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关键词：地质勘察; 应用; 对策措施;
1 工程概况拟建工程场地为拆迁地。
根据区域资料分析,该场地所处的地貌单元属黄河冲积平原,地势西、南高而东、北低,总体自西南向东北倾斜。地形较平坦,交通方便,场地环境简单。该拟建建筑物结构层数、结构形式、基础埋深及类型见表1,拟建建筑物的基坑最大开挖深度为7.5m,基坑安全等级为二级,重要性系数γ0=1.0。根据规范,本工程拟建33F住宅楼重要性等级为一级,其它建筑重要性等级为二级-三级,场地等级和地基等级为二级。
2 勘察方案选择勘探点的布置根据规定及设计要求按建筑物周边线和角点布置,孔间距均小于30m。25-33F住宅楼:一般孔深为50.0m,控制孔深为60.0m;9F住宅楼:一般孔深为25.0m,控制孔深为30.0m;地下车库一般孔深为20.0m,控制孔深为20.0m。
3 地质勘察存在的问题及对策
3.1 场地地质及水文特征在勘察深度范围内,场地内地层划分为九层,土层特征由上而下如下;第1层杂填土;第2层粉质粘土;第2-1层粉质粘土;第3层粉质粘土;第4层粉质粘土;第5层细砂,以杂填土、粉质黏土及细砂为主。勘探深度范围内,地下水水位埋深约5.2-6.5m,标高在72.0m左右,地下层潜水含水层系孔隙水类型,含水层岩性为粉质粘土层。地下水受降水和地下径流补给,地下水动态受开采和地下径流排泄影响。根据区域资料,地下水多年水位变幅1.5m,根据调查该区域近3-5年水位最高水位3.0左右,历史最高地下水位为2.5m、标高为76.0m左右。场地抗浮水位标高可按76.0m设计。地下水对水位以下的土体和结构有静水压力作用,并产生浮托力,地下车库基坑最深开挖深度6.0m左右,在没有降水条件下,地下水对基底具有浮力作用。基底标高在76.0m以下的建筑在设计时考虑地下水对基础的浮力作用,并进行抗浮验算。
3.2 地震效应该地区抗震设防烈度为8度,场地峰值加速度为0.20g,反应谱特征周期为0.55s,各拟建建筑物抗震设防类别均为标准设防类(丙类)。场地波速测显示,场地20米以浅等效剪切波速值Vse=227.91m/s,覆盖层厚度大于50m,场地地基土的类型为中软土,建筑场地类别为III类。本场地属对建筑抗震一般地段。
4 地基基础方案对比分析
4.1 天然地基方案拟建25-33层高层建筑荷载太大,不宜采用天然地基。4#～8#层住宅楼若采用天然地基筏板基础,以第1层杂填土或第2层粉质粘土作持力层,将基底下残留的第1层杂填土全部挖除,用级配砂石或三七灰土分层夯实回填至基底设计标高,处理后可按第2层粉质粘土考虑,垫层的压实系数不小于0.97,垫层的承载力特征值不宜小于160kPa、应由现场载荷试验确定且需满足设计要求。地下车库若采用天然地基独立基础,以第3层粉质粘土或第4层粉质粘土作持力层。
4.2 复合地基方案
4.2.1 CFG桩复合地基的可行性CFG桩加固机理包括置换作用,其中以置换作用为主,CFG桩复合地基中由桩承担的荷载一般为40%—75%,根据建筑施工经验,若采用CFG桩复合地基,地基承载力的提高幅度可达3倍左右。拟建场地采用CFG桩复合地基可采用干作业成孔避免产生泥浆等,对周边噪音污染较小,由于目前多采用长螺旋成孔,管内泵压混合料灌注成桩,故在拔管的同时进行压灌并控制提升速度,可避免因空桩产生缩径和地表土体开裂,该成桩工艺对周围土体、邻近建筑等环境基本不存在不利影响,能满足设计要求,其工期短,造价低,经济效益明显。综上所述,拟建建筑物采用CFG复合地基是可行的。
4.2.2 CFG桩复合地基承载力计算按照规范,对复合地基进行验算,拟建高层建筑可以第5层细砂作为桩端持力层。对单桩竖向承载力特征值Ra、复合地基承载力特征值fspk进行计算,复合地基承载力特征值fspk>基底压力Pk,持力层强度满足要求,适宜采用CFG桩复合地基方案。以1#楼、9#楼为例进行沉降计算,计算得出的最终沉降量分别为34.18mm、28.52mm,地基变形在允许范围内,基础宽度方向上的最大倾斜为0.0010<0.0025,建筑物不会发生整体倾斜。拟建建筑物若采用CFG桩复合地基,依据规范,CFG桩复合地基不需进行软弱下卧层验算。
4.2.3 高低层建筑基础差异性对策在基础施工时,可采取:(1)结构设计时在住宅楼与地下车库之间设置后浇带,待主楼结顶沉降趋于稳定后,再浇筑后浇带。(2)调整高层建筑与地下车库之间的连接刚度,或进行桩长、桩径、桩间距的优化。(3)合理安排施工顺序,应先施工主楼,待主楼结顶沉降趋于稳定后,再施工地下车库。
4.3 地基基础方案选择依据场地岩土工程条件和拟建建筑特点,各拟建建筑物地基基础可采用以下方案:(1)1#、2#、3#、9#高层住宅楼不能采用天然地基筏板基础,可采用CFG桩复合地基上筏板基础。(2)4#～8#层住宅楼可采用筏板基础,以第1层杂填土或第2层粉质粘土作持力层,将基底下残留的第1层杂填土全部挖除,用级配砂石或三七灰土分层夯实回填至基底设计标高,处理后可按第2层粉质粘土考虑,垫层的压实系数不小于0.97,垫层的承载力特征值不宜小于160kPa、应由现场载荷试验确定且需满足设计要求。(3)地下车库可采用天然地基独立基础或天然地基筏板基础,以第3层粉质粘土或第4层粉质粘土作持力层,由于第3层粉质粘土跟第4层粉质粘土的物理力学性质差异较大,为了减小不均匀沉降,可采用天然地基筏板基础。
5 结论工程地质勘察是设计和施工的基础,在建设成本和保证工程质量方面具有重要意义。因此,未来在工程建设领域应更多的重视工程地质勘察与基础设计施工的联系,提高勘察成果和设计成果的利用效率,促进工程建设水平不断提升。
参考文献[1] 唐彬.工程地质勘查存在的问题与对策[J].现代国企研究,2018(22):162.
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