高層建筑巖土勘探綜述

時(shí)間:2022-04-22 04:41:00

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高層建筑巖土勘探綜述

1工程概況

某工程由主樓、裙樓、酒店及其附屬設(shè)施組成。其中主樓地上48層,高度I68m,基礎(chǔ)埋深12m,筒體一框架結(jié)構(gòu),基底壓力l100kPa。裙樓與酒店4-8層,高度1224m,基礎(chǔ)埋深6m,框架結(jié)構(gòu),基底壓力80150kPa,總建筑面積80900m2。由于該工程為高層建筑巖土工程勘察工作除了搞清一般高層建筑工程勘察規(guī)定的要求外,還需重點(diǎn)解決以下幾個(gè)問(wèn)題:

(1)要求野外鉆探時(shí)進(jìn)行全斷面采芯,以便對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行多方面論證分析。

(2)采用樁基時(shí)。應(yīng)提出合理的樁基方案,預(yù)估單樁承載力及群樁視為實(shí)體基礎(chǔ)時(shí)承載力和沉降計(jì)算。

(3)對(duì)上部結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工中應(yīng)注意的問(wèn)題提出建議,必要時(shí)提出深基坑開挖的支護(hù)方案。(4)判斷基坑開挖降低地下水的可能性和對(duì)已有建筑的影響。

2勘察工作的布置

2.1勘探點(diǎn)的布置

該工程勘察時(shí),對(duì)主樓地段共布勘探點(diǎn)5個(gè),深度90110m(考慮樁基下沉降計(jì)算深度和進(jìn)行石層分析確定的假基巖面深度),原位測(cè)試手段有標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(3點(diǎn)、每點(diǎn)深度要求達(dá)到80m),靜探(4點(diǎn)、每點(diǎn)深度30m),波速試驗(yàn)(3點(diǎn)、深度100~I(xiàn)10m),常時(shí)微振動(dòng)(3點(diǎn))。對(duì)于裙樓、酒店地段共布勘探點(diǎn)l7個(gè),其深度1525m,原位測(cè)試手段主要有標(biāo)貫、靜探、波速。抽水試驗(yàn),主樓和酒店各布~深度為30m和15m的抽水井,在垂直和平行地下水流向上布置了6個(gè)觀測(cè)孔,深度分別為1525m。

2.2室內(nèi)試驗(yàn)

除一般常規(guī)試驗(yàn)外,為了計(jì)算地基承載力、驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性和支護(hù)設(shè)計(jì)等的需要,選做了直剪(快)和靜三軸試驗(yàn)(不固結(jié)不排水)、固結(jié)不排水試驗(yàn);為提供抗震動(dòng)參數(shù),按不同時(shí)代、不同巖性進(jìn)行了動(dòng)三軸試驗(yàn);為了解地基土的應(yīng)力歷史選做了高壓固結(jié)試驗(yàn)。

3場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

場(chǎng)地處于河西岸I級(jí)階地,場(chǎng)地堆積物呈較明顯的水進(jìn)沉積的韻律旋回,據(jù)此把本場(chǎng)地第四系地層劃分為22層,具體劃分如下:

3.1第四系全新統(tǒng)沖積地層(Q)底部埋深在地表下15m左右,分兩個(gè)層次,上部:第(1)層松散的人工填土及(2)層稍密的粉土,埋深在0-5.0m。下部:第(3)~(51層,地基土由褐黃色、飽和的粉土、粉質(zhì)粘土及稍密的砂土交互出現(xiàn),埋深在5.015.0m。

3.2第四系上更新統(tǒng)沖洪地層(Q)底部埋深在地表下65m左右,分三個(gè)層次,上部:第(6)~(8)層,由灰褐色的粉質(zhì)粘土、粉土與薄層中密砂土交互出現(xiàn),埋深在15.0~33.0m。中部:第(9)~(11)層,由褐黃褐紅色粉質(zhì)粘土、粉土與中密~密實(shí)砂土交互出現(xiàn),埋深在33.0-40.0m。下部;第(12)~(14)層,由褐灰~褐紅色的粉土、粉質(zhì)粘土與密實(shí)砂土交互出現(xiàn),埋深在40.0~65.0m。

3.3第四系中更新統(tǒng)沖積地層(Q,)底部埋深在地表下65m之下至終孔深度,分兩個(gè)層次,上部:第(15)(191層,由褐黃~黃色的低壓縮性粉質(zhì)粘土、密實(shí)的砂土組成,埋深在65.094.0m。下部:第(20)~(22)層.由密實(shí)的砂卵石層夾棕褐色堅(jiān)硬的粉質(zhì)粘土組成,埋深在94.0~110.0m。

4地基與基礎(chǔ)方案分析

4.1天然地基方案的可行性分析

主樓基礎(chǔ)埋深12m,其基礎(chǔ)底面將位于第(5)層粉質(zhì)粘土上,裙樓與酒店埋深6m,酒店基礎(chǔ)埋深將位于第(3)層粉質(zhì)粘土上,局部地段位于第(2)層粉土與第(3)層粉質(zhì)粘土的交界部位。為此下面采用三種不同的計(jì)算方法,分別對(duì)上述三地段采用天然地基方案的可行性作較詳細(xì)的分析與計(jì)算,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1:

