某住房改造項(xiàng)目巖土工程勘察研究
摘 要：通過勘探和土工試驗(yàn)對廈門市某住房改造項(xiàng)目進(jìn)行了巖土工程詳勘，對其土層巖土工程力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了分析與評價(jià)，為設(shè)計(jì)與施工提供可靠的巖土參數(shù)。
關(guān)鍵詞：工程勘察;巖土工程;土工試驗(yàn)
一、工程概況
擬建場地位于廈門市大學(xué)路南側(cè)，擬建3、5、6、7#樓設(shè)整體地下室一層2。
二、勘查工作
2.1勘察目的及任務(wù)要求
本次勘察的目的為根據(jù)擬建場地的巖土工程條件，結(jié)合擬建工程的特性，采用有效的勘察手段和方法，為設(shè)計(jì)、施工提供所需的巖土水參數(shù)。
2.2勘察方法
本次勘察在收集資料基礎(chǔ)上，采用工程地質(zhì)調(diào)查、測繪、物探、鉆探、原位測試、室內(nèi)試驗(yàn)等方法。
三、場地環(huán)境與工程地質(zhì)條件
3.1地形地貌
擬建場地位于廈門市思明區(qū)大學(xué)路南側(cè)，場地原分布多幢居民樓，現(xiàn)已基本拆遷平整，場地現(xiàn)狀地面標(biāo)高約4.40～5.50m，最大高差約1.0m，場地地處海岸平原地貌單元。
3.2巖土層特征及分布情況
根據(jù)勘察揭露及區(qū)域地質(zhì)資料，擬建工程場地上覆土層主要以第四紀(jì)沖洪積、海積及殘積地層為主，下伏基巖主要為燕山早期侵入的花崗巖及之后局部侵入的輝綠巖巖脈(呈脈狀穿插)。
3.3對工程不利的地下埋藏物
擬建工程場地分布有較多孤石;擬建場地上部雜填土中分布有塊石及舊建筑基礎(chǔ);除分布有上述對工程不利的地下埋藏物外，未發(fā)現(xiàn)其它對工程不利的地下埋藏物。
3.4水文地質(zhì)概況
3.4.1地下水概況
根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料及勘探揭露地層情況，擬建場地地下水主要賦存于第四紀(jì)覆蓋層的孔隙水和風(fēng)化巖層的孔隙-裂隙水，場地地下水屬承壓水類型。各主要含水層均未見污染源，各含水層的的水力聯(lián)系較差。初見水位埋深2.15～4.80m，穩(wěn)定混合水位埋深2.10～4.80m，標(biāo)高0.00～2.86m。根據(jù)工程調(diào)查，雜填土地下水位的隨季節(jié)變化而變化，變化幅度1～2m，含水層粗砂地下水位變化升降主要決定于補(bǔ)給與排匯區(qū)的水壓傳遞，水位變化幅度小，一般不大于1m。擬建場地歷史最高地下水位3.50m，近3～5年最高地下水位3.00m。
3.4.2抽水試驗(yàn)
為提供地下室基坑開挖所需的水文地質(zhì)參數(shù)，選取地層分布具有代表性的鉆孔ZK27進(jìn)行抽水試驗(yàn)，根據(jù)抽水試驗(yàn)成果可知，擬建場地綜合滲透系數(shù)k=14.76～54.91m/d，涌水量Q=29.994～110.674T/d，影響半徑R=14.76～54.91m，根據(jù)地層分布情況和抽水試驗(yàn)成果可見擬建場地地下水的補(bǔ)給條件較強(qiáng)，地層滲透性較強(qiáng)，地下水涌水量較大。
3.4.3水質(zhì)(土的易溶鹽)分析
為評價(jià)地下水對混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕性，在鉆孔ZK5和ZK25中各采取一件地下水樣進(jìn)行水質(zhì)簡化學(xué)分析，根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果，按照國家標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘察規(guī)范》[1]和福建省標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘察規(guī)范》[2]進(jìn)行評價(jià)：干濕交替條件下，擬建場地地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具有弱腐蝕性;長期浸水條件下，擬建場地地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具有微腐蝕性;對鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性。
3.5不良地質(zhì)作用與地質(zhì)災(zāi)害
未發(fā)現(xiàn)擬建工程場地及鄰近場地存在巖溶、滑坡、危巖、崩塌、泥石流、采空區(qū)、地面沉降、地裂縫及活動(dòng)斷裂等不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害。
3.6場地和地基地震效應(yīng)
3.6.1剪切波速測試及場地類別判定
為劃分場地土的類型及場地類別，在擬建場地布置了鉆孔ZK13、ZK15、ZK42和ZK47(共4個(gè)鉆孔)作為場地土層剪切波速測試孔。測試依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]和《地基動(dòng)力特征測試規(guī)范》[4]。根據(jù)測試結(jié)構(gòu)，結(jié)合野外鉆探揭露情況，綜合判定擬建建筑場地類別為Ⅱ類。
3.6.2地震動(dòng)參數(shù)
擬建工程位于廈門市思明區(qū)，抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.15g，設(shè)計(jì)地震分組第二組，擬建場地的特征周期值0.40s。
