2地基的穩(wěn)定性及均勻性評價

人工填土結(jié)構(gòu)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(qiáng)風(fēng)化白云巖為極破碎的巖體，力學(xué)強(qiáng)度和厚度變化大，為不均勻地基。中風(fēng)化白云巖為較破碎的較軟巖，分布連續(xù)穩(wěn)定，力學(xué)強(qiáng)度高而均勻。

4.3場地土類型和場地類別劃分、地震效應(yīng)評價

本場地施工至室外地坪標(biāo)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(nèi)無活動性斷層通過，建筑物抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010），擬建場地屬建筑抗震一般地段，場地為抗震設(shè)防烈度Ⅵ度區(qū)，設(shè)計基本地震加速度值為0.05g，場地類別屬Ⅱ類，設(shè)計地震分組為第一組，特征周期為0.35s。

4.4場地邊坡穩(wěn)定性分析評價

擬建場區(qū)為溶蝕殘丘、巖溶洼地、丘陵地貌場地，擬建場地經(jīng)施工開挖至設(shè)計地下室底板標(biāo)高位置后，將于場地四周形成高度約9.0m的基坑邊坡。南側(cè)及東側(cè)基坑均為反向邊坡，北側(cè)及西側(cè)基坑均為順向坡，該基坑均為巖土質(zhì)混合邊坡，邊坡巖土構(gòu)成為：上部土質(zhì)為素填土及可塑狀粘土，下部巖質(zhì)為強(qiáng)～中風(fēng)化白云巖。上部土質(zhì)邊坡部分：素填土層本身結(jié)構(gòu)松散，穩(wěn)定性差，容易出現(xiàn)垮塌、滑移現(xiàn)象；可塑狀粘土自身穩(wěn)定，但在長期開挖暴露及遇水作用下，可能會出現(xiàn)局部掉塊、崩塌及沿圓弧面發(fā)生整體滑動現(xiàn)象；下部巖質(zhì)邊坡，邊坡不會沿巖層面發(fā)生整體滑動現(xiàn)象，但由于邊坡強(qiáng)風(fēng)化～中風(fēng)化巖體節(jié)理裂隙發(fā)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(xiàn)局部掉塊、崩塌、灑落，強(qiáng)風(fēng)化巖體還可能會沿圓弧面發(fā)生整體滑動現(xiàn)象。南側(cè)坡頂為3F的已有建筑物，北側(cè)坡頂為規(guī)劃道路，東側(cè)及西側(cè)坡頂均為小區(qū)道路。因此，邊坡破壞后果嚴(yán)重，邊坡安全等級為二級。本次勘察經(jīng)驗取值如表2。

根據(jù)北側(cè)與西側(cè)邊坡、南側(cè)與東側(cè)，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(jìn)行穩(wěn)定性計算結(jié)果如表3。

根據(jù)以上計算結(jié)果，北側(cè)、西側(cè)、南側(cè)、東側(cè)邊坡安全系數(shù)均小于1.25，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，不滿足規(guī)范要求，必需對所形成邊坡作支擋支護(hù)處理。為確保擬建物施工期間的安全及邊坡自身的安全、穩(wěn)定，對基坑開挖所形成的北側(cè)、西側(cè)、南側(cè)、東側(cè)邊坡的支護(hù)建議如表4。

表2　巖土層物理力學(xué)指標(biāo)參數(shù)算表

表3　邊坡穩(wěn)定性系數(shù)計算統(tǒng)計表

表4　邊坡支護(hù)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(shè)單位委托具有相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行專門的勘察、設(shè)計并治理達(dá)安全、穩(wěn)定后，方可修建擬建物。

5　地基持力層與基礎(chǔ)形式評價

5.1地基條件分析

場地填土結(jié)構(gòu)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(xué)性質(zhì)較好，力學(xué)強(qiáng)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(qiáng)風(fēng)化白云巖為極破碎的軟巖體，力學(xué)強(qiáng)度和厚度變化大，不均勻，結(jié)合擬建物特征考慮，不能作地基持力層。場地中風(fēng)化白云巖分布穩(wěn)定連續(xù)，物理力學(xué)性質(zhì)好，強(qiáng)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(chǔ)形式建議

根據(jù)場地巖土性質(zhì)，結(jié)合擬建物特征考慮，建議基礎(chǔ)型式采用樁基礎(chǔ)和獨立基礎(chǔ)，建議選用中風(fēng)化白云巖作地基持力層?；A(chǔ)埋藏深度大于3.0m采用樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋藏深度小于3.0m采用獨立基礎(chǔ)。該場地基礎(chǔ)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(yīng)注意的問題

根據(jù)地區(qū)施工經(jīng)驗及場地地質(zhì)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(jù)走訪調(diào)查及建設(shè)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(shè)施，樁的施工對周邊環(huán)境及設(shè)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(qiáng)、中風(fēng)化白云巖組成。填土層、粘土層和強(qiáng)風(fēng)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?；颖诘姆€(wěn)定與安全，應(yīng)對孔樁基坑壁進(jìn)行必要的支護(hù)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(yīng)及時運走，同時應(yīng)作好地表水的排放，防止水滲入孔樁基坑?；邮┕そ咏裰蒙疃鹊某至訒r，應(yīng)盡可能不放炮，以免破壞持力層巖體結(jié)構(gòu)，減少其強(qiáng)度。在孔樁開挖過程中，對于深樁施工，應(yīng)作好護(hù)壁、通風(fēng)、孔壁變形觀測等工作。若采用機(jī)械成樁的施工方案應(yīng)按機(jī)械成樁的施工工藝執(zhí)行，應(yīng)對樁身質(zhì)量進(jìn)行檢測，應(yīng)對樁身質(zhì)量進(jìn)行檢測及對樁底沉渣進(jìn)行控制，并滿足規(guī)范規(guī)定要求。

6　結(jié)語

綜上所述，建筑物場地和地基在區(qū)域上和自然狀態(tài)下是穩(wěn)定的；在自然狀態(tài)下不存在滑坡、崩塌、塌陷、砂土液化等不良地質(zhì)現(xiàn)象，將場地周邊邊坡治理達(dá)安全、穩(wěn)定狀態(tài)后，場地總體穩(wěn)定，可以進(jìn)行本擬建物的建筑。中風(fēng)化白云巖分布連續(xù)穩(wěn)定，承載力高，工程建筑性能較好，是場地最理想的樁基礎(chǔ)地基持力層。南側(cè)基坑因距離建筑物較近，建議采用抗滑樁+錨索結(jié)構(gòu)；北側(cè)基坑上部土層較厚，建議采用預(yù)應(yīng)力錨索+格柵梁支護(hù)處理；東側(cè)基坑開挖可按1：0.5放坡，土層較淺，建議采用錨桿+掛網(wǎng)噴射混凝土進(jìn)行支護(hù)；西側(cè)基坑開挖可按1：0.35放坡，基坑上部土層較厚，建議采用預(yù)應(yīng)力錨索+格柵梁進(jìn)行支護(hù)；所形成邊坡為二級邊坡，建設(shè)單位應(yīng)委托具有相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行專門的邊坡設(shè)計、支護(hù)并治理達(dá)安全、穩(wěn)定后，方可修建擬建物。

［1］祝 青.皖北煤電集團(tuán)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(guān)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(chǔ)、地質(zhì)災(zāi)害評估勘探設(shè)計施工工作。

TU195

A

2095-2066（2016）17-0081-02

2016-5-20