摘要:本工程采用人工探井、鉆孔、淺層地震法波速測(cè)試、地微振動(dòng)測(cè)試、載荷,并結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)等多種勘探手段,提供了大量準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù),對(duì)不同建筑的地基土做出了詳細(xì)的巖土工程評(píng)價(jià)。
關(guān)鍵詞:均勻性;高壓縮性;I級(jí)濕陷;自重濕陷;地基處理方案
Abstract: This project uses artificial exploratory well drilling, the wave velocity test of the shallow seismic method, to micro-vibration testing, load, combined with laboratory test and other exploration methods, providing a large number of accurate and reliable data on the different building foundation soil detailed geotechnical engineering evaluation.
Key words: uniform; high compressibility; collapsible; collapsible; foundation treatment program
中圖分類(lèi)號(hào):TU352.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1.前言
喀什市北依天山南脈,南靠喀喇昆侖山,西鄰帕米爾高原,東接塔克拉瑪干沙漠,大地構(gòu)造上為天山地槽、昆侖山地槽與塔里木地臺(tái)間過(guò)渡地帶。本文所述勘察區(qū)為近、現(xiàn)代地震活動(dòng)性較強(qiáng)的地區(qū),上世紀(jì)末九十年代,中國(guó)大陸以及南疆地震區(qū)進(jìn)入了一個(gè)新的地震高潮期,喀什周緣的伽師曾發(fā)生多次6級(jí)以上的中強(qiáng)震,這些中強(qiáng)震既有主震余震型,也有群震型。
本文以喀什老城區(qū)改造巖土工程勘察為實(shí)例,介紹了在濕陷性黃土上進(jìn)行工程建設(shè)的巖土工程分析評(píng)價(jià)問(wèn)題,以豐富類(lèi)似工程的工程經(jīng)驗(yàn)。
2.工程概況
擬建“老城區(qū)抗震加固及基礎(chǔ)設(shè)施改造項(xiàng)目2#安置小區(qū)(南區(qū))”位于喀什市東北郊浩罕鄉(xiāng)艾孜熱特村,距老城核心區(qū)1.5km,占地面積47.6公頃(約700畝),規(guī)劃總建筑面積342108.93m2,其中住宅面積296310.82m2,公共建筑面積45798.11 m2,小區(qū)幾部配套面積2369.39 m2,平均層數(shù)為3.2,一般為2~6層,帶一層地下室,住宅建筑密度16.6%,其中住宅均為磚混結(jié)構(gòu),部分公共建筑為框架結(jié)構(gòu)。2#小區(qū)被NE走向的艾孜熱特路(又譯艾孜來(lái)提路)分成面積相近的南北兩部分,北區(qū)面積略大于南區(qū)。南區(qū)占地面積約320畝,共有建筑98幢,建筑面積約130000.00 m2。
3.場(chǎng)地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件
3.1工程地質(zhì)條件
擬建場(chǎng)地地貌特征屬克孜勒孜河(下游稱喀什噶爾河)沖洪積細(xì)土平原。大地構(gòu)造上為天山地槽、昆侖山地槽與塔里木地臺(tái)間過(guò)渡地帶。本區(qū)為近、現(xiàn)代地震活動(dòng)性較強(qiáng)地區(qū)。本次勘察深度內(nèi)土層相對(duì)比較單一:
a.形成的時(shí)代相同——均為Q3(晚更新世)——Q4(全新世);
b.成因類(lèi)型相同——均為沖洪積成因,以河漫灘相為主;
c.結(jié)構(gòu)、構(gòu)造相同——均為水平層理的細(xì)粒松散堆積物。
場(chǎng)地土的構(gòu)成自上而下分別描述如下:
?、俑餐粒狐S褐色,以粉土為主,均勻,質(zhì)地單一,極少雜物,含植物根系,可見(jiàn)大孔隙,厚約0.30-0.60m。極松散,稍溫,可塑。
②黃土狀粉土層:黃褐色,埋深0.30-0.60m,層厚1.10-12.50m,孔隙發(fā)育,質(zhì)地均勻。
③粉細(xì)砂:黃褐色,埋深2.10-13.00m,厚1.40-10.50m,質(zhì)均一。
?、茳S土狀粉質(zhì)粘土:黃褐色,埋深0.30-11.50m,可塑-軟塑。
⑤圓礫:青灰色,稍密,粒徑2-40mm,砂充填,飽水。僅在少數(shù)鉆孔內(nèi)出現(xiàn),埋深大于13.00m,可見(jiàn)最大厚度1.00m,結(jié)合有關(guān)資料判斷,這是砂土層中局部透鏡體,不屬于河床相卵石層,勘察深度內(nèi)并不連續(xù)成層。
場(chǎng)地內(nèi)第一層粉土以下的粉砂、粉質(zhì)粘土、粘土層的分布多呈互層、夾層狀,厚度與埋深變化較大,或呈透鏡體分布。
3.2場(chǎng)地水文地質(zhì)條件
勘察區(qū)內(nèi)地下水為第四系孔隙潛水,水位埋深大于10.00m,本區(qū)在水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐稚蠈偕角皼_洪積傾斜平原地下水逕流帶,地下水主要來(lái)源為上游地下水逕流,其次有地表逕流、灌溉回歸水、大氣降水入滲等。以地下逕流向下游排泄。本次所揭露的地下水,判定為局部地段分布的上層滯水,主要來(lái)源于灌溉回歸水。無(wú)論上層滯水或地下逕流,因埋深大,對(duì)未來(lái)建筑影響作用甚微。
4.巖土工程分析評(píng)價(jià)
4.1場(chǎng)地土試驗(yàn)成果分析
