|
|
|
|
莫如波 卢桂生 1、前言 1.1 工程概况 受海悦实业有限公司的委托，我院承担了海悦商住楼拟建场地的岩土工程勘察工作。勘察阶段属详细勘察。本次于2013年11月12日运三台钻机进场施工，野外钻探作业于11月23日结束。拟建海悦商住楼场地近三角形，占地面积15460㎡，总建筑面积66712㎡，由4栋塔楼及局部裙楼组成，塔楼高29～30层,地下室1层，局部2层。根据委托方提供的《总平面图》，沿拟建建筑物的位置与轮廓，共布置钻孔50个，钻孔编号ZK1～ZK50，受场地待拆建筑物的限制，ZK25、ZK35二孔未能施工，本次勘察共施工钻孔48个，其中技术孔17个，鉴别孔31个，总进尺1219.9m；现场共做标准贯入试验91次；取原状土样41件、岩样13件、扰动土样1件、水样2件及土腐蚀性分析样2件，送实验室进行试验分析。钻孔布置见《海悦商住楼钻孔平面位置图》。孔位采用全站仪由周边已有基准点引测，高程采用的是绝对高程，坐标系统采用的是地理坐标系。 1.2 勘察目的和要求 本次勘察的主要目的为：【1】查明建筑范围内岩土层的类型、分布及工程特性；【2】提供各岩土层的地基承载力特征值及有关物理力学指标；【3】查明场地地下水条件，提供地下室的抗浮设防水位，评价地下水的腐蚀性；【4】分析评价场地、地基的稳定性与适宜性；【5】为设计部门提供可能的基础型式及设计所需的地质资料；【6】提出对不良地质现象的治理意见。 1.3 勘察方法及完成工作量 勘察工作采用全取芯钻探、现场鉴别、标贯测试及取土、水样试验等勘察手段进行。钻探采用液压回转钻机钻进，开孔孔径Φ130，终孔孔径Φ91；分层采取有代表性岩土样，样长不小于20cm；水样采取是在终孔后，在循环冲洗液沉淀稳定后进行。钻探终孔深度进入中风化岩5m。取岩土样孔数不少于总孔数的1/3，现场做标贯测试孔数不少于总孔数的1/2。室内样品试验，由具有CMA计量认证的实验室完成。 勘察工作及报告编写主要按下列规范执行：（1）国家标准《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）（2009版）；（2）国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）；（3）国家标准《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）；（4）国家标准《土工试验方法标准》（GB/T 50123-1999）；（5）广东省标准《建筑地基基础设计规范》（DBJ 15-31-2003）；（6）行业标准《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）；（7）行业标准《建筑工程地质勘探与取样技术规程》（JGJT87-2012）；（8）国家标准《高层建筑岩土工程勘察规范》（JGJ 72-2004 J 366-2004）。 2．场地岩土工程条件 2.1 场地地形地貌 场地位于大溪盆地，原地貌属冲积平原。早期有鱼塘，后经堆填整平，现为停车场。地面较平坦，孔口高程为21.65～23.07m。场地内有单层瓦房多间以及工棚、围墙等待拆建筑物。场地西侧近邻高层民宅，北临承设四路交通道路。 2.2 岩土分布和物理力学性质 在钻孔深度控制范围内，地基岩土按地质成因类型和岩土层性质，场内地层自上而下分为：填土（Q4ml）、全新统冲积层（Q4al）、第四系残积土（Qel）以及下石炭统基岩（C1），详细分述如下： 2.2.1 填土（Q4ml） 填土（层序号为①）：主要为素填土，局部为杂填土，呈棕红、褐红、棕黄、棕灰色等，为多年老填土。主要由残积土堆填，颗粒以粉粒为主，较多风化岩屑，少量粘粒，局部较多强风化砂岩碎块以及碎石、角砾、砼砖碎块等。局部由角砾土、砾砂土、碎石土堆填，当中常混填残积土。场地现为停车场，浅层填土多被碾实，中下部多呈稍密状，具中-高压缩性。浅层地下水位以上稍湿，地下水以下湿-很湿，透水性好的角砾土、砾砂土、碎石土饱和。