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超高层建筑工程岩土勘察及建议

发布时间:2019-09-05

随着现代城市建设的飞速发展,高层(超高层)建筑的比重不断增加。做好高层建筑前期的岩土勘察分析与基础处理工作是非常重要的。本文对“怡翠晋盛嘉园项目”超高层建筑岩土工程地质勘察进行了分析,并提出了基础开挖、支护施工、基础施工处理建议,以供同仁参考。

超高层建筑具有很强的安全性要求,其建设质量对于周边建筑亦有重要影响。岩土勘察工作作为工程基础施工之前的重要准备工作,对于后续工程项目的施工有着重要的意义,岩土勘察分析人员必须本着高度的责任感,保证岩土勘察工作的科学和准确。

1.工程概况

怡翠晋盛嘉园项目(E区二期)工程拟建物为:①栋~④栋(A、B座)共4栋(8座),均为48层高层建筑,高度H=150m。本项目居住区规划总用地面积为18125m2,绿地总面积为6536m2,绿地率为36.06%。项目采用桩基础,结构型式框架-剪力墙结构或框架结构,项目设有两层地下室,设计建筑物室内地坪±0.00为绝对标高5.00m(1985国家高程基准,下同),地下室顶板绝对标高为5.00m;一层地下室底板绝对标高为-0.6m,二层地下室底板绝对标高为-4.50m。现场的地面标高为3.19m~4.30m,开挖深度8.0m。本次勘察的目的是:查明拟建场地地基内岩土层类型、分布、厚度、埋深及其物理力学性质,分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力,查明有无不良地质作用及其危害性等,为拟建物的基础设计、施工提供岩土工程地质资料。

2.岩土工程地质特征

本工程由设计方在场地内共布置钻探孔40个,其中控制性钻孔17个,一般性钻孔23个。建筑物钻孔间距10m~18m不等,基坑及周边钻孔间距约25m~30m不等。根据本次钻探揭露,本场地之地基由第四系人工填土(Qml)、第四系冲淤积土(Qal)和始新世宝月组(E2by)碎屑岩组成;岩土种类较复杂。始新世宝月组揭露岩性为泥质粉砂岩、细砂岩。在风化基岩中普遍存在“软、硬”夹层或互层现象。综合本次勘察钻孔,工程地质剖面总体分9层,再将夹层分为2个亚层。

3.水文地质特征

拟建场地处于北回归线以南,属亚热带季风气候区,受海洋气候调节,气候温暖、潮湿、雨量充沛。场地及近场附近无地表水系。钻探施工终孔后实测各钻孔地下水初见水位埋深为1.50m~2.60m;终孔24小时后测得相对稳定水位埋深在2.00m~2.60m之间,平均2.12m;即标高0.74m~2.20m之间,平均1.34m。

本次所测地下水位是勘察期间的水位,不能代表本场地的长期稳定水位,更不是建筑物设计使用年限内可能产生的最高水位。地下水类型主要为赋存于填土层的上层滞水、第四系松散土层孔隙潜水和基岩裂隙水共三类。本场地勘察在GZK1、GZK18钻孔各取工程水样1个,共2个。经分析:pH=7.02~7.04,属中性水;按总矿化度=231.67mg/L~242.41mg/L,属淡水。水化学类型均为:HCO3•SO4-Ca型水。根据水质腐蚀性判别结果,综合评价:本场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。应按《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-2008)进行腐蚀防护。

4.基坑开挖与支护建议

拟建物为超高层建筑,设计有两层地下室,基坑底板标高-4.50m,开挖深度8.0m,基坑西侧为百顺道,东侧为百合道,南侧为富华路,环境条件较简单。基坑开挖深度范围内土层主要为人工填土、粉质粘土、淤泥质土及中砂。地下水位较高,根据本场地抽水试验资料结果,基坑降水降深6m~8m时,降水影响半径达50m~75m。工程地质条件比较复杂,基坑安全等级为二级。

根据基坑场地的周边情况及场地岩土层特征,基坑开挖工程不宜采用放坡开挖,建议采用围蔽开挖。基坑土方开挖完成后应立即对基坑进行封闭,防止水浸和暴露,并应及时进行地下结构施工。基坑支护建议采用旋挖灌注桩或钻孔灌注桩排桩支护,桩间采用水泥搅拌桩止水方案;本场地砂土层发育,地下水丰富,必须结合采用管井井点降水。该方案由四部分组成:支护系统、支撑系统、止水系统和排水系统。支护系统采用排桩,桩型为旋挖灌注桩或钻孔灌注桩。

支撑系统采用围檀和支撑组成,支撑形式可用钢筋混凝土内支撑、钢结构内支撑或联合使用。采用管井井点降水和排水。确保基坑开挖顺利进行。基坑开挖时对基坑周围地面进行抹砂浆、设排水沟等地面防护措施,防止雨水渗入基坑,影响基坑稳定;基坑底部应做好截水措施,防止基坑底隆起,以确保施工安全。基坑降水与开挖对周围道路、地下管线有较大的影响。建议加强对地下室基坑施工期间的监测,及时把信息反馈给设计和施工单位,及时对工程进行调整,确保基坑安全和合理施工。

5.基础施工建议

(1)地表分布有大面积的人工填土,应考虑负摩阻力对桩基承载力和沉降的影响。建议采取减少负摩阻力的措施,如:

①施工前进行挤密处理;

②在确定单桩承载力时,若桩周有人工填土、淤泥质土软土时,则不计算上述土层的桩周摩擦力;

③对于端承型桩基,由于其桩端持力层较坚硬,受负摩阻力引起下拉荷载后不致产生沉降或沉降量较小,此时负摩阻力将长期作用于桩身中性点以上侧表面。因此应计算中性点以上负摩阻力形成的下拉荷载,并以下拉荷载作为外荷载的一部分验算桩基承载力;

④对于各桩基周围受到不均匀堆载、不均匀降水或土层自身不均匀时,将出现不均匀沉降,各桩基因负摩阻力产生的下拉荷载和沉降也会是不均匀的,因此,需考虑负摩阻力验算桩基沉降。

(2)本场地第(4)层中砂,厚度较大,中密为主,若采用冲(钻)孔灌注桩时,泥浆浓度要适度;要控制钻进速度,不能太快;这样才能护好孔壁,以防塌孔。

(3)当冲(钻)孔灌注桩施工时,穿越硬夹层或者陡峭岩面时,应采取切实可行的施工方法。部分地段软土较厚,桩基施工时应防止缩颈。

(4)在风化基岩中存在“软、硬”夹层现象,桩基设计与施工时请予以注意。采用预应力混凝土管桩,应注意施工方法,防止由于软硬突变,造成断桩或桩头碎裂,确保成桩质量。

(5)桩基础施工应考虑噪声、振动及废水、废土对环境的影响,应采取相应的环保措施。

6结论

高层建筑如果前期岩土勘察工作开展不到位,就会用影响后续工程处理工作的开展,进而影响整体工程质量,最终提高工程造价,甚至发生安全事故。本工程拟建建筑物为4栋8座超高层建筑(楼高48层),建筑工程重要性等级为一级,总体评价本场地处于地质构造相对稳定区,岩土工程地质条件较差,但属相对稳定地基,在充分考虑不良地质因素前提下,并采取相应的措施后,适宜拟建物兴建。

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