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围场县东苑小区地基处理方案评价研究

2021-04-10王学立

工程技术研究 2021年6期
关键词:场区工程地质标高

王学立

承德市地质队,河北 承德 067000

1 工程概况

拟建围场县东苑小区17#~19#楼、21#~22#楼、26#~27#楼及地下车库,该项目由7个住宅楼和1个地下车库组成。住宅楼结构类型为框架-剪力墙结构,层数为14~19层,高度为42.99~57.49m,室内地坪标高为867.85~870.85m,设计基础底板标高为858.05~863.05m,预估荷载为260~360kPa,拟采用基础形式筏板基础。地下车库结构类型为框架结构,地下1层,层高为4.6m,占地面积约24340m2,基础埋深为7.4m,预估荷载为45kPa,拟采用基础形式独立基础。拟建工程重要性等级为一级、场地等级为二级,结合地基等级为二级,综合划分勘察等级属甲级勘察工程。

2 场区自然气象及水文地质条件

该区属温带大陆性季风气候,冬季寒冷干燥、夏季温热多雨。气候受地形影响变化较大,年平均气温为6.1℃,1月平均气温为-11.9℃、4月平均气温为8.7℃、7月平均气温为22.1℃、10月平均气温为7.1℃,极端最低气温为-28.6℃,极端最高气温为37.8℃,积温为2921℃。年日照为2850h,年平均降水量为503mm,雨季集中在6—8月,变率较大。9月中下旬至5月上中旬为霜冻期,无霜期约125d,最大冻土深度为1.5m,夏季多雷雨、冰雹,对农作物生长有一定的影响。

勘察期间为枯水期,根据钻探揭露,场区在揭露深度内均见地下水,勘察期间实测稳定水位埋深为16.6~30.3m,稳定水位标高为844.68~845.34m,平均标高为844.95m。据区域地质及水文地质资料,结合该场地实际情况,场地地下水主要为第四系孔隙潜水,圆砾层为其含水层,地下水主要受农田灌溉的垂直渗入补给和大气降水的补给,以蒸发、侧向径流及工程施工降水等方式排泄。地下水动态类型属伊逊河蒸发~径流型,地下水位动态主要受气象、水文、灌溉等因素影响呈季节性变化。根据收集的水文地质资料,该区近3~5年水位变幅为1~1.5m,历史最高水位标高为847m,近年来地下水水位呈下降趋势,综合考虑建议抗浮水位取847m。

3 场区工程地质条件

该拟建物位于围场县县城北侧,紧邻承德-围场S254省道,距国道G111约2km,交通便利。场区地貌单元属伊逊河一级阶地,冲洪积相,场地标高在861.38~875.55m,场地地形变化较大,总体上东高西低。在钻探所达深度范围内,按地基岩土的物质组成、结构构造特征、物理力学性质及成因类型等特点,场区地层自上而下共分为4层:第一层①杂填土(Q4ml),第二层②细砂(Q4al+pl),第三层③圆砾(Q4al+pl),第四层④1强风化凝灰质砾岩(K1n)、第四层④2中风化凝灰质砾岩(K1n)。

4 地基处理方案评价

(1)复合地基承载力估算。以该项目最高拟建物16#楼角ZK122为例,基底标高为857.05m,基础准永久荷载值为360kPa。根据拟建物特征,设计桩径为0.4m,桩长为11m,桩间距Sa为1.4m,桩间土天然地基承载力特征值fak为80kPa。经计算,单桩竖向承载力特征值Ra为924.7kN,复合地基承载力fspk为444.3kPa,大于基础准永久荷载值420kPa,满足规范要求。

(2)建筑抗震设计条件。根据《建筑工程抗震设防分类标准》(GB 50223—2008)3.0.2规定,确定其抗震设防类别为乙类。此次钻探揭露自上而下划分为4个工程地质层,采用SWS面波仪对该区钻孔进行等效剪切波速测试,计算等效剪切波速均值为225m/s,判定场地土属于中软土。根据覆盖层的厚度(均值为12.4m)及场地土的等效剪切波速判定场地类别为Ⅱ类,按国家地震局的有关文件,根据国家标准《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)(2016年版)的规定,该区抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计特征周期为0.35s,地震分组为第一组,属于建筑抗震一般地段。该场地所在区域抗震设防烈度为6度,故不考虑地基土的液化性。

