高层建筑基础地质勘察实例分析

张国经

摘要：本文对某高层建筑基础地质进行了勘察分析，并对其基础选择和施工提出了针对性的建议，以供同仁参考。

关键词：高层建筑基础；地质勘察；分析与建议

1.工程概况

拟建项目设计有39栋高17层建筑，配套有1层商业、3层幼儿园及其他配套服务设施。规划用地面积99317.04㎡，计容面积297951.12㎡；其中：住宅276551.12㎡、商业18000.00㎡、幼儿园2400.00㎡、其他配套服务设施1000.00㎡；设计地面±0.00标高约15.50m。本项目分四个组团，分三期开；拟采用钢筋混凝土框架结构，基础拟采用桩基础。设计有1层～2层地下室，地下室开挖深度约6m～9m。

本勘察的目的是查明拟建场地工程条件，对建筑场地稳定性和适宜性、岩土条件、地下水以及它们与工程之间的关系进行调查研究和评价，对建筑物基础方案、基础施工、基坑工程方案做出论证，为设计部门提供相关地质资料。

2.岩土层工程地质特征

根据本次钻探揭露，本场地之地基由人工填土、第四系沉积土（、风化残积土和及古近系始新统华涌组（E2h）“红层”碎屑岩组成。人工填土为素填土，第四系沉积层主要由粉质粘土、粘土、淤泥、淤泥质土组成，局部为粉土或粉砂。古近系始新统华涌组风化基岩岩性主要为泥岩、粉、砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩及中粗砂岩，埋藏深度变化较大；且普遍存在“软、硬”夹层或互层现象。综合本次勘察钻孔资料，工程地质剖面主层总体分10层[（1）-（10）]，再将夹层分6个亚层[（6-1）、（8-1）、（8-2）、（9-1）、（9-2）、（10-1）]；具体为：（1）素填土、（2）粉质粘土、粘土、（3）淤泥、淤泥质土、（4）粉质粘土、粘土、（5）粉砂、（6）残积粉质粘土、残积粘土、（6-1）残积粉砂下。（7）残积中砂、残积粗砂、（8）强风化岩、（8-1）中风化岩夹层、（8-2）微风化岩夹层、（9）中风化岩、（9-1）微风化岩夹层、（9-2）强风化岩夹层、（10）微风化岩及（10-1）中风化岩夹层（详见钻孔柱状图及纵断面图）。

3.水文地质条件

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。钻探施工终孔后实测各钻孑L地下水初见水位为9.80m～13.10m，平均10.68m；终孔24h后实测各钻孔地下水相对稳定水位埋深在10.00m～13.60m之间，平均10.94m；即标高1.48m～5.84m之间，平均4.29m。地下水类型主要为赋存于填土层的上层滞水、土层孔隙潜水和赋存于基岩中的裂隙水。上层滞水主要受大气降雨及地表水向下渗透和地下水径流补给，排泄方式为蒸发和径流。本次勘察取钻孔水样4个，经化学分析：pH=7.24～7.26，平均值7.12，属中性水；矿化度202.20mg/L～343.40mg/L，平均值268.29mg/L，属淡水；侵蚀性C02为：0.00mg/L。水化学类型：ZK15、ZK189水样：HC0₃·S0₄-Ca型，ZK53、ZK209為HC0₃·S0₄-Ca·Na型。地下水水质对混凝土结构和对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

4.建议采用的基础形式

（1）预应力混凝土管桩：主要为一期及三期部位，该部位素填土较厚及存在软土层。桩径500mm～600mm，以第（8）层强风化岩上部为持力层或第（9）层中风化岩顶部，预计桩长差别较大，地表下约17m～25m；有效桩长约8m～16m；预计桩长参考就近的钻孔柱状图及工程地质剖面图；采用锤击法或静压法沉桩。铲除地表15cm～30cm砼地板后，场区内浅部土层并无大面积障碍物，而且上部土层稍厚或较厚，持力层以上岩土层强度多为小～中等，对预制桩施工无大的影响；总的来说一般能穿过上部岩土层进入第（8）强风化岩或第（9）层中风化岩持力层。场地桩周边已使用建筑物离本场地较远，预制桩施工对周边已有建筑物有一些影响，若采用静压法沉桩，桩基施工噪音对周边环境影响极小，适合预制桩施工。

（2）钻（冲）孔灌注桩或旋挖灌注桩基础：主要为一期及三期部位，该部位素填土较厚及存在软土层。桩径1200mm～1500mm；前者以第（10）层微风化岩作桩端持力层，预计桩长差别较大，地面下约17m～41m，有效桩长约8m～32m；后者以第（9）层中风化岩作桩端持力层，预计桩长差别较大，地面下约17m～38m，有效桩长约8m～29m；按设计要求嵌岩。桩径、桩长应足以满足设计单桩竖向承载力的要求。本场地基底岩石为碎屑岩，适宜采用钻（冲）孔灌注桩及旋挖钻孔灌注桩，其安全系数较高，为高层建筑常用的较理想的基础形式，但该区域（主要为一期及三期部位）填土层较厚，风化岩硬夹层较多，施工有一定难度，施工工期较长，建筑成本较高。施工中会产生大量的泥浆或弃土，应根据场地情况设置临时沉淀池；泥浆水沉淀处理回用；回用不完的沉淀物及弃土委托有资质的单位进行外运处理。本场地周边已使用建筑物离本场地较远，灌注桩施工对周边已有建筑物无影响或影响甚微，桩基施工噪音对周边环境影响极小，适合灌注桩施工。

（3）桩筏基础：场地二期大部分部位。本建筑设计有1层～2层地下室，地下室底板标高约为85高程6m，基坑开挖深度6m～9m，属深基坑，一般场地二期大部分部位素填土较薄或强风化埋藏浅或较浅，该地段基坑开挖后底板已达残积土层或风化岩层（主要为强风化岩，局部为中风化岩）。因此，二期地段可采用桩筏基础，即采取先开挖基坑，再在筏板底下采用钻（冲）孔灌注桩或旋挖灌注桩，分别以第（8）层强风化岩（层厚较厚时）、第（9）层中风化岩（强风化岩层厚较薄或中风化岩层厚较厚时）或第（10）层微风化岩（强、中风化岩层厚较薄或微风化岩埋藏较浅时）作桩端持力层。

5.结语

本工程由于存在的岩土工程问题易造成工程破坏或影响正常使用后果严重，工程重要性等级为二级；场地内不良地质现象一般发育，建筑场地处于对建筑抗震不利地段，为中等复杂场地，场地等级为二级。地基内岩土种类较多，不均匀，力学性质变化较大，为中等复杂地基，地基等级为二级。岩土工程勘察等级为乙级。总体评价本场地处于地质构造相对稳定区，岩土工程地质条件一般，属稳定地基，适宜拟建物兴建。endprint