4.2樁基方案的論證分析

由上述分析可知,主樓采用天然地基不可行,考慮到該建筑層數(shù)多、荷載大、穩(wěn)定性要求嚴(yán)格及對(duì)地基的不均勻沉降也很敏感,經(jīng)分析排除了預(yù)制樁和擴(kuò)底墩等樁基方案,建議采用大直徑鉆孔灌注樁,提出了主樓樁基按不同的樁徑(0.8m、1.0m及1.2m)、樁長(zhǎng)及考慮樁基施工工藝按正方型布樁,樁距按3D、樁端持力層宜選擇在第(15)層及其之下土層進(jìn)行的單樁承載力估算及復(fù)合樁基豎向承載力設(shè)計(jì)值的驗(yàn)算,同時(shí)還對(duì)建議的樁基方案提出了群樁持力層強(qiáng)度、沉降及傾斜值等參數(shù)。(1)單樁承載力的估算及復(fù)合基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值驗(yàn)算見(jiàn)表2、表3。(2)建議的樁基方案綜合考慮施工難度、樁長(zhǎng)及地層特點(diǎn),選樁徑為0.8m、樁長(zhǎng)56m、按正方形滿堂布樁,樁的中心距為3d,樁端置于第(15)層粉質(zhì)粘土較為適宜。(3)群樁樁端持力層強(qiáng)度驗(yàn)算群樁承載力按樁頂承臺(tái)應(yīng)力0/4擴(kuò)散的計(jì)算辦法應(yīng)滿足:F+G/A≤f式中:卜作用于樁基上的豎向荷載設(shè)計(jì)值;G——實(shí)體基礎(chǔ)自重;A——實(shí)體基礎(chǔ)底面積;卜樁尖平面處地基承載力設(shè)計(jì)值。經(jīng)計(jì)算0=18.8。;F=1320000,G=1383069.6kN,A:1954.35m2,按規(guī)范(JGJ94—94)計(jì)算f=1664kPa,把數(shù)值代入F+G/A=1383kPa<f=1664kPa,滿足要求。(4)樁基沉降計(jì)算樁基沉降分析:按照J(rèn)GJ94—94樁基規(guī)范要求,把群樁視為實(shí)體基礎(chǔ)采用等效作用分層總和法計(jì)算主樓各點(diǎn)沉降,知其最大傾斜值為0.00026,小于樁基變形值0.0015。

5基坑開挖與支護(hù)問(wèn)題

應(yīng)用泰勒?qǐng)D解法計(jì)算本場(chǎng)地垂直開挖的穩(wěn)定坡高為2.3m.再者從鉆探過(guò)程中深度2.5m之下普遍出現(xiàn)縮孔、塌孔現(xiàn)象,故開挖時(shí)需考慮放坡或者做好坑壁支護(hù)。對(duì)于裙樓及酒店地段.基坑深度6m,場(chǎng)地周圍比較開闊可采用天然放坡。主樓地段基坑深達(dá)12m,經(jīng)綜合分析各支護(hù)方案的利弊,認(rèn)為本工程宜采用懸臂灌注樁支護(hù),具體來(lái)說(shuō),基坑上部5m采用放坡,坡底離開基坑邊的距離a≥5m;基坑下部7m采用懸臂灌注樁支護(hù),見(jiàn)圖1。經(jīng)計(jì)算支護(hù)樁長(zhǎng)20m。入土深度25m.最大彎矩M:777kN•m。

6結(jié)語(yǔ)

(1)本工程勘察對(duì)野外鉆探給予了高度重視,對(duì)搞清地層結(jié)構(gòu)、地基土的均勻性和巖土工程分析評(píng)價(jià)起了重要作用。

(2)本工程對(duì)樁基評(píng)價(jià)尤為重要,本次勘察除提供準(zhǔn)確的樁基參數(shù)外,對(duì)采用樁基方案進(jìn)行了分析和論證。但由于超高層建筑及超長(zhǎng)樁承載力計(jì)算方面,目前當(dāng)?shù)胤e累經(jīng)驗(yàn)不多本工程所提參數(shù)尚需進(jìn)行試樁驗(yàn)證。

(3)本次懸臂灌注樁支護(hù)的設(shè)計(jì)僅是初步分析,未考慮將來(lái)具體開挖的施工組織設(shè)計(jì)情況,同時(shí)主樓工程樁打設(shè)前后,降低地下水位都會(huì)使地基土的C、小值發(fā)生變化,因而計(jì)算支護(hù)樁的側(cè)向土壓力也會(huì)產(chǎn)生變化,因此基坑支護(hù)需做進(jìn)一步的專門設(shè)計(jì)。

(4)本次勘察工作在實(shí)地抽水試驗(yàn)、降水方案及對(duì)相鄰建筑的影響等方面都做了較詳細(xì)的論述,限于篇幅,在此不予贅述。