摘 要:文章针对贵阳市妇女儿童活动中心场地的基本地质条件,对工程建设中主要的工程地质问题和工程勘察的重点和难点进行了分析。同时,结合评价结果,对设计、施工等提出合理、可行的工程措施建议,确保工程安全可靠、优质顺利的施工建设。
关键词:贵阳市;妇女儿童活动中心;岩土工程勘察
1 工程及勘察工作概况
贵阳市妇女儿童活动中心,位于贵阳市金阳新区,诚信路西侧。拟建工程由1#-接待中心、2#-办公楼及-1F地下室、3#-剧场、4#-幼儿园组成。本次研究为3#-剧场部分,平面呈圆形(D=30m),框架结构,对沉降差异敏感,拟采用基础形式为桩基础或独立基础。
2 场地基本工程地质条件
拟建工程区属贵阳岩溶盆地北面的低中山溶蚀残丘、沟槽地貌区。总体地势西高东低,地面高程1285.85~1290.93m,高差5.08m,坡度5°~25°,局部为陡坎。场内无地面建筑物。主要地面工程为紧邻场地东侧的诚信路,路面宽约30m,为混凝土路面。工程环境条件较简单。工程区位于贵阳复式构造区贵阳向斜北西翼边缘,南北向的下麦西~二铺背斜东翼,岩层呈单斜构造,倾向110°,倾角20°。
3 场地岩土工程评价
3.1 场地稳定性评价
场地及邻近地段无活动性断层通过,场内总体地势较平缓,场地内无地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象,场地总体稳定性较好,适宜工程建设。
3.2 场地类别划分
场地覆盖层为耕植土、红粘土,厚度为0.00~13.0m,平均厚度8.60m。剪切波速值为180~250m/s,拟建场地覆盖层主要为中软场地土,下伏基岩为石灰岩,平场后场地较平整,场地属可进行建设的一般场地,属Ⅱ类场地。区内设计地震基本加速度值为0.05g,设计特征周期为0.35s,相应地震基本设防烈度为6度,建筑场地内及附近无活动性断裂通过,区域稳定性较好。
3.3 场地岩土物理力学指标确定
3.3.1 承载力的确定。根据含水比标准值aw=0.68,按《贵州建筑地基基础设计规范》(DB22/45-2004)查表得硬塑红粘土fak=210(KPa),可塑红粘土fak=180(KPa),软塑红粘土fak=140(KPa)。根据土的抗剪强度指标及计算公式,当基础形式为独立柱基,假定基础底面宽3.0m,埋深0.5m,计算红粘土承载力特征值,计算结果为:硬塑红粘土fa=189.17(KPa),可塑红粘土fa=143.33(KPa),软塑红粘土fa=100.79(KPa)。考虑红粘土为中压缩性土及建筑经验,各土质单元及力学参数建议指标为:硬塑红粘土fa=190(KPa),可塑红粘土fa=150(KPa),软塑红粘土fa=100(KPa)。
3.3.2 岩石物理力学指标确定。根据建筑地基规范规定,岩体属较破碎岩体,考虑到结构面间距、宽度、产状及其组合的规律等因素的影响,综合确定Ψ=0.10,计算确定fa=4830KPa。考虑施工爆破、岩溶强发育等因素,结合邻近施工开挖验槽资料,场区岩体较破碎,故建议地基承载力特征值采用:fa=4000KPa
3.4 地基岩土评价、持力层选择及建议基础形式
3.4.1 耕植土。场地内耕植土,土层厚度不均,分布连续,力学强度低,不能作基础持力层。
3.4.2 红粘土评价。场地内挖至±0.00设计标高后红粘土厚度为0.00~12.00m,考虑基础埋深为1.5m,地基部分为岩,部分为土。而拟建建筑的最大荷载为5683KN/柱,垂直方向深度内红粘土起伏较大,极不均匀;按地基变形计算深度公式:单独基础Z=Z1P1+1.5=18.55m;由于拟建物为框架结构,根据计算结果综合评价:拟建物区域内红粘土厚薄极不均匀,故本场地红粘土地基为不均匀地基。经计算2a交Fb柱基(3-32钻孔),其沉降深度为11.28mm,16d交Eb柱基(3-4钻孔),其沉降深度为28.7mm。
