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某工程岩土工程分析及基础选择建议

发表时间：2020/9/27 来源：《基层建设》2020年第17期作者：李涛张彬

[导读] 摘要：岩土工程勘察的目的就是在查明场地工程地质、水文地质的情况下，为拟建建筑推荐经济合理性、技术上可行性的基础形式。

        核工业金华勘测设计院有限公司浙江省金华市 321000
        摘要：岩土工程勘察的目的就是在查明场地工程地质、水文地质的情况下，为拟建建筑推荐经济合理性、技术上可行性的基础形式。因此建筑工程的基础选型及建议对于岩土工程勘察有着重要的意义。本文结合某工程的水文、工程地质条件，对该项目基础选型进行分析及建议。
        关键词：岩土工程；勘察；建筑工程；基础选型
        一、工程概况
        该工程位于温州市文成县百丈漈镇天顶湖景区。工程总用地面积13942m2，总建筑面积27994m2。工程由31幢2+1F（1层为架空层）别墅（A户型）、39幢2～3F别墅组成。
        二、场地工程地质条件
        1、地形地貌及地质构造
        拟建场地多为山丘，地势起伏大，用地红线内高度不一，场地自然标高636.07～665.9m之间，相对高差约29.83m。本区地貌分区属浙南中山区。拟建场地地貌为侵蚀剥蚀低山。
        根据区域地质资料，拟建场地未发现有明显断裂迹象，区域地质构造稳定。
        2、地基土构成与特征
        ①0素填土：灰黄色、褐红色、红褐色，松散～中密，干～稍湿。成分主要由碎石、碎屑、粘性土及少量植物根茎、建筑及生活垃圾组成，局部含少量块石，其中碎石约占10～30%左右，粒径一般2～8cm，块石直径大于40cm，块石、碎石原岩成分为凝灰岩，强～中等风化，为新近山坡平整时回填形成，均匀性差。该层厚度较大，设计时应注意地基土的不均匀沉降。
        ⑨1粉质粘土（el-dl）：
        灰黄色，可塑。土切面稍光滑稍有光泽，摇振反应无，干强度及韧性中等。局部含少量砾石。属中压缩性土。土质不均匀。
        ⑨2含碎石粉质粘土：
        褐红色、褐黄色、红褐色，可塑。土切面稍光滑稍有光泽，摇振反应无，干强度及韧性中等。含碎石，碎石原岩成分为凝灰岩，强～中等风化，含量5%～30%，粒径一般0.2～5.0cm，碎石含量不均，局部地段相变为粉质粘土碎石。属中压缩性土。土质不均匀。
        ⑩凝灰岩：灰白色、灰褐色、黄褐色、红褐色、灰红色，凝灰结构，火山灰胶结。根据风化程度分以下2个亚层。
        ⑩2强风化凝灰岩：
        灰白色、黄褐色、灰褐色、红褐色、灰红色，原岩结构基本清晰，节理裂隙发育，裂隙面由泥质、铁锰质充填，岩芯破碎，以碎块状、块状为主，少量短柱状。低压缩性，力学强度较高。
        ⑩3中风化凝灰岩：
        灰红色、灰褐色、红褐色、紫红色，勘察孔深度内无洞穴、临空面、破碎岩体或软弱岩层。岩石组织结构清楚完整，岩石风化裂隙发育一般，裂隙面大多处于闭合状态，岩芯长8～30cm，岩芯采取率80～90％。是本工程良好的桩端持力层。场地持力层中风化岩持力层起伏大，桩的稳定性差，应增大桩端全截面入岩深度，以防嵌岩深度不够时桩基产生滑移、断裂，基础失稳。
        三、场地水文地质条件
        1、地表水
        拟建场地附近无地表水体分布。
        2、地下水
        地下水按形成时代、成因和水理特征可划分为基岩裂隙水。
        基岩裂隙水赋存于基岩凝灰岩裂隙中，无统一的地下水位，介质含水性、导水性差，水量极贫，水质优良，季节性动态变化大。地下水径流条件较差，主要受松散岩类孔隙水及大气降水补给，以侧向渗流及向低洼处以泉形式排泄为主。
        根据场地取水试样分析结果，地下水对混凝土结构具微腐蚀性；对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
        四、地基基础方案分析评价
        1、天然地基方案分析评价
        拟建物荷载较小，本工程强风化凝灰岩及中风化凝灰岩埋深浅地段可采用浅基础，以⑩2强风化凝灰岩、⑩3中风化凝灰岩为基础持力层。