该层全场地分布；最薄处为3.50米，见于ZK9号孔，最厚处为5.20米，见于ZK20号孔，平均厚度为4.29米；层面最高处标高为23.07米，见于ZK1号孔，层面最低处标高为21.65米，见于ZK40号孔，平均标高为22.11米。 根据野外鉴定结合地区经验，该层地基承载力特征值建议：fak=130kPa。 2.2.2 全新统冲积层（Q4al） 根据颗粒特征及土层力学性质，细分五个亚层，分述如下： 1）粉质粘土（层序号为②-1）：呈浅灰黄杂砖红色、灰白杂紫红色、浅棕黄色、灰黄色，顶部呈灰褐、褐黑、灰黑色。颗粒以粉粒与粘粒为主，顶部常含褐黑色腐植质。能搓成小于0.5～2mm的细土条，稍有光泽，可塑状，ZK20孔一带呈软塑状，韧性及干强度中等，摇振反应无，具中压缩性。该层场地所有钻孔均有分布，局部有两层或多层；单层最薄处为0.20米，见于ZK36号孔，最厚处为14.60米，见于ZK48号孔，平均厚度为2.78米；层面最高处标高为18.87米，见于ZK1号孔，层面最低处标高为-2.54米，见于ZK24号孔，平均标高为16.11米。 该层现场做标准贯入试验31次，实测击数为5～12击，平均值8.0击；经杆长校正后修正击数N为4.2～9.6击，平均值6.9击，标准值6.5击，标准差1.350，变异系数0.939。该层取原状土样13个，试验结果见《地基土物理力学指标数理统计表》及《土工试验报告》，主要物理力学指标见表2-1。 根据现场标准贯入试验及室内土工试验成果，结合野外鉴定及地区经验，该层地基承载力特征值建议：fak=140kPa。
该层现场做标准贯入试验16次，实测击数为11～18击，平均值14.4击；经杆长校正后修正击数N为8.9～15.0击，平均值11.7击，标准值10.9击，标准差1.778，变异系数0.152。该层取原状土样8个，试验结果见《地基土物理力学指标数理统计表》及《土工试验报告》，主要物理力学指标见表2-2。 根据现场标准贯入试验及室内土工试验成果，结合野外鉴定及地区经验，该层地基承载力特征值建议：fak=180kPa。 3）粉土（层序号为②-3）：浅灰黄、浅灰、棕灰色等，颗粒以粉粒为主，少量粘粒，难搓成小于2mm的细土条，无光泽，稍湿-湿，稍密-中密状，韧性及干强度低，摇振反应中等，具中压缩性。该层分布较广，局部有两层，见于ZK2、ZK3、ZK9～ZK14、ZK17、ZK18、ZK22、ZK27、ZK28、ZK30、ZK36、ZK38、ZK44、ZK45、ZK50十九孔；单层最薄处为1.10米，见于ZK14号孔，最厚处为10.90米，见于ZK36号孔，平均厚度为3.56米；层面最高处标高为17.06米，见于ZK2号孔，层面最低处标高为9.55米，见于ZK36号孔，平均标高为15.16米。
该层现场做标准贯入试验17次，实测击数为7～16击，平均值9.9击；经杆长校正后修正击数N为6.1～11.7击，平均值8.3击，标准值7.5击，标准差1.720，变异系数0.911。该层取原状土样15个，试验结果见《地基土物理力学 根据现场标准贯入试验及室内土工试验成果，结合野外鉴定及地区经验，该层地基承载力特征值建议：fak=160kPa。 4）粉砂（层序号为②-4）：浅灰、浅灰黄、浅棕灰、黄色等，颗粒以粉粒、中粒为主，少量粘粒，不均匀-中等均匀，矿物成分主要为石英，颗粒呈次棱角状，饱和，稍密状。该层局部分布，见于ZK2、ZK4、ZK5、ZK24、ZK33、ZK37、ZK41、ZK47八孔；最薄处为1.10米，见于ZK41号孔，最厚处为8.50米，见于ZK24号孔，平均厚度为3.01米；层面最高处标高为16.17米，见于ZK4号孔，层面最低处标高为5.96米，见于ZK24号孔，平均标高为13.51米。 该层做标准贯入试验3次，实测击数为12～15击，平均值13.7击；经杆长校正后修正击数N为9.8～12.4击，平均值11.5击。根据现场标准贯入试验成果，结合野外鉴定及地区经验，该层地基承载力特征值建议：fak=140kPa。 5）中砂、粗砂（层序号为②-5）：呈灰、浅灰、浅灰黄色等，颗粒以中粒与粗粒为主，局部较多粉粒，局部较多圆砾、角砾，不均匀-中等均匀，矿物成分主要为石英，颗粒多呈次棱角状，饱和，稍密状，局部中密状。该层局部分布，见于ZK2、ZK8、ZK12、ZK16、ZK22、ZK23、ZK24、ZK34、ZK43、ZK47、ZK49、ZK50十二孔；最薄处为0.80米，见于ZK49号孔，最厚处为9.50米，见于ZK23号孔，平均厚度为2.70米；层面最高处标高为15.66米，见于ZK16号孔，层面最低处标高为-3.04米，见于ZK43号孔，平均标高为10.60米。
