范艺荣
广东省地质局第四地质大队 广东 湛江 524018
随着城镇化进程的不断加快、人民生活水平的提高,城市建设的进程蒸蒸日上。徐闻县交通设施四通八达,是中国大陆通往海南岛和东南亚地区的最近之地和桥头堡。为了更好促进城镇化发展,提高城镇居民的生活水平,徐闻山湖海上城项目应运而生[1]。
拟建物主要为4栋高层住宅楼,楼高均为32层,以及多栋低层建筑,楼高1~2层,主要商业楼、裙楼等,地下室1~2层。
本文主要根据拟建项目的工程地质条件进行分析、并总结提出相关建议。
(1)地形地貌
场地地貌类型为玄武岩台地,缓状起伏,施工场地经人工平整,地面高程为8.33~19.77m,最大高差约11.44m。
(2)地质构造
场区位于华南褶皱系雷琼断陷中部,基底是华南粤西加里东褶皱变质岩系的延伸部分。区域更新世断裂活动较强,火山喷发活动强烈,拟建区第四系覆盖层厚度较大,全新世断裂活动较弱,地壳稳定性较好,断裂活动对建设工程影响小[2]。
(3)地层的工程地质特征
揭露的地层有:第四系残积土层(Q4el)、第四系中更新统石茆岭组玄武岩(β6a)及第四系下更新统湛江组海陆交互相沉积层(Q1zmc)。
拟建区各地层划分见表1,各岩土层参数见表2、3。
表1 拟建区工程地质岩土体建构划分
表2 各岩土层标准贯入试验修正值统计结果
表3 各土层主要力学指标及承载力容许值建议值表
(4)水文地质条件
根据含水岩组特征和水理性质,拟建区内地下水类型主要有松散岩类孔隙潜水及基岩裂隙水两类。主要赋存于第四系松散层、玄武岩裂隙中。整体富水性中等。
松散岩类孔隙水主要赋存于粉砂中,是拟建区内主要含水层,富水性中等,以上层含水层下渗补给为主,其主要排泄方式为侧向径流;基岩裂隙水赋存于玄武岩裂隙中,属基岩裂隙水,富水性中等,主要接受大气降雨下渗补给及同层地下水侧向径流补给。场地地下水主要靠大气降雨补给,排泄方式主要是蒸发和依地势由高向低径流,地下水位呈季节性波动。由于场地靠近河流,地下水与河水有联通。受季节性和地形影响,地下水位随气候而变化,年变幅为1~2m。
于场地内取地下水水样2组,根据国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)判定:地下水对混凝土结构具微腐蚀、对钢筋混凝土结构中钢筋在干湿交替环境下具微腐蚀,在长期浸水条件下具微腐蚀。另外还对地下水位以上土层取土的腐蚀性样品4件,化验结果可得,地下水位以上的土层对钢筋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,对钢结构具微腐蚀性。
拟建区地下水分析结果及土的易溶盐含量分析结果见表4、5。
表4 地下水水质分析结果
根据勘察成果,本场地勘察深度范围内土层类别较多,各岩土层总体厚度、层顶坡度变化较大,水平及垂向上各岩土层工程性质差异较大,故场地岩土层应按不均匀地基考虑[3]。拟建区内地貌简单,地形部分开阔平缓,部分地区为坡地。在本场地每栋高层建筑场地各选1个钻孔进行土层剪切波速测试,地基土综合类型为中硬土为主,20m深度范围内等效剪切波速Vse为273.6~302.0m/s,根据国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2016)表A.0.19,拟建区抗震设防烈度为8度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.20g,依表5.1.4-2,场地特征周期值为0.35s。根据国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)相关规定,本工程抗震设防类别幼儿园为乙类(重点设防类),其他建筑为丙类(标准设防类)。据现有地质资料,未发现采空区、地面沉降、滑坡、断裂、坍塌等不良地质现象,未发现埋藏的沟滨、墓穴、防空洞等对工程不利的埋藏物,但拟建区范围内存在河流可能对基础施工产生不利影响,且周边范围内玄武岩风化不均匀。根据现有区域地质资料,拟建区及附近在全新地质时期以来新构造活动较弱,地质环境基本稳定。拟建区场地总体稳定性较好,适宜进行本工程建设。
