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浅析某海滨建筑基础型式的选择

2021-09-29郑宗鹏

西部探矿工程 2021年10期
关键词:力层细砂砂土

郑宗鹏

(福建省水文地质工程地质勘察研究院,福建漳州363000)

随着社会的发展,房地产建设不断深入城市周边地带,但同时也面临着周边地质环境越来越复杂,基坑形状越来越不规则。因基坑土层分布情况的复杂性,可能导致相同区域类似建筑物所选用的基础型式不同、桩型不同等情况。

1 工程概况

拟建场地位于漳州市漳浦县赤湖镇七星海片区,场地东南临七星海,北临近城市干道沿海大通道,原始地貌属海岸风积地貌。拟建物共14幢(4~26层)及配套用房组成,总建筑占地面积约52398.00m2,总建筑面积约146854.00m2,场地设有一层地下室,地下室面积约29820.00m2,地下室底板标高为4.10~5.40m,开挖深度约为3.90~4.70m,基础埋置深度约为4.50~6.00m。拟建建筑位置平面图如图1所示。

图1 拟建建筑位置简图

2 地质条件

2.1 工程地质条件

本场地岩土层为第四系全新统风积层(Q4eol)细砂;第四系上更新统冲洪积层(Q3al-pl)细砂、粉质粘土、粘土;第四系残积土层(Qel);下伏地层为燕山早期侵入的花岗岩各风化带(γ52)。工程地质剖面如图2所示。剖面现将各岩土体类型及其工程地质特性自上而下分述如下:

图2 工程地质剖面图

①细砂(Q4eol):灰黄色,稍湿,松散—稍密,成分以石英砂粒为主,分选性较好,颗粒级配较好,粘粒含量约占3%~14%,力学强度较低,工程性能较差。

②细砂(Q3al-pl):灰黄色,湿—饱和,中密为主,成分以石英砂粒为主,分选性较好,颗粒级配较好,粘粒含量约占6%~15%,工程地质性能较好。

②-1粉质粘土(Q3al-pl):黄褐色,可塑—硬塑,饱和,成份以粉粘粒为主,粘韧性中等,含少量砂、砾,手捻稍有砂感,干强度中等,无摇震反应,工程地质性能较好。

③粉质粘土(Q3al-pl):黄褐色,可塑为主,局部为硬塑,饱和,成份以粉粘粒为主,粘韧性中等,含少量砂、砾,手捻稍有砂感,干强度中等,无摇震反应,工程地质性能较好。

④粘土(Q3al-pl):黄褐色,可塑—硬塑,饱和,成份以粉粘粒为主,粘韧性中等,含少量砂、砾,手捻稍有砂感,干强度中等,无摇震反应,工程地质性能较好。

⑤残积砂质粘性土(Qel):系母岩——花岗岩风化成土并残留原地的产物,浅红、浅黄色,可塑—硬塑,饱和,其细粒土呈可塑—软塑状态。据颗分资料:石英砾含量为6.2%~12.80%,原岩组织结构已全部破坏,除石英外,其它矿物全部风化成土状。该土层属特殊性土,具有遇水易软化的特点,工程地质性能一般。

⑥-1全风化花岗岩(γ52):灰黄色,岩芯呈砂土状,手折易散,原岩组织结构已基本破坏,矿物成分除石英外均已基本风化成土状,遇水易软化、易崩解,完整性程度为极破碎,属极软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ级。

⑥-2砂土状强风化花岗岩(γ52):灰黄色,岩芯呈砂土状,手折易散,原岩组织结构已大部分破坏,矿物成分除石英外大部分风化成土状,遇水易软化、易崩解。完整性程度为极破碎,属极软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ级。

⑥-3碎块状强风化花岗岩(γ52):灰白色,岩芯呈3~8cm碎块状,矿物成分风化强烈,块体大部分已通体风化,节理裂隙发育,锤击易碎,钻进缓慢。属软岩,岩体完整性程度为极破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ级。

⑥-4中风化花岗岩(γ52):灰白色,岩芯呈2~25cm短柱状及2~8cm块状,主要矿物成分为长石、石英、云母等,锤击声脆,岩质较新鲜,中细粒花岗结构,块状构造,节理裂隙较发育,倾角以50°~65°为主,RQD=30%~45%,该层力学强度高。