该层做标准贯入试验5次，实测击数为11～16击，平均值14.2击；经杆长校正后修正击数N为9.4～13.2击，平均值11.1击。该层取扰动土样一个，做颗粒分析试验，结果见《土工试验报告》。 根据现场标准贯入试验成果，结合野外鉴定及地区经验，该层地基承载力特征值建议：fak=170kPa。 2.2.3 第四系残积土（Qel） 残积土（层序号为③）：呈褐灰、棕灰、棕黄、灰白色等，由白云质灰岩风化而成，原岩组织结构已完全破坏而难以辨认，矿物成分已粘土化，风化成的土类有粉质粘土、粉土及粉砂，粉质粘土呈硬塑-坚硬状，粉土及粉砂呈中密-密实状。该层分布较广，见于ZK1、ZK4、ZK6、ZK16、ZK20、ZK21、ZK26～ZK33、ZK37～ZK40十八孔；最薄处为0.50米，见于ZK4号孔，最厚处为24.00米，见于ZK32号孔，平均厚度为9.56米；层面最高处标高为14.57米，见于ZK21号孔，层面最低处标高为-1.71米，见于ZK26号孔，平均标高为10.45米。 该层现场做标准贯入试验17次，实测击数为12～24击，平均值16.9击；经杆长校正后修正击数N为9.9～19.0击，平均值12.8击，标准值11.7击，标准差2.453，变异系数0.918。该层取原状土样1个，试验结果见《地基土物理力学指标数理统计表》及《土工试验报告》，主要物理力学指标见表2-4。 根据现场标准贯入试验及室内土工试验成果，结合野外鉴定及地区经验，该层地基承载力特征值建议：fak=200kPa。 2.2.4 下石炭统基岩（C1） 根据岩石风化程度，在钻孔所揭露深度内，分为强风化岩及中风化岩，分述如下： 1）强风化白云质灰岩（层序号为④）：灰白、白色，岩芯极破碎，呈碎块状，裂隙、溶隙发育，钻进漏水。岩石主要矿物成分为方解石、白云石，细晶结构。碎块较坚硬，难折断，岩体基本质量等级为V类。该层局部分布，见于ZK12、ZK16、ZK20、ZK21、ZK28、ZK31、ZK33、ZK34、ZK37、ZK38、ZK41十一孔；最薄处为0.50米，见于ZK41号孔，最厚处为2.30米，见于ZK37号孔，平均厚度为1.02米；层面最高处标高为11.97米，见于ZK21号孔，层面最低处标高为-11.08米，见于ZK38号孔，平均标高为2.40米。 该层现场做标准贯入试验2次，实测击数为67～75击，平均值71.0击；经杆长校正后修正击数N为52.3～53.8击，平均值53.0击。 根据野外鉴定结合地区经验，该层地基承载力特征值建议：fak=700kPa。 2）中风化白云质灰岩（层序号为⑤）：白色、灰白色，局部浅灰色，岩芯呈柱状、短柱状，局部长柱状、碎块状，发生过浅变质作用，轻微大理岩化，岩石主要矿物成分为方解石与白云石，细晶结构，厚层状构造，岩质坚硬，锤击声脆，属较硬岩-坚硬岩。该层岩溶较发育。岩体基本质量等级为Ⅳ类。本次勘察除ZK4孔外，余四十七孔均揭露到该层；揭露最薄处为0.30米，见于ZK10号孔，最厚处为8.50米，见于ZK41号孔，平均厚度为3.46米；层面最高处标高为14.05米，见于ZK5号孔，层面最低处标高为-12.80米，见于ZK32号孔，平均标高为2.42米。