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        设计采用天然地基方案时，基坑（槽）挖好后，应做好验槽工作；基础开挖应留一定的安全边坡，建议边坡坡度允许值（高宽比）①0素填土为1：1.5，⑨1粉质粘土、⑨2含碎石粉质粘土为1：1.0，⑩2强风化凝灰岩为1：0.5，⑩3中风化凝灰岩可直坡开挖，局部坍塌处可采用砂袋堆砌护壁。
        2、桩基方案分析评价
        根据场地工程地质条件及当地成桩经验，本工程⑩2强风化凝灰岩、⑩3中风化凝灰岩可作桩端持力层。本工程可采用的桩型有：
        （1）冲孔灌注桩：因冲击能力大，穿透力强，在土层及岩石中均较易穿过，不受地下水影响，桩长、桩径灵活性较大等优点，是一种较理想的成桩形式。
        （2）钻孔灌注桩：施工周期较长，造价较高，但桩型、桩长选择自由度大，无挤土效应，造孔需用泥浆护壁，对环境有较大污染，应调整好泥浆比重，做好护壁工作，同时做好水下浇灌混凝土工作。灌注桩承载性能受施工因素影响较大，应采取有效措施。
        （3）人工挖孔灌注桩：桩的受力性能可靠，不需大型机具设备，施工操作工艺简单，可直接检查桩底岩土层情况，单桩承载力高，无环境污染，施工速度较快等特点。因工程情况需使用人工挖孔桩时应注意以下事项：
        1）、人工挖孔桩为浙江省限制使用类型，不允许用于软土地层，地下水位高的砂土层等地层及含有沼气等有害气体的特殊地层。因工程情况需使用人工挖孔桩的项目，施工单位应制定专项施工方案并论证。
        2）、每次下孔作业前，必须做好孔内空气检查、孔洞安全防护检查工作，并在现场配备防毒面具。
        根据以上分析及地区成桩经验，本工程强风化凝灰岩、中风化凝灰岩埋深较深地段建议采用端承桩基础，桩型采用钻（冲）孔灌注桩或大口径人工挖孔桩，以⑩2强风化凝灰岩或⑩3中风化凝灰岩为桩基持力层，桩端进入持力层应≥1D，桩长≥6.0m，钻（冲）孔灌注桩桩径600mm、大口径人工挖孔桩桩径800mm。
        桩基设计、施工时应注意以下事项：
        ①桩基施工严格按规范及设计要求施工，确保施工质量及施工安全。
        ②灌注桩桩孔成孔时，应采取护壁措施，成孔后经验槽确认桩端进入持力层设计深度及清底符合设计要求后，应按设计要求及时浇灌混凝土。
        ③钻孔中心与桩中心的偏差不得大于50mm，钻孔的垂直度应小于1%，孔底沉渣厚度不大于50mm。
        ④桩基施工竣工后，应根据规范要求，进行动测及静压试验，以检验桩身质量及承载能力。
        结论与建议
        根据拟建物特点及场地岩土工程地质条件，场地内⑩2强风化凝灰岩、⑩3中风化凝灰岩层埋深变化大，在其埋深浅地段可作为拟建物天然地基持力层，埋深较深地段可作为拟建物桩基础持力层，桩型采用钻（冲）孔灌注桩或大口径人工挖孔桩。当拟建物处于边坡附近时，为保证基础的稳定性，拟建物应优先考虑采用桩基础。同一建筑采用不同的基础持力层时，设计时应考虑地基的不均匀沉降。因基础持力层埋深变化大，未来基础施工时应加强野外基础持力层鉴定工作，必要时应进行补充勘察。
        参考文献：
        [1]《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009年版）
        [2]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
        [3]《建筑抗震设计规范》（GB50011－2010，2016年版）
        [4]《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）
        [5]《土工试验方法标准》（GB／T50123-1999）
        [6]《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266-2013）
        [7]《工程测量规范》（GB50026-2007）
        [8]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
        [9]《建筑工程地质勘探与取样技术规程》（JGJ/T87-2012）
        [10]《房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编制深度规定》（2010年版）
        [11]《工程建设岩土工程勘察规范》（DB33/T 1065-2009）
        [12]《建筑地基基础设计规范》（DB33T1136-2017）
        [13]《岩土工程勘察文件编制标准》（DBJ10-5-98）