广州中新知识城某特种平台岩土工程勘察报告

莫 如 波

    1 前 言

    1.1 工程概况(略)

    本项目属详细勘察。工程重要性等级为二级,场地复杂程度等级为二级,地基复杂程度等级为二级,岩土工程勘察等级为乙级。

    钻孔的数量及位置,按业主与设计单位的要求,根据相关规范及场地地质条件进行布设,孔位主要沿拟建建筑物的轮廓及边角点布置,钻孔间距不大于 24 m。本项目共布置钻孔 76 个,当中控制性钻孔 28 个,一般性钻孔 48 个。钻探施工过程由于场地东侧沿红线分布的ZK51、ZK56、ZK57、ZK61、ZK64、ZK68、ZK73、ZK76八孔埋地电缆未拆除未能施工,本次实际施工钻孔 68 个,当中技术孔 54 个(其中 29 个孔取样与 54 个孔打标贯),鉴别性钻孔 14 个。做重型圆锥动力触探试验孔 3 个。钻探于2020年5月18日运进三台钻机进场施工,于2020年6月16日完成。钻孔位置见《钻孔平面位置图》。

    1.2 勘察目的和要求

    勘察的目的是查明拟建场地的岩土工程地质条件,为拟建建筑物基础设计与施工提供可靠的岩土工程地质依据与有关岩土参数。(1)查明场地内岩土层的类型、深度、分布、工程特性和变化规律,分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力;(2)查明场地不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度,提出整治方案的建议;(3)查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物;(4)划分场地土类型和建筑场地类别,判定饱和砂土或粉土的地震液化;(5)查明地下水类型、埋藏条件、补给及排泄条件,判定地下水和土对建筑材料的腐蚀性;(6)对地基基础选型进行分析论证,并提供各地层的岩土性质指标、地基承载力特征值等。

    1.3 勘察方法及完成工作量

    勘察工作采用收集已有地质资料、现场地质调查、测量定位、全取芯钻探、现场鉴别、标准贯入测试以及取岩、土、水样试验、拍岩芯照片等多种方法及手段进行,各项工作均按相关规范、标准执行。钻探采用XY-1型液压回转钻机钻进,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 20 cm,中风化岩岩芯破碎时取岩块做点荷载试验。流塑、软塑粘性土采用薄壁取土器,可塑、硬塑粘性土采用厚壁敞口式取土器,重锤低击法取样,土样质量等级达Ⅰ~Ⅱ级;砂土扰动样在岩芯管取样,质量等级Ⅲ级。水样采取是在终孔后,在循环冲洗液沉淀稳定后进行,采取混合地下水样。标准贯入试验用质量为 63.5 kg穿心锤按照规定的 76 cm落距自由下落,并记录 30 cm击数;重型圆锥动力触探试验是将标贯探头换成重型圆锥探头,76 cm落距自由下落,记录击入 10 cm的击数。试验要求满足相关规范。采取土试样孔和原位测试孔数量不少于总孔数的 1/2,钻探取土试样孔数量不少于总孔数的 1/3。终孔要求,控制性钻孔进入连续稳定的中-微风化岩 ≥5.5 m,一般性钻孔进入连续稳定中-微风化岩 ≥3 m。经业主及设计部门同意,当钻至 50 m深尚未到达中-微风化岩时亦可终孔。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根据下列规范执行:(1)国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版);(2)国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2011);(3)国家标准《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010,2016年版);(4)国家标准《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2015);(5)国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》(GB 50223-2008);(6)国家标准《土工试验方法标准》(GB/T 50123-2019);(7)国家标准《工程岩体试验方法标准》(GB/T50266-2013);(8)行业标准《地下水质检验方法》(DZ/T 0064.1~0064.80-93);(9)行业标准《城乡规划工程地质勘察规范》(CJJ 57-2012);(10)行业标准《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ 72-2017);(11)行业标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012);(12)行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008);(13)广东省标准《建筑地基基础设计规范》(DBJ 15-31-2016);(14)广东省标准《锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程》(DBJ/T 15-22-2008);(15)广东省标准《静压预制混凝土桩基础技术规程》(DBJ/T 15-94-2013);(16)广东省标准《建筑基坑工程技术规程》(DBJ/T 15-20-2016);(17)广东省标准《建筑地基处理技术规范》(DBJ 15-38-2019);(18)住房和城乡建设部《房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编制深度规定》(2010年版);(19)协会标准《岩土工程勘察报告编制标准》(CECS 99:98)。