该层在七个钻孔取岩样13件，做天然状态单轴抗压强度试验，获得13组20个岩石抗压强度R值见《岩石抗压强度试验报告》。各岩组抗压强度平均值为51.0～95.7MPa，平均69.34MPa，标准值62.61MPa,标准差13.45，变异系数0.190。 根据野外鉴定结合地区经验，该层地基承载力特征值建议：fak=4000kPa。 各岩土层的埋深、厚度、标高及工程描述见《钻孔柱状图》《工程地质剖面图》及《分层数据一览表》。 2.3 溶洞（Qel） 溶洞（层序号为③-0）：溶洞形成于地下水在下石炭统白云质灰岩裂隙、溶隙中流动所产生的溶蚀作用，其发育程度、溶洞规模往深处有减弱趋势。 本次施工的48个钻孔当中，有ZK1、ZK4、ZK6、ZK8、ZK10、ZK12、ZK17、ZK19～ZK24、ZK26～ZK29、ZK31、ZK37、ZK39、ZK40、ZK43～ZK47、ZK50二十七个钻孔发现有溶洞，钻孔见洞率为56.3%，各钻孔溶洞发育深度见表2-5。洞高最小0.30米，见于ZK28号孔；最大洞高11.00米，见于ZK39号孔；一般洞高0.40～2.70米，平均洞高1.49米；在揭露深度内，最多为3层溶洞，见于ZK10、ZK12号孔。溶洞顶板中风化白云质灰岩厚度为0.30～4.10米，但场地及周边地区少见地面塌陷现象。 溶洞形态多不规则，有独立溶洞也有串珠状溶洞，溶洞之间有一定的连通性，钻孔揭穿溶洞时伴有漏水漏浆现象；钻穿溶洞顶板时钻杆钻进会突然加快，但未发现掉钻现象；27个钻孔发现的溶洞，多为全充填-半充填溶洞，充填物为软塑-可塑状粘性土，局部充填物为中细砂、角砾、碎石等，部分较大的溶洞底部堆积有强风化白云质灰岩碎块及角砾，局部浅层溶洞堆积有残积土。根据地质调查和本次钻探，场地及周边地区碳酸盐岩分布于冲积盆地中，地势平缓，地下水径流缓慢，地下侵蚀、溶蚀作用相对较弱，洞内全充填至半充填，未发现土洞和地面塌陷。 2.4 地下水 根据地层分布、岩芯观察，场地填土多由残积土堆填，颗粒以粉粒为主，含风化岩屑及粘粒，浅层经压实，下部稍密状，属弱透水层；局部由砾砂土、角砾土、碎石土堆填，混填残积土，透水性中等。场地填土厚度较大，层底埋深大于地下水位埋深，形成孔隙潜水含水层，但含水层厚度较小，水量较贫乏，基坑开挖可考虑挖排水沟泵排。中层主要分布冲积相粉质粘土、粉土及残积相粉质粘土，属弱透水层或相对隔水层，局部分布粉砂、中砂、粗砂，形成承压含水层，由于砂层中含少量粘粒，透水性中等，砂层富水性一般，水量中等。深层分布白云灰岩，岩溶较发育，形成承压岩溶水，钻进过程漏水较严重，地层透水性较好，地下水量较丰富。场地无地表溪流，地下水主要接受大气降雨入渗及场外侧向补给，浅层填土形成孔隙潜水，对基坑开挖及基础施工有一定影响，深层岩溶水较丰富，对桩基施工有影响。施工期间，测得地下水位埋深1.30～2.80米，地下水位标高19.41～21.17米。地下水位随季节波动，雨季水位上升，枯季水位下降，据周边水井调查，年际水位变化幅度约1米。在ZK38、ZK41两孔取地下水试样2个做分析试验，试验结果见《水质分析报告》。按《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）（2009年版）第12章有关标准评价，按Ⅱ类腐蚀环境强透水层考虑，根据水样分析结果判断：地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。在ZK29、ZK41两孔取土的腐蚀性分析试样2件，试验结果详见《土的腐蚀性试验报告》，按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）2009年版有关规定按不利组合考虑，判定土对混凝土结构具弱腐蚀性、对钢筋混凝土结构中钢筋及对钢结构均具微腐蚀性。 3.岩土工程分析和评价 3.1 场地稳定性和适宜性评价 由地质剖面图及场地岩土力学强度，确定强风化层（层序号为④）及中风化岩（层序号为⑤）顶面以上为本场地覆盖层。覆盖层①层填土承载力低，厚度大于3m，②-1层粉质粘土、②-2层粉质粘土、②-3层粉土承载力尚可，地基承载力特征值fak＞130kPa，总厚度在3米～50米之间；强风化、中风化基岩埋深变化大，基岩岩溶发育。场地土类型综合判定为中软土，为对建筑抗震一般地段，建筑场地类别属Ⅱ类。 本次勘察查明，场地填土有一定厚度，形成的潜水含水层，地下水对基坑开挖及基础施工有一定影响，深层白云质灰岩岩溶较发育，岩面起伏较大，对桩基施工有较大影响。钻探期间，未发现地面塌陷或其它可影响场地稳定的不良地质因素，地基稳定性尚可，适宜本工程建设。 