(3)地基均匀性和稳定性评价。16#~27#楼、38#~41#楼、4#~6#楼地下车库采用CFG桩对地基进行处理,以③层圆砾作为桩端持力层,形成复合地基。桩端地基持力层为③圆砾层,属同一地貌单元,③圆砾层位稳定,压缩性低,分布均匀,持力层底面坡度相差小于10%,压缩性低,属均匀地基,工程地质条件简单,尚未发现新近构造活动痕迹,场地地基稳定性为基本稳定,较适宜该项工程建设。

(4)评价成桩可能性及其对环境的影响。此次钻探自上而下共分为4个工程地质层:依次为①杂填土,②细砂(②1细砂、②2粉土、②3圆砾),③圆砾(③1细砂),④1强风化凝灰质砾岩、④2中风化凝灰质砾岩。②细砂呈稍密—中密状态,成桩可能性较好,易于成桩。拟建场地地下无洞穴,无供暖、供热、地下光缆等管线,场地较开阔,无居民区,场地条件满足施工要求,对周围环境影响较小,适宜桩基础施工。

(5)场地的稳定性及工程建设适宜性。根据行业标准《城乡规划工程地质勘察规范》(CJJ 57—2012),场地的稳定性及工程建设适宜性从有无活动断裂、抗震地段划分、不良地质作用的发育程度三个方面进行判别。拟建场地内未发现断层构造通过,也未发现新构造运动痕迹;主要地层连续,属抗震一般地段,不良地质作用不发育。拟建场地为基本稳定场地,地形平坦,地貌简单,地面坡度小于10%,岩土种类较少,分布较均匀,工程性质良好,地下水对工程建设影响较小,工程建设适宜性定性分级为较适宜。

(6)基础建议方案。在实际的建设施工过程中,由于施工场地的地质条件较为复杂,与CFG桩复合地基的施工工艺技术较多(振动沉管CFG桩、中心灌注CFG桩基础施工工艺等),再加上施工周期、环境保护、施工成本及其他因素的影响,如何选择最佳的CFG桩复合地基处理施工方案成了现场施工人员所要思考的关键问题。CFG桩振动沉管施工的速度较快,能在规定的完工期限内顺利竣工,但无法有效保障施工技术水平与施工质量,施工噪声较大,其应用范围逐渐由城市转变为郊区和农村;CFG桩复合地基处理施工的应用范围逐渐扩大,应用推广经验逐渐丰富,施工速度较快、施工周期较短、施工成本较低、施工噪声较小甚至完全没有噪声。拟建17#~19#楼、21#~22#楼、26#~27#楼及地下车库,根据拟建工程特点、场地土及该场区施工经验,建议采用CFG桩对地基进行处理,以③层圆砾作为桩端持力层,形成复合地基;CFG桩桩径、桩长及桩距由设计单位根据楼的实际情况计算确定,桩和基础之间放置200~300mm褥垫层,采用筏板基础为宜。高层建筑物与低层建筑物之间需设置沉降缝。采用CFG桩对地基进行处理时,按当地经验,桩端阻力发挥系数α可取1.0,单桩承载力发挥系数λ可取0.8,桩间土承载力发挥系数β可取0.9,处理后桩间土承载力特征值可取天然地基承载力特征值。

5 结论和建议

(1)根据野外钻探资料及《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)(2009年版),结合现场原位测试及地区经验,综合考虑,场地无不良地质作用,岩土工程地质条件较简单,均匀性较好,有利于该工程建设。

(2)场地土的标准冻结深度为1.5m,基坑边坡坡顶禁止堆载、超载重大荷载物,届时宜对基坑位移进行观测,实施信息化施工。该拟建物应做好沉降观测,设计时应考虑回弹或回弹压缩变形,对基坑工程应进行基坑位移、沉降和相邻建筑变形观测。

(3)基槽开挖后,应通知相关单位验槽,发现问题应及时处理。采用CFG桩对地基进行处理工作完成后,需进行相关检测,检测结果满足设计要求后,方可进行下一步工序。

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