    地基承载力及其它岩土力学参数根据土质及勘探测试结果结合地区经验提供。

    2 场地岩土工程条件

    2.1 场地地形地貌及环境条件

    2.1.1 地理位置及周边环境条件

    场地位于广州市黄埔区九龙镇。场地较开阔,北面距村庄约 100 m,西北面距学校约 200 m。现场地内无建筑物,东侧及东北侧大致沿红线方向有待拆的埋地电缆。场地周边交通方便,近东西向的广河高速从场地南侧经过;距场地东面有近南北向的S378(九龙大道)经过。如图1-1《场地位置图》。

    2.1.2 地形地貌

    场地地貌单元属剥蚀残丘间的冲积洼地,地形平缓,起伏不大,周边地形高差小于 5 m。场地原为耕地与鱼塘,红线范围现状大部分已填平,东部有埋地电缆未填耕地约比已填区低 1.5 m,北部边缘约有 2 m宽为未填的鱼塘。场地孔口标高为 33.05~35.22 m。

    2.1.3 区域地质

    场地及周边所分布的区域地层主要有燕山期花岗岩及第四系冲积相。钻孔揭露基岩为花岗岩,呈浅灰色,浅灰色,局部见浅灰杂肉红色,似斑状结构,矿物成分主要是石英、斜长石、钾长石,含少量角闪石及黑云母,全风化、强风化带厚度大,中风化、微风化基岩埋深大。第四系上部主要是冲积相粉质粘土、局部夹砂层透镜体;下部为花岗岩风化残积土-砂质粘性土、砾质粘性土。

    2.1.4 气象、水文

    广州市位于广东省中部,属南亚热带海洋性季风气候区,风向的季节性很强,气候温暖湿润,雨量充沛;受低纬度海洋湿润气流的调节,日照充足,热量丰富,长夏无冬,干湿季明显,暖湿气流盛行,气候高温多雨。年平均气温 21.9 ℃,1月最冷平均最低气温为 10 ℃,极端最低为 0 ℃。7月为全年最热平均最高气温 32.8 ℃,极端最高 39.3 ℃。广州市年平均降雨量 1800 mm左右,降水主要集中在 4~9 月汛期,约占全年雨量的 80%,10月至翌年3月是少雨季节。全年总日照时数约 1568 小时,2~3月多阴雨,月日照时数只有 50~80 小时,也是最潮湿的季节。秋冬季盛行东北风,春、夏季盛行东南风,平均风速 2.5 m/s。7~10月为台风季节,对广州地区有较大影响的台风年 1~2 次。广州市的基本风压值 wo = 0.50 kN/㎡。

    场地处于剥蚀残积-冲积地貌,地势相对较低,有一小河涌从场地北侧经过,平时流量较小,暴雨时洪水会漫上两岸。


 
 
 





 

    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,场区地层自上而下分为:填土及耕植土(Q4ml)、全新统冲积层(Q4al)、第四系残积层(Qel)及燕山期花岗岩(γ5),具体描述如下:

    2.2.1 填土及耕植土(Q4ml

    1)素填土(层序号为①-1)砖红、棕红色,为新填土,堆积时间为1年,填料较均匀,主要由花岗岩风化残积成因的粘性土堆填,颗粒以粉粒与粘粒为主,含石英砂,偶见角砾、垃圾碎屑砼块等。稍湿-很湿,结构疏松,具高压缩性。场地北部偶见旧塘基老填土,呈灰黄、褐黄色,填料为粉质粘土,可塑状,很湿,结构疏松,具高压缩性。该层分布广;见于ZK1~ZK3、ZK6~ZK12、ZK14~ZK50、ZK52~ZK55、ZK58~ZK60、ZK62、ZK63、ZK65~ZK67、ZK69~ZK72、ZK74、ZK75六十四孔。最薄处为 0.60 m,见于ZK6号孔,最厚处为 4.20 m,见于ZK63号孔,平均厚度为 1.94 m;层面最高处标高为 35.22 m,见于ZK46号孔,层面最低处标高为 33.05 m,见于ZK3号孔,平均标高为 34.58 m。