?、偻脸R?guī)試驗(yàn)成果
在人工探井內(nèi)取原狀樣102組,試驗(yàn)成果見(jiàn)表1。
土常規(guī)試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表 表1
地 層 |
指 標(biāo) |
最大值 |
最小值 |
平均值 |
變異系數(shù) |
標(biāo)準(zhǔn)差 |
黃土狀粉土 |
含水量w(%) |
29.04 |
10.01 |
19.619 |
0.1712 |
3.3597 |
孔隙比e0 |
0.99 |
0.556 |
0.7856 |
0.1158 |
0.0909 |
壓縮系數(shù)a1-2(MPa-1) |
0.92 |
0.05 |
0.5191 |
0.4005 |
0.2079 |
壓縮模量Es1-2(MPa) |
35.4 |
2.02 |
4.7848 |
1.1099 |
5.3109 |
濕陷系數(shù)δs |
0.0476 |
0.0006 |
- |
- |
- |
試驗(yàn)結(jié)果表明:第②層黃土狀粉土壓縮系數(shù)平均值a1-2=0.5191MPa-1,具高壓縮性,其濕陷系數(shù)為0.006~0.0476,表明該粉土具輕微~中等濕陷性。根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》(GB50025-2004)第4.4.5條進(jìn)行自陷量計(jì)算:
基底下5米以內(nèi)β=1.50。濕陷量△s=180~280mm。表明該場(chǎng)地土具有I級(jí)(輕微)濕陷,為非自重濕陷性黃土場(chǎng)地。
?、谳d荷試驗(yàn):通過(guò)載荷試驗(yàn)確定基床反力系數(shù),即比例界限荷載與地基土變形時(shí)比值(試驗(yàn)四組)。分兩種狀態(tài)進(jìn)行:一種是天然狀態(tài)下;一種是浸水狀態(tài)下。試驗(yàn)結(jié)果表明:浸水后沉降量急劇增大。按載荷試驗(yàn)確定的地基土承載力為125kPa,基床反力系數(shù)為:3000kN/m3。
③地球物理勘探:本次勘察中地球物理勘探包括淺層地震法(面波法)波速測(cè)試及地微動(dòng)測(cè)試。場(chǎng)地土平均剪切波速為232.00m/s,屬I(mǎi)I類(lèi)建筑場(chǎng)地,中軟場(chǎng)地土。卓越周期為0.356-0.359s 。
④水化學(xué)分析:水質(zhì)類(lèi)型:中礦化度SO42--Ca2+型水。因埋深較大,對(duì)建筑物無(wú)影響,不作腐蝕性判定。
4.2地基承載力的確定
本次勘察各巖土層的物理力學(xué)指標(biāo)是依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)實(shí)測(cè)值及室內(nèi)試驗(yàn),結(jié)合標(biāo)貫試驗(yàn)及地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定各土層主要力學(xué)指標(biāo)判定如下:
黃土狀粉土: 5.00m以上,fak=100kPa,Es=8MPa;
5.00m以下,fak=150kPa,Es=10MPa;
黃土狀粉質(zhì)粘土:5.00m以上,fak=110kPa,Es=10MPa;
5.00m以下,fak=150kPa,Es=12MPa;
粉細(xì)砂: fak=150kPa,E0=12MPa;
粘 土: fak=150kPa,Es=12MPa;
圓 礫: fak=500kPa,E0=30MPa;
4.3場(chǎng)地穩(wěn)定性與建筑適宜性評(píng)價(jià)
場(chǎng)地地勢(shì)平坦,地貌簡(jiǎn)單,未見(jiàn)全新世活動(dòng)斷裂及其它不良地質(zhì)現(xiàn)象,具有較好的穩(wěn)定性,地基土具有弱濕陷性,進(jìn)行處理后適宜進(jìn)行本項(xiàng)工程建設(shè)。
本次勘察中地球物理勘探包括淺層地震法(面波法)波速測(cè)試及地微動(dòng)測(cè)試。場(chǎng)地土平均剪切波速為232.00m/s,屬I(mǎi)I類(lèi)建筑場(chǎng)地,中軟場(chǎng)地土。卓越周期為0.356-0.359s ,本場(chǎng)地屬抗震一般地段,為穩(wěn)定場(chǎng)地,適宜興建擬建建筑。
4.4 巖土工程處理方案
由于該場(chǎng)地地基土濕陷性黃土具有輕微濕陷,且具有高壓縮性。故天然地基不適宜,可采用以下地基處理的方案:
(1)采用強(qiáng)夯法(或碎石墊層強(qiáng)夯法),采用2000kN·m夯擊能強(qiáng)夯,處理后的地基承載力可按200kPa設(shè)計(jì)。該方案最大優(yōu)點(diǎn)是較其它地基處理方法最為經(jīng)濟(jì)節(jié)約。適用于濕陷性黃土,可以達(dá)到一定深度內(nèi)消除濕陷,壓密土層,提高地基土承載力效果。主要缺點(diǎn)是振動(dòng)和噪音大,但本區(qū)原為農(nóng)田,無(wú)住宅、建筑,為本次強(qiáng)夯提供了最有利的場(chǎng)所。
(2)采用深層攪拌法:該方法施工效率高,成本低,施工場(chǎng)地小,無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn),能較大提高地基承載力(處理后地基承載力≥200kPa)。
(3)振沖碎石樁法:該方案應(yīng)用范圍廣,處理效果好,但施工費(fèi)用較高。
5.巖土工程勘察技術(shù)成果評(píng)價(jià)及效益分析
該場(chǎng)地為輕微濕陷,高壓縮性黃土狀粉土,該巖土工程的案例通過(guò)綜合比較各種地基處理方案,最終選定強(qiáng)夯法處理該地基,處理后的地基承載力達(dá)到了200kPa,該建筑物于2005年10月竣工。使用快7年,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)不均勻沉降,使用良好。