表5 土的易溶盐含量分析结果表
①浅基础方案:拟建塔楼高为32层,地下室1层,拟建地下室底板埋深由地坪起算往下约5m。设计±0标高约5m,基坑开挖深度约5m不等,地下室底板主要座落于强、中风化玄武岩、粉质黏土、粉砂岩土层中。纯地下室及低层建筑物(1~2层)可采用浅基础方案,以上述各层联层或单层作基础持力层,采用筏基础形式。但不适用于高层建筑[4]。
②桩基础方案:根据场地的工程地质条件,结合拟建建筑物对地基的要求,拟建物宜采用桩基础或桩筏基础,桩型宜采用钻孔灌注桩。高层建筑宜选埋深大的粉砂、黏土层作为持力层;低层及其余建筑宜选玄武岩下的粉质黏土层及其以下的土层作为持力层。如为联层作桩端持力层,在桩基础设计时应防止其力学性质不同所产生单桩承载力及沉降变形的差异对拟建物的危害。桩基设计参数建议值见表6。
表6 岩土层承载力特征值及桩基设计参数建议值表
拟建区场地部分地形平缓开阔,交通方便,各种施工机械可进场施工。地基土主要由中硬土组成,地下水位浅且富水性中等,上部地层有强、中风化岩,适宜钻(冲)孔等桩型的成桩,但预应力管桩较难穿过上述岩土层进入理想持力层深度,故不适合预应力桩,亦不能采用人工挖孔桩。桩基础施工时可能对周围环境造成一定的影响,施工时应采取必要的防范措施,可减少桩基础施工对周围环境造成的污染。采用钻(冲)孔灌注桩时会产生泥浆等废弃物,施工前应有完善的泥浆处置和防污染方案,以免污染环境。
拟建工程含地下室1层,基坑深度约5m;周边有少量道路、建筑物,环境条件较简单;场地工程地质条件较复杂;地下水埋藏较浅,部分基坑底板在地下水位之上,边坡土稳定性一般或较好,对基础施工影响一般。故该基坑工程安全等级为二级。在基坑开挖过程中,部分坑壁稳定性差,坑壁易出现滑坡、坍塌等不良的工程地质问题[5]。同时开挖至地下水位以下时,地下水渗入坑内还会产生流砂、涌土等现象。基坑施工前必须对基坑边坡进行支护、截水及降水措施。支护结构型式可采用排桩、水泥土墙、地下连续墙等支护结构型式,场地允许时也可采用放坡挂网喷锚进行支护;排桩宜采用钻孔灌注桩,并结合深层搅拌桩或高压旋喷(摆喷)桩止水帷幕进行地下水控制,止水帷幕采用落底式帷幕。应根据基坑深度、场地周边环境条件及经济条件等选择合适的支护结构类型。同时可采用深层搅拌、注浆等方法对基坑底板土层进行加固处理,提高基坑底地基土强度。基坑支护设计参数建议值详见表7。
表7 基坑支护参数建议值表
本次勘察工作采用的方法有:工程地质钻探、工程物探、地质测绘、现场测试、室内试验及样品分析。详细查明本项目拟建区的工程地质条件。拟建区场地稳定性较好,基本适宜进行本项目的工程建设。
场地土综合类型为中硬土,地层均匀性较差,土层层面及岩面变化大。低层建筑若使用浅基础方案,地基土以玄武岩及下更新统湛江组海陆交互相沉积层的黏土为主,地基土整体承载力及稳定性较高;若使用桩基础方案,地基土以下更新统湛江组海陆交互相沉积层的黏土为主,整体承载力及稳定性一般,但埋深大。(注:浅基础方案仅可用于低层建筑)地基土上部有强、中风化岩,场地较适宜钻(冲)孔等桩型的成桩。强、中风化玄武岩致密坚硬、分布不连续、埋藏较浅,将给施工带来巨大的困难,需要高度重视。拟建区内地表植被茂盛,局部有少量软弱土,需要进行清表及清除软弱土层,以确保地基的稳定性[6]。
在基坑开挖过程中,部分坑壁稳定性差,应分层开挖,严禁超挖。建议土质边坡采用排桩结合止水帷幕支护,同时采用搅拌桩对基坑底土层进行处理,加强基坑底土层的强度及做好地表水疏排工作,基坑内设集水沟或降水井抽排基坑内积水。开挖完的基坑应进行验槽,检测地基土均匀性及强度;施工完的基桩应按有关规范要求进行检测,确定单桩承载力。基坑应先设计后施工,实施动态设计和信息化管理,施工过程中应对基坑及其周边已有建筑、道路、管线、海堤等进行监测。施工过程中必须严格按照设计及相关法规进行施工。