    该层现场做标准贯入试验 17 次,实测击数 4~6 击,平均值 4.7 击;经杆长校正后的修正击数N为 3.8~5.9 击,平均值 4.6 击,标准值 4.3 击、标准差 0.721、变异系数 0.157。在ZK40、ZK52、ZK72三孔做重型圆锥动力触探试验共 20 阵次,实测击数 1~3 击,平均值 2.3 击;经杆长修正击数N63.5为 1.0~3.0 击,平均值 2.2 击,标准值 2.0 击、标准差 0.611、变异系数 0.275。

    该层取原状土样 8 件,试验结果均为粉质粘土,见《土工试验报告》《分层土工试验成果表》及附表《地基土物理力学指标数理统计表》,主要物理力学指标数值见表2-1。

    结合野外鉴定及地区经验,该层地基承载力特征值建议:fak = 90 kPa。

    2)耕植土(层序号为①-2)棕黄、褐黄色,为粉质粘土,颗粒以粉粒与粘粒为主,偶见植物根系,多呈可塑状,局部硬塑,较松软,具中-高压缩性。该层分布广,见于ZK2~ZK7、ZK9~ZK14、ZK16~ZK33、ZK35~ZK48、ZK50、ZK52~ZK55、ZK58、ZK59、ZK62、ZK65~ZK67、ZK70~ZK72、ZK74、ZK75六十孔;最薄处为 0.40 m,见于ZK3号孔,最厚处为 2.00 m,见于ZK22号孔,平均厚度为 0.86 m;层面最高处标高为 33.49 m,见于ZK41号孔,层面最低处标高为 31.70 m,见于ZK52号孔,平均标高为 32.82 m。

    该层现场做标准贯入试验 14 次。实测击数 3~9 击,平均值 4.9 击;经杆长校正后的修正击数N为 2.9~8.6 击,平均值 4.8 击,标准值 4.0 击、标准差 1.581、变异系数 0.332。

    该层取原状土样7件,试验结果均为粉质粘土,见《土工试验报告》《分层土工试验成果表》及附表《地基土物理力学指标数理统计表》,主要物理力学指标数值见表2-2。

    根据现场标准贯入试验及室内土工试验结果,结合野外鉴定及地区经验,该层地基承载力特征值建议:fak = 100 kPa。

    2.2.2 全新统冲积层(Q4al

    根据沉积成因、颗粒特征、层序及土层的力学性质,细分四个亚层:②-1层粉质粘土(可塑状)、②-2层粉质粘土(软塑状)、②-3层砂、②-4层粉质粘土(可塑状)。分述如下:

    1)粉质粘土(层序号为②-1):灰黄、棕黄、浅灰黄、浅棕红色等。颗粒以粉粒与粘粒为主,能搓成 0.5~2 mm的细土条,稍有光泽,可塑状,韧性及干强度中等,摇振反应无,具中压缩性。该层局部分布,见于ZK5、ZK7~ZK11、ZK13、ZK15、ZK17、ZK25、ZK26、ZK32、ZK34~ZK37、ZK41、ZK42、ZK44、ZK46、ZK47、ZK49、ZK50、ZK52、ZK54、ZK55、ZK59、ZK60、ZK63、ZK65~ZK67、ZK69、ZK71、ZK72、ZK74、ZK75三十七孔;最薄处为 0.70 m,见于ZK47号孔,最厚处为 11.60 m,见于ZK37号孔,平均厚度为 3.67 m;层面最高处标高为 32.92 m,见于ZK46号孔,层面最低处标高为 28.75 m,见于ZK67号孔,平均标高为 31.70 m。

    该层现场做标准贯入试验 40 次。实测击数 4~9 击,平均值 6.2 击;经杆长校正后的修正击数N为 3.7~7.9 击,平均值 5.4 击,标准值 5.2 击、标准差 0.954、变异系数 0.176。

    该层取原状土样 14 件,试验结果 13 为粉质粘土、1 个粘土,见《土工试验报告》《分层土工试验成果表》及附表《地基土物理力学指标数理统计表》,主要物理力学指标数值见表2-3。