2.2 水文地质条件

拟建场地原始地貌属海岸风积地貌,南侧约100m为七星海,地下水与海水有一定联系。在高潮位时统一测得地下水水位埋深为4.40~7.60m(标高为3.23~5.75m)。场地地下水类型主要有第四系松散岩类孔隙潜水,含水层有细砂①、细砂②;风化带网状孔隙裂隙水,含水层由全—强风化层组成;基岩裂隙水,主要分布于下部基岩风化带中,含水层为碎块状强风化岩及中风化岩。抽水试验综合图表见图3。

图3 抽水试验综合图表

3 地基基础方案分析

3.1 基础方案

场地开挖至地下室底板后,基底土以第四系上更新统冲洪积层为主,当建筑物荷重较轻时,可采用天然浅基础,以细砂②及粉质粘土②-1为基础持力层,基础形式可采用条形基础或筏板基础。当建筑物荷重较大时,建议采用桩基础。拟建地下室为地下一层,为减少地基不均匀沉降,拟建地下室建议结合主楼情况,采用相应的地基基础类型。

3.2 桩基分析与选型

旋挖灌注桩:旋挖灌注桩不必考虑降水问题,施工较安全,对周边环境影响相对较小,桩径、桩长可根据设计要求选择,能适应各岩土层;但工期较长,钻进效率较低,容易出现孔斜、卡钻、掉钻等事故;场地存在强透水层,易造成塌孔、涌水等事故,且有施工泥浆污染以及成桩质量较难控制等缺点。

预应力管桩:具有易施工、速度快;无震动、低噪音,无弃渣、弃浆排出的特点,不会引起环境公害;利用施工终止压力评估的单桩承载力,具有直观、迅速的特点,是其它桩型无法比拟的,质量易保证;能充分发挥地基土层的承载力,单桩承载力较高等优点。但存在该桩型的穿透能力较差,遇较大或较厚中密以上的砂、孤石等难以穿过,常有砍桩、接桩的浪费和麻烦;采用此桩型时,据钻探资料,场地细砂②、粘土④层沉桩有一定困难,且局部场地内有碎块状强风化或中风化孤石,最大粒径为1.50m,最小粒径为0.40m,分布不均,密集处孤石呈串珠状分布,不排除钻孔之间尚有岩脉和孤石或不均匀风化残留体分布的可能,对桩身穿透难度大。

综上所述,根据拟建场地工程地质条件并结合周边环境优先选择旋挖灌注桩,桩径可选用1000mm,以砂土状强风化花岗岩⑥-2作为桩断持力层。

4 单桩竖向极限承载力标准值估算

根据场地内各岩土体物理力学性质指标,依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008相关条款规定提供桩基设计参数,各参数详见表1。本次勘察选择ZK2、ZK107等孔按表1推荐参数估算旋挖灌注桩、预应力管桩单桩竖向极限承载力标准值,其估算结果详见表2。建议经静载试验确定。

表1 岩土体主要物理力学性质指标及桩基设计参数建议取值表

表2 单桩竖向极限承载力标准值估算表

5 结论

根据场地岩土工程条件,建议拟建1#~3#楼、5#楼(26层)采用桩基础,桩型建议采用旋挖灌注桩,以砂土状强风化岗岩⑥-2为桩端持力层;也可采用预应力管桩,以砂土状强风化岗岩⑥-2为桩端持力层。

拟建6#~13#、15#~19#楼(1~4层)建议采用天然浅基础,以细砂②及粉质粘土②-1为基础持力层,基础形式可采用条形基础或筏板基础。采用浅基础需根据拟建物荷载进行地基变形验算,若强度不能满足设计要求,应采用桩基础,桩型建议采用旋挖灌注桩,以砂土状强风化岗岩⑥-2为桩端持力层;也可采用预应力管桩,8#、9#、11#~13#、15#~17#楼以全风化岗岩⑥-1或砂土状强风化岗岩⑥-2为桩端持力层;6#、7#、10#、18#、19#楼以粘土④、全风化岗岩⑥-1或砂土状强风化岗岩⑥-2为桩端持力层。

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