摘 要：文章以某地小區住宅項目工程為例,對工程地質勘察的應用進行分析,提出存在的技術問題,探討相應的對策措施,為后期工程設計、施工提供必要的依據,保障建筑物的穩定和質量安全。
關鍵詞：地質勘察; 應用; 對策措施;
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1 工程概況擬建工程場地為拆遷地。
根據區域資料分析,該場地所處的地貌單元屬黃河沖積平原,地勢西、南高而東、北低,總體自西南向東北傾斜。地形較平坦,交通方便,場地環境簡單。該擬建建筑物結構層數、結構形式、基礎埋深及類型見表1,擬建建筑物的基坑最大開挖深度為7.5m,基坑安全等級為二級,重要性系數γ0=1.0。根據規范,本工程擬建33F住宅樓重要性等級為一級,其它建筑重要性等級為二級-三級,場地等級和地基等級為二級。
2 勘察方案選擇勘探點的布置根據規定及設計要求按建筑物周邊線和角點布置,孔間距均小于30m。25-33F住宅樓:一般孔深為50.0m,控制孔深為60.0m;9F住宅樓:一般孔深為25.0m,控制孔深為30.0m;地下車庫一般孔深為20.0m,控制孔深為20.0m。
3 地質勘察存在的問題及對策
3.1 場地地質及水文特征在勘察深度范圍內,場地內地層劃分為九層,土層特征由上而下如下;第1層雜填土;第2層粉質粘土;第2-1層粉質粘土;第3層粉質粘土;第4層粉質粘土;第5層細砂,以雜填土、粉質黏土及細砂為主。勘探深度范圍內,地下水水位埋深約5.2-6.5m,標高在72.0m左右,地下層潛水含水層系孔隙水類型,含水層巖性為粉質粘土層。地下水受降水和地下徑流補給,地下水動態受開采和地下徑流排泄影響。根據區域資料,地下水多年水位變幅1.5m,根據調查該區域近3-5年水位最高水位3.0左右,歷史最高地下水位為2.5m、標高為76.0m左右。場地抗浮水位標高可按76.0m設計。地下水對水位以下的土體和結構有靜水壓力作用,并產生浮托力,地下車庫基坑最深開挖深度6.0m左右,在沒有降水條件下,地下水對基底具有浮力作用。基底標高在76.0m以下的建筑在設計時考慮地下水對基礎的浮力作用,并進行抗浮驗算。
3.2 地震效應該地區抗震設防烈度為8度,場地峰值加速度為0.20g,反應譜特征周期為0.55s,各擬建建筑物抗震設防類別均為標準設防類(丙類)。場地波速測顯示,場地20米以淺等效剪切波速值Vse=227.91m/s,覆蓋層厚度大于50m,場地地基土的類型為中軟土,建筑場地類別為III類。本場地屬對建筑抗震一般地段。
4 地基基礎方案對比分析
4.1 天然地基方案擬建25-33層高層建筑荷載太大,不宜采用天然地基。4#～8#層住宅樓若采用天然地基筏板基礎,以第1層雜填土或第2層粉質粘土作持力層,將基底下殘留的第1層雜填土全部挖除,用級配砂石或三七灰土分層夯實回填至基底設計標高,處理后可按第2層粉質粘土考慮,墊層的壓實系數不小于0.97,墊層的承載力特征值不宜小于160kPa、應由現場載荷試驗確定且需滿足設計要求。地下車庫若采用天然地基獨立基礎,以第3層粉質粘土或第4層粉質粘土作持力層。
4.2 復合地基方案
4.2.1 CFG樁復合地基的可行性CFG樁加固機理包括置換作用,其中以置換作用為主,CFG樁復合地基中由樁承擔的荷載一般為40%—75%,根據建筑施工經驗,若采用CFG樁復合地基,地基承載力的提高幅度可達3倍左右。擬建場地采用CFG樁復合地基可采用干作業成孔避免產生泥漿等,對周邊噪音污染較小,由于目前多采用長螺旋成孔,管內泵壓混合料灌注成樁,故在拔管的同時進行壓灌并控制提升速度,可避免因空樁產生縮徑和地表土體開裂,該成樁工藝對周圍土體、鄰近建筑等環境基本不存在不利影響,能滿足設計要求,其工期短,造價低,經濟效益明顯。綜上所述,擬建建筑物采用CFG復合地基是可行的。
4.2.2 CFG樁復合地基承載力計算按照規范,對復合地基進行驗算,擬建高層建筑可以第5層細砂作為樁端持力層。對單樁豎向承載力特征值Ra、復合地基承載力特征值fspk進行計算,復合地基承載力特征值fspk>基底壓力Pk,持力層強度滿足要求,適宜采用CFG樁復合地基方案。以1#樓、9#樓為例進行沉降計算,計算得出的最終沉降量分別為34.18mm、28.52mm,地基變形在允許范圍內,基礎寬度方向上的最大傾斜為0.0010<0.0025,建筑物不會發生整體傾斜。擬建建筑物若采用CFG樁復合地基,依據規范,CFG樁復合地基不需進行軟弱下臥層驗算。
4.2.3 高低層建筑基礎差異性對策在基礎施工時,可采取:(1)結構設計時在住宅樓與地下車庫之間設置后澆帶,待主樓結頂沉降趨于穩定后,再澆筑后澆帶。(2)調整高層建筑與地下車庫之間的連接剛度,或進行樁長、樁徑、樁間距的優化。(3)合理安排施工順序,應先施工主樓,待主樓結頂沉降趨于穩定后,再施工地下車庫。
4.3 地基基礎方案選擇依據場地巖土工程條件和擬建建筑特點,各擬建建筑物地基基礎可采用以下方案:(1)1#、2#、3#、9#高層住宅樓不能采用天然地基筏板基礎,可采用CFG樁復合地基上筏板基礎。(2)4#～8#層住宅樓可采用筏板基礎,以第1層雜填土或第2層粉質粘土作持力層,將基底下殘留的第1層雜填土全部挖除,用級配砂石或三七灰土分層夯實回填至基底設計標高,處理后可按第2層粉質粘土考慮,墊層的壓實系數不小于0.97,墊層的承載力特征值不宜小于160kPa、應由現場載荷試驗確定且需滿足設計要求。(3)地下車庫可采用天然地基獨立基礎或天然地基筏板基礎,以第3層粉質粘土或第4層粉質粘土作持力層,由于第3層粉質粘土跟第4層粉質粘土的物理力學性質差異較大,為了減小不均勻沉降,可采用天然地基筏板基礎。
5 結論工程地質勘察是設計和施工的基礎,在建設成本和保證工程質量方面具有重要意義。因此,未來在工程建設領域應更多的重視工程地質勘察與基礎設計施工的聯系,提高勘察成果和設計成果的利用效率,促進工程建設水平不斷提升。
參考文獻[1] 唐彬.工程地質勘查存在的問題與對策[J].現代國企研究,2018(22):162.