    根据现场标准贯入试验及室内土工试验结果,结合野外鉴定及地区经验,该层地基承载力特征值建议:fak = 150 kPa。

    2)粉质粘土(层序号为②-2):呈褐灰、灰、灰黄色等,颗粒以粉粒与粘粒为主,局部为粘土,局部含腐植质,北部ZK7、ZK50两孔夹腐木层。可搓成 0.5~2 mm的细土条,稍有光泽,韧性及干强度中等,软塑状,局部流塑状为淤泥质土,摇振反应快,具高压缩性。该层局部分布,见于ZK3、ZK4、ZK6、ZK7、ZK8、ZK14、ZK15、ZK17、ZK18、ZK19、ZK21、ZK22、ZK24、ZK28、ZK29、ZK30、ZK31、ZK34、ZK35、ZK38、ZK42、ZK49、ZK50、ZK52、ZK53、ZK58、ZK59、ZK60、ZK62、ZK66、ZK67、ZK69、ZK70、ZK75三十四孔;最薄处为 0.70 m,见于ZK22号孔,最厚处为 3.40 m,见于ZK59号孔,平均厚度为 1.97 m;层面最高处标高为 33.10 m,见于ZK60号孔,层面最低处标高为 25.21 m,见于ZK59号孔,平均标高为 30.68 m。

    该层现场做标准贯入试验 19 次。实测击数 2~4 击,平均值 3.2 击;经杆长校正后的修正击数N为 1.7~3.6 击,平均值 2.8 击,标准值 2.6 击、标准差 0.495、变异系数 0.176。

    该层取原状土样 6 件,试验结果 6 个粉质粘土、1 个粘土,见《土工试验报告》《分层土工试验成果表》及附表《地基土物理力学指标数理统计表》,主要物理力学指标数值见表2-4。

    根据现场标准贯入试验及室内土工试验结果,结合野外鉴定及地区经验,该层地基承载力特征值建议:fak = 70 kPa。

    3)砂(层序号为②-3):根据颗粒粗细及密实度再分粉砂(层序号为②-3f)、中砂(层序号为②-3z)及砾砂(层序号为②-3l)三层。

    粉砂(层序号为②-3f):浅灰、浅灰黄、灰白色等,颗粒以中粒与粉粒为主,少量粘粒,主要为粉砂,偶见细砂,中等均匀,呈次棱角状,矿物成分主要为石英,饱和,松散状。该层局部分布,见于ZK11、ZK18、ZK25、ZK31、ZK32、ZK36、ZK39、ZK41、ZK46、ZK62、ZK70八孔;最薄处为 0.90 m,见于ZK36号孔,最厚处为 3.40 m,见于ZK31号孔,平均厚度为 2.28 m;层面最高处标高为 31.53 m,见于ZK39号孔,层面最低处标高为 27.33 m,见于ZK62号孔,平均标高为 30.08 m。

    该层现场做标准贯入试验 7 次。实测击数 5~9 击,平均值 8.0 击;经杆长校正后的修正击数N为 4.7~7.9 击,平均值 7.0 击,标准值 6.1 击、标准差 1.204、变异系数 0.171。

    该层取土样7件,试验结果 6 个为粉砂、 1 个细砂,见《土工试验报告》及《分层土工试验成果表》。

    根据现场标准贯入试验结果,结合野外鉴定及地区经验,该层地基承载力特征值建议:fak = 100 kPa。

    中砂(层序号为②-3z):浅灰、浅灰黄、灰黄色等,颗粒以中粒与粗粒为主,较多粉粒,少量粘粒,中等均匀,呈次棱角状,矿物成分主要为石英,饱和,松散-稍密状,局部夹杂有粗砂。该层局部分布,见于ZK1、ZK2、ZK7、ZK8、ZK10、ZK13~ZK15、ZK21、ZK23、ZK24、ZK26、ZK29、ZK39、ZK40、ZK47、ZK49、ZK50、ZK54、ZK60、ZK67、ZK74、ZK75二十三孔;最薄处为 0.50 m,见于ZK47号孔,最厚处为 4.50 m,见于ZK8号孔,平均厚度为 2.13 m;层面最高处标高为 31.61 m,见于ZK40号孔,层面最低处标高为 23.89 m,见于ZK21号孔,平均标高为 28.22 m。

    该层现场做标准贯入试验 17 次。实测击数 7~12 击,平均值 9.7 击;经杆长校正后的修正击数N为 6.2~9.9 击,平均值 8.1 击,标准值 7.6 击、标准差 1.142、变异系数 0.141。

