开封宏进农副产品国际物流中心地基勘察设计

杨 倩 妮

(河南洛阳机械工业第四设计研究院有限公司，河南 洛阳 471039)

开封宏进农副产品国际物流中心地基勘察设计

杨 倩 妮

(河南洛阳机械工业第四设计研究院有限公司，河南 洛阳 471039)

运用钻探取样、静力触探试验、标准贯入试验和室内试验等手段，对开封宏进农副产品国际物流中心施工场地的工程地质概况进行了总结与描述，并拟定了地基处理的方案，包括天然地基或换填垫层浅基础方案和复合地基浅基础方案。

地基处理，勘察方法，工程地质，方案

1 工程概况

开封宏进农副产品国际物流中心场地位于开封市禹王台区南郊乡，马家河南岸，西柳林村南侧，西林公墓以东，310国道的南北两侧。

根据GB 50007—2011建筑地基基础设计规范规定，判定拟建建筑物地基基础设计等级为丙级。本文的主要研究目的和内容为：

1)查明建筑范围内各层地质结构、岩土类型、厚度、深度及工程特性，分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力；提供工程技术参数；

2)对场地类别进行划分；查明有无可液化的地层，对地层液化可能性做出评价；

3)对地基基础方案进行分析、论证，对天然地基进行评价；对复合地基方案提出建议，提供复合地基设计参数。

2 勘察方法

2.1 原位测试

本次勘探采用了两种原位试验：静力触探试验和标准贯入试验(N)。静力触探主要采用NKC5090TCT型静力触探车，探头采用双桥探头，使用便携计算机处理资料数据。冲填塘内部分勘探点采用轻便触探机，单桥探头，便携计算机处理资料数据。标准贯入试验孔均采用回转钻进、泥浆护壁，并保持孔内水位略高于地下水位，钻至试验深度以上15 cm处，清除孔底残土后再进行试验，采用自动落锤法进行锤击，贯入器打入土中15 cm后，开始记录每打入10 cm的锤击数，累计打入30 cm的锤击数为标准贯入试验的N值。

2.2 室内试验

2.2.1 钻探及取样

本次勘察钻探采用DPP-100型汽车钻机2台和100型液压钻机2台，全部采用回转钻进。地下水位以上进行干钻，地下水位以下采用泥浆护壁。不扰动土样采用薄壁取土器静压取土，扰动样由标准贯入试验岩芯采取。

2.2.2 试验内容

本次勘察室内试验包括土样的常规试验、直剪、颗粒分析试验、水质分析和土易溶盐含量试验等。

3 场地工程地质条件

3.1 地层结构

3.2 环境工程地质及不良地质作用

根据区域地质资料，拟建场地及其附近地势平缓，不存在滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、采空区和因城市或工业区抽水而引起区域性地面沉降等不良地质作用。另外，场区无防空洞分布。场地内分布有未回填的鱼塘和土坑以及冲填的鱼塘与挖砂坑，设计和施工时需做好相应的处理工作。

4 地基基础方案

4.1 天然地基或换填垫层浅基础方案

根据建筑的结构特征，拟建建筑物为1层～6层，刚架或框架结构，单柱荷重900 kN～3 000 kN，基础埋深-2.0 m，拟采用天然地基或地基处理方案。根据场地情况，拟建建筑物±0.00标高按72.0 m考虑，基础埋深按±0.00下2.0 m计算，则基底标高为70.00 m。

4.1.1 天然地基方案

当采用天然地基方案时，基础持力层为①,①-1,②,②-1,③层，局部为④层或④-1层。A区的东北部局部基础架空，需垫方,①,①-1层不能作基础持力层。②层,②-1层基底下的厚度一般较小，当其下为③层时，建议按③层承载力进行基础设计；当其下为④层时，可按④层承载力进行基础设计；当其下为④-1层时，可按②层、②-1层承载力进行基础设计。

4.1.2 换填垫层浅基础

对于基底下有①,①-1层分布的建筑物和需垫方的建筑物，不能直接采用天然地基浅基础方案，需对基底下的①,①-1层作换填和回填处理，基础采用垫层上的浅基础方案。其他建筑物也可对基底下的②,②-1,③层进行换填处理，基础采用垫层的浅基础方案。

垫层材料可选用素土、灰土、砂石均可。其压实系数应不小于0.94～0.97(具体情况应根据有关规范规定执行)。垫层的承载力特征值应通过现场静载试验确定。初步设计时，素土垫层的承载力特征值可取140 kPa。

根据GB 50007—2011建筑地基基础设计规范的有关规定，对②，②-1,③,④层的承载力特征值按下式进行深度修正：

fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)

(1)