3.6.3巖土地震穩(wěn)定性評價(jià)
①飽和砂土與粉土液化判定
a、初步液化判別
擬建場地分布的飽和砂土有粗砂，不滿足初判為不液化土條件，需進(jìn)一步根據(jù)標(biāo)貫擊數(shù)進(jìn)行液化判別。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，擬建場地液化等級為輕微液化。
b、震陷特性及抗液化措施
擬建場地液化等級為輕微，擬建工程抗震設(shè)防類別為不應(yīng)低于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類設(shè)防時(shí)，應(yīng)根據(jù)規(guī)范對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，亦可不采取措施。
②軟土震陷性評價(jià)
擬建場地分布的軟弱粘性土有淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土，根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》[5]，其剪切波速值大于90m/s，可不考慮淤泥質(zhì)粘土震陷影響。
3.6.4抗震地段劃分
擬建場地分布有軟土和液化土，屬對建筑抗震不利地段，應(yīng)根據(jù)規(guī)范采用有效的措施。
四、巖土工程分析評價(jià)
4.1場地穩(wěn)定性與適宜性評價(jià)
根據(jù)不良地質(zhì)作用、地質(zhì)災(zāi)害、場地和地基地震效應(yīng)評價(jià)結(jié)果，擬建場地?zé)o臨近邊坡影響，擬建場地穩(wěn)定性為穩(wěn)定，工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)可行，對于生態(tài)和環(huán)保的影響可控，故本工程建設(shè)場地的適宜性為適宜。
4.2地下水和地表水對工程建設(shè)的影響
除關(guān)于地下水(土)和地表水對建筑材料的腐蝕性外，擬建場地地下水和地表水對擬建工程建設(shè)的影響如下：
4.2.1滲透變形
根據(jù)國標(biāo)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》[5]基坑抗?jié)B流穩(wěn)定性驗(yàn)算，計(jì)算公式如下： ，則不會(huì)產(chǎn)生滲流。
式中γ――透水層以上土的飽和重度(Kn/m3);
t+△t――透水層頂面距基坑底面的深度(m);
Pw――含水層水壓力。
本工程粗砂埋藏較淺，水頭壓力較大，大部分地下室基坑開挖至該層，局部穿透該層，基坑側(cè)壁和坑底會(huì)產(chǎn)生滲流。
4.4.2基坑突涌
根據(jù)基坑開挖后相對隔水層的厚度(H)與承壓水頭壓力的平衡式進(jìn)行驗(yàn)算：
要求基坑開挖后隔水層的厚度 ，當(dāng) 時(shí)基坑不產(chǎn)生突涌， 時(shí)基坑產(chǎn)生突涌。
式中：H--基坑開挖后不透水層厚度(m)
γ―相對隔水層的容度(KN/ m3)
γw―水的重度(KN/ m3)
h―承壓水頭高于含水層頂板的高度(m)
根據(jù)擬建場地工程地質(zhì)條件，部分地下室基坑底板已經(jīng)位于含水層，隔水層厚度為0， 基坑開挖將產(chǎn)生突涌現(xiàn)象。可設(shè)計(jì)一定數(shù)量的降水井以降低地下水位，可減少或消除其對基坑底的滲流和突涌影響，或采用其他措施進(jìn)行處理。
4.4.3對基坑和邊坡的影響
地下水對巖土體的軟化作用，可能降低巖土體抗剪強(qiáng)度;地下水的控制不當(dāng)可能造成基槽側(cè)壁土體的流失――造成潛蝕，嚴(yán)重時(shí)造成體積很大的“空洞”，威脅體系的整體穩(wěn)定性，對于槽底土質(zhì)為粗砂②時(shí)，可能造成基底的管涌或基底抗隆起失效。
4.4.4地下水對結(jié)構(gòu)的上浮作用
地下水對地下室具有浮托作用，應(yīng)進(jìn)行地下室抗浮驗(yàn)算，必要時(shí)設(shè)置抗浮錨桿或抗浮樁，抗浮樁和抗浮錨桿的抗拔力應(yīng)通過現(xiàn)場抗拔靜載荷試驗(yàn)確定，試驗(yàn)的數(shù)量應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。
4.4.5孔隙水壓力對沉樁的影響
如果采用沖(鉆)孔灌注樁，應(yīng)確保樁孔內(nèi)的泥漿液面高度和泥漿比重、粘度等，保證孔內(nèi)的動(dòng)態(tài)平衡，由于地下水對泥漿會(huì)產(chǎn)生稀釋作用，特別是填土、砂層等易塌孔，應(yīng)及時(shí)調(diào)整泥漿比重、粘度等參數(shù)，保證孔壁穩(wěn)定和成孔質(zhì)量。殘積礫質(zhì)粘性土、全風(fēng)化花崗巖和砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖長期浸水易軟化、崩解，施工中盡量縮短成孔、成樁時(shí)間，防止樁孔長時(shí)間泡水造成孔壁土體軟化，摩阻力損失，而降低樁的承載力。
4.4.6工程建設(shè)對原有水文地質(zhì)條件的影響
擬建場地周邊分布較為密集的的民用建筑，基礎(chǔ)型式多為天然淺基。場地地下水豐富，基坑開挖時(shí)長期進(jìn)行施工降水大量抽講地下水對周邊的建筑、路面影響較大，建議采用高壓旋噴樁進(jìn)行止水，基坑開挖前在止水帷幕內(nèi)側(cè)設(shè)置井點(diǎn)降水，必要時(shí)在基坑外側(cè)設(shè)置一定數(shù)量的回灌井。
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