通过对2a交Fb柱基(3-32钻孔)、16d交Eb柱基(3-4钻孔)两相邻柱基的最终沉降量计算,其沉降差为:28.7-11.28=17.42mm>0.002L=12.00mm,不能满足规范求。据钻探查明,拟建场地内红粘土平面分布厚度差异较大,垂直方向状态差异较大,基岩面起伏较大,基底为土岩组合地基,土体水平和垂直方向分布极不均匀,部分缺失,石芽外露。拟建工程荷载较大,若采用该土层作持力层,不宜控制拟建物的差异沉降。红粘土不宜作拟建物的地基持力层。
3.4.3 岩石地基。中风化石灰岩岩性致密,平面岩体总体连续。局部基岩面起伏大,岩体溶洞及溶蚀裂隙发育,溶蚀洞隙处理后,地基强度总体较高,地基稳定性较好,是较好地基持力层。
4 基础施工中的岩土工程问题及处理意见
4.1 按现设计方案,拟建物设计±0.00标高H=1094.00m。根据现环境地形条件,场地将进行回填,回填高度为4.00~6.30m。建议分层夯实回填土方,以避免地坪开裂。
4.2 采用人工挖孔桩基础时,因场地内基岩中存在地下水,水量较丰,应准备相应的降、排水设备。基础施工时降、排地下水应密切关注排水水质情况。
4.3 建议抽排地下水采用集中降水与分散排水的方式平稳、连续进行。施工宜快速进行或避开雨季,防止涌水量过大导致无法施工或施工难度过大。
4.4 场地岩体中局部隐伏型岩溶裂隙强发育,为防止爆破施工对持力层造成二次破坏,采用桩基方案时施工嵌岩部分应采用人工开凿或可靠的爆破方式;场地内局部土层厚度较大,有软土分布地段易因基础开挖施工诱发涌土,应采取有效的护壁措施确保施工人员安全。
4.5 部分地段基岩面或基础埋深大,基础施工时需穿越厚度较大的软、流塑红粘土或规模较大的岩溶现象时,为防止涌土或地下水过大造成施工困难和诱发地面不均匀沉降、塌陷等地质灾害,故深桩(现地面以下大于12.00m,岩溶强发育地段)桩孔成孔工艺建议采用机械成孔。
4.6 鉴于现场地耕土厚0.3~1.8m。需再回填4.00~6.30m到±0.00标高,与相临建筑1#-接待中心±0.00标高(1288.30)、2#-办公楼±0.00标高(1290.50)相差3.50~5.70m。建议:①增设1层地下室;②挖除耕土后,用砂碎石土分层碾压回填;③加强桩基础联系梁的刚度,在基础联系梁上作现浇钢筋砼板或铺设预制板做室内地坪。
5 结论与建议
拟建场地为溶蚀残丘,场地整体稳定性较好,适宜建筑;场地工程区抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,特征周期为0.35s,属设计地震第一组区。场内地形较平缓,场地属可进行建设的一般场地,属Ⅱ类场地;根据拟建工程结构及其荷载特征,建议地基持力层采用中风化石灰岩,fa=4000KPa。基础形式采用桩基和独立柱基;采用桩基场内地下水对孔桩施工影响较大,深孔桩施工水量较大,施工期间应采取相应抽排水措施;场地岩溶强发育,为确保地基稳定及拟建工程安全,建议基底必须钎探,钎探深度基底下不小于5.00m;对洞隙强发育地段必须进行施工勘察,查明地基岩体岩溶发育特征,为岩溶地基处理提供地质指导;需特殊处理孔桩段,可采用机械成孔;桩基施工完成后,请按有关规范要求进行桩身质量检测;因地基属山区岩溶地基,出现持力层提前或推迟均属正常现象,最终持力层的确定应以现场验槽结果为准。
参考文献
[1]GB50007-2002建筑地基基础设计规范[S].2002.
[2]李建强.成都地铁岩土工程勘察隧道建设,2008,(01):34-39.
作者简介:罗成彪(1983,1-),男,贵州镇宁人,专科,工程师,主要从事水利水电工程地质、岩土工程勘察。