式中符号含义详见GB 50007—2011第5.2.4条之规定。

②层，d=2.0 m，ηd=2.0，γm=19 kN/m3，计算fa=177 kPa。

②-1层，d=2.0 m，ηd=2.0，γm=19 kN/m3，计算fa=167 kPa。

③层d=2.0 m，ηd=1.0，γm=19 kN/m3，计算fa=118.5 kPa。

④层，d=2.0 m，ηd=1.5，γm=19 kN/m3，计算fa=152.8 kPa。

④-1层，d=2.0 m，ηd=2.0，γm=19 kN/m3，计算fa=187 kPa。4.2 复合地基浅基础方案评价

本场地地基浅部的③层和⑤层为较湿软的黏性土，其对水泥搅拌桩的处理质量影响较大，不易达到设计要求。若采用水泥搅拌桩或CFG桩加固地基，需要选用有经验的施工队伍进行施工，并按有关规范要求作好质量检验工作。水泥土搅拌法复合地基桩基设计参数如表1所示。

表1 水泥土搅拌法复合地基桩基设计参数一览表

本工程建议采用CFG桩进行地基处理。基础采用刚性桩复合地基上的独立基础。刚性桩可直接在基础下布桩，可采用正方形或正三角形布桩方案，桩间距不小于3倍桩径。桩径可取400 mm，桩长6.0 m左右，以⑥粉砂或⑥-1粉土为桩端持力层。桩基设计参数建议如表2所示。

表2 桩基设计参数 kPa

CFG桩复合地基的设计、施工、检验等应严格按有关规范要求进行。其承载力应通过现场单桩或多桩复合地基静载试验确定。

设计时CFG桩复合地基承载力特征值可按下式估算:

(2)

式中各符号的意义详见JGJ 79—2002建筑地基处理技术规范中第9.2.5条。

Ra按下式计算：

Ra=qpAp+Up∑qsili

(3)

并满足fcu≥3Ra/Ap。

式中符号意义详见JGJ 79—2002建筑地基处理技术规范中第9.2.6，9.2.7条。

桩施工结束后，应在基础和桩之间设置褥垫层，其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等，最大粒径不宜大于20 mm。褥垫层厚度可取200 mm～300 mm。

采用复合地基方案时，对于基底以下有填土或冲填土分布地段和垫方地段，在桩施工前应用素土垫层进行换填或回填，其压实质量应满足有关规范要求。

若采用正三角形布桩，桩间距取1.2 m，桩径400 mm(置换率m=0.1)，以83号和534号孔为例，桩长取7 m，则Ra=239 kN和228 kN，fcu≥5.7 MPa。

桩间土为③层和素土垫层，β取0.75和0.8，经估算，复合地基承载力特征值为：fspa=251 kPa和282 kPa。

采用上述方法进行地基处理后，复合土层的复合模量如表3所示。

表3 复合模量建议值表 MPa

4.3 桩基础分析评价

根据勘察结果，⑥层粉砂夹粉土为较好的桩端持力层。由于该层埋深较浅，且局部有相对软弱的⑥-1层，均匀性不太好。因此，本场地较适合采用桩长易于控制，且对持力层具有较好的加固作用的载体桩基础方案。

载体桩由干硬性混凝土及填充料等经细长锤夯扩形成复合载体，其设计、施工应严格按有关规范要求进行。桩的间距不宜小于1.6 m。复合载体下有软弱土层时，应对其承载力进行验算。单桩承载力特征值宜通过静载试验确定。初步设计时可按下式估算：

Ra=fa·Ae

(4)

其中，Ra为单桩竖向承载力特征值；fa为经深度修正后的载体桩持力层地基承载力特征值,kPa；Ae为载体等效计算面积，取2.5 m2。

5 结论与建议

1)拟建场地地形平坦，地貌单元属黄河冲积平原。场地地基土层主要为冲积作用形成的第四系全新统的粉土、粉质黏土及砂层。

2)拟建场地无影响建筑安全的较大的不良地质作用，场地地基稳定。该场地适宜建筑地基为不均匀地基。

3)拟建建筑物可采用天然地基或换填垫层浅基础方案，也可采用CFG桩复合地基浅基础方案或载体桩基础方案。

4)拟建建筑物应根据有关规范要求做相应检验、监测工作。

[1] GB 50007—2011,建筑地基基础设计规范[S].

[2] GB 50021—2001,岩土工程勘察规范(2009年版)[S].

[3] GB 50011—2010,建筑抗震设计规范[S].

[4] GB 50223—2008,建筑工程抗震设防分类标准[S].

The foundation survey design of Kaifeng Hongjin agricultural and sideline products international logistics center

Yang Qianni

(HenanLuoyangMachineryIndustryFourthDesignandResearchInstituteLimitedCompany,Luoyang471039,China)

Using the boring sampling, static cone penetration test, standard penetration test and indoor tests and other means, this paper summarized and described the engineering geology survey of Kaifeng Hongjin agricultural and sideline products international logistics center construction site, and prepared the foundation treatment program, including natural foundation or cushion shallow foundation and composite shallow foundation scheme.

foundation treatment, survey treatment, engineering geology, scheme

2015-01-23

杨倩妮(1989- )，女，助理工程师

1009-6825(2015)10-0084-03

TU470

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