3.2 场地抗震性评价 据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）及附录A《我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组》规定，场地抗震设防烈度为6度区域，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第—组，特征周期值为0.35s，建筑物抗震设防类别为乙类，建筑物应相应抗震设防。 根据场地标准贯入试验资料计算统计，本场地砂土层没有震动液化趋势，场地属抗震设防烈度为6度区，可不考虑地震液化的影响。 3.3 工程建筑环境 场地西侧60～100米有多栋高层住宅楼，西北侧20米有多层商铺民宅及30米宽的交通道路。场地拟建1～2层地下室。基坑施工时，基坑边坡支护的稳定与否、地下水水位的较大改变将影响到基坑及周边建筑物的安全。 3.4 地基工程力学性能评价 ①层填土：基本完成自重固结，承载力低，可做道路及一层建筑物浅基础持力层； 拟建商住楼为4栋29～30层的高层建筑，部分有2层的裙楼（商铺、超市或公共建筑等），地下室1层，局部2层。建筑物荷载较大。根据场地岩土层地质工程条件和建筑物的特点，可能的基础方案有天然地基浅基础及桩基础。 4.1 天然地基基础 楼高二层的裙楼可采用天然地基基础，在地下室基坑底板下挖除填土层，以②-1层可塑状粉质粘土、局部以②-2层硬塑状粉质粘土为基础持力层。如果附近大量抽取地下水可能对基础稳定性带来影响。 4.2 桩基础 岩溶地区可选的主要桩型有：钻孔灌注桩或冲孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、预应力管桩、夯扩桩、ＣＦＧ桩、ＣＭ桩以及桩与复合地基结合等。
本场地中风化白云质灰岩岩面埋深8.10～34.50米，埋深变化大，岩面起伏不平，地下水丰富，局部上覆土层较薄（地下室底板至岩面的土层厚度局部仅为4～6米），无法提供有效的桩侧摩阻力，虽然低承载力的群桩加筏板做法或加搅拌桩复合地基做法可以分散上部结构的荷载，减少溶洞塌陷的风险，但难以满足30层建筑的荷载要求，人工挖孔桩、预应力管桩、夯扩桩、ＣＦＧ桩、ＣＭ桩复合地基不适用于本场地。结合本工程载荷、持力层埋藏及周边环境等情况，建议采用冲孔灌注桩基础，以⑤层中风化白云质灰岩做桩端持力层。 5.地下室 5.1 地下室基坑支护 本工程有地下室1层，局部2层。基坑开挖深度约4～6米，基坑支护工程安全等级为二级。场地填土主要由残积土堆填，属弱透水层，局部由砾砂土、角砾土、碎石土堆填，透水性稍好。场地地下水位有一定埋深，由填土层形成的孔隙潜水厚度较小，水量较贫乏。基坑可采用放坡开挖，并采用锚固铁丝网加喷水泥砂浆进行护坡，局部砾砂土、角砾土、碎石土填土区渗水严重地段可采用搅拌桩止水护壁。基坑内渗出的地下水可采用挖排水沟集中泵排。根据勘察结果，当基坑设计计算侧壁压力时，第四系土层的有关工程特征指标见表5-1。 5.2 地下室抗浮设防水位 根据场地及周边地面高程以及实测地下水位埋深，基础底面的抗浮设防水位标高建议为21.5米。 6、结论和建议 1）勘察结果表明，场地内除溶洞外，无其它不良地质现象，作为建筑用地是适宜的；
|
2）粉质粘土（层序号为②-2）：浅灰黄杂砖红色、灰白杂紫红色、棕黄杂灰紫色、浅棕黄色、灰黄色等，颗粒以粉粒与粘粒为主，能搓成0.5～2mm的细土条，稍有光泽，多呈硬塑状，局部坚硬状、可塑状，韧性及干强度中等，摇振反应无，具中压缩性。该层分布较广，局部有两层或多层，见于ZK1、ZK15、ZK23、ZK26、ZK29～ZK34、ZK36～ZK38、ZK40、ZK42～ZK47、ZK49、ZK50二十二孔；单层最薄处为1.10米，见于ZK36号孔，最厚处为19.40米，见于ZK42号孔，平均厚度为5.96米；层面最高处标高为18.00米，见于ZK44号孔，层面最低处标高为3.77米，见于ZK49号孔，平均标高为13.45米。
指标数理统计表》及《土工试验报告》，主要物理力学指标见表2-3。