    该层取土样6件,试验结果 4 个为中砂,2 个粗砂,见《土工试验报告》及《分层土工试验成果表》。

    根据现场标准贯入试验结果,结合野外鉴定及地区经验,该层地基承载力特征值建议:fak = 130 kPa。

    砾砂(层序号为②-3l):浅灰、浅灰黄、棕黄、灰白色等,颗粒以圆砾与粗粒为主,较多粉粒,常含粘粒,以砾砂为主,偶见圆砾及粗砂,中等均匀,呈次棱角状,矿物成分主要为石英,饱和,松散-稍密状。该层局部分布,见于ZK6、ZK7、ZK18、ZK40、ZK50、ZK52、ZK55、ZK63、ZK69、ZK72十孔;最薄处为 0.55 m,见于ZK18号孔,最厚处为 4.10 m,见于ZK55号孔,平均厚度为 2.18 m;层面最高处标高为 29.02 m,见于ZK6号孔,层面最低处标高为 23.65 m,见于ZK7号孔,平均标高为 26.01 m。

    该层现场做标准贯入试验 7 次。实测击数 9~13 击,平均值 11.1 击;经杆长校正后的修正击数N为 6.7~10.4 击,平均值 8.9 击,标准值 8.0 击、标准差 1.281、变异系数 0.144。在ZK40孔做重型圆锥动力触探试验共7阵次,实测击数 4~6 击,平均值 5.0 击;经杆长修正击数N63.5为 3.6~5.3 击,平均值 4.3 击,标准值 3.8 击、标准差 0.768、变异系数 0.177。

    该层取土样 9 件,试验结果 7 个为砾砂, 圆砾与粗砂各 1 个,见《土工试验报告》及《分层土工试验成果表》。

    根据现场标准贯入试验结果,结合野外鉴定及地区经验,该层地基承载力特征值建议:fak = 150 kPa。

    4)粉质粘土(层序号为②-4):浅灰黄、浅棕红、灰白、浅紫灰色等。颗粒以粉粒与粘粒为主,能搓成 0.5~2 mm的细土条,稍有光泽,可塑状,韧性及干强度中等,摇振反应无,具中压缩性。该层局部分布,见于ZK1~ZK4、ZK6、ZK11~ZK23、ZK26~ZK36、ZK38、ZK40~ZK43、ZK45~ZK48、ZK53、ZK54、ZK58~ZK60、ZK62、ZK63、ZK69、ZK74、ZK75四十八孔;最薄处为 0.90 m,见于ZK59号孔,最厚处为 13.50 m,见于ZK3号孔,平均厚度为 5.94 m;层面最高处标高为 32.92 m,见于ZK20号孔,层面最低处标高为 21.81 m,见于ZK59号孔,平均标高为 28.85 m。

    该层现场做标准贯入试验 82 次。实测击数 4~12 击,平均值 8.7 击;经杆长校正后的修正击数N为 3.7~10.4 击,平均值 7.1 击,标准值 6.9 击、标准差 1.335、变异系数 0.187。

    该层取原状土样 16 件,试验结果均为粉质粘土,见《土工试验报告》《分层土工试验成果表》及附表《地基土物理力学指标数理统计表》,主要物理力学指标数值见表2-5。

    根据现场标准贯入试验及室内土工试验结果,结合野外鉴定及地区经验,该层地基承载力特征值建议:f
ak = 180 kPa。

    2.2.3 第四系残积层(Qel

    根据残积土的稠度状态、标贯击数及力学性质,上下分两层:③-1层可塑状砂质粘性土局部砾质粘性土与③-2层硬塑-坚硬状砾质粘性土、砂质粘性土。

    1)砂质粘性土,局部砾质粘性土(层序号为③-1):多呈棕黄色,局部浅棕黄、棕红、紫红、灰黄色等,由花岗岩风化而成,母岩组织结构已完全改变而无法辨认,原岩矿物成分大部分已风化成粘土矿物,残留较多石英砂、砾,多为砂质粘性土,局部为砾质粘性土。可塑状,韧性及干强度低,摇振反应无,具中-高压缩性。浸水易软化与崩解。该层分布广,见于ZK1~ZK21、ZK23、ZK28~ZK33、ZK35~ZK42、ZK44~ZK50、ZK52~ZK55、ZK58~ZK60、ZK62、ZK63、ZK65~ZK67、ZK69~ZK71、ZK74、ZK75六十孔;最薄处为 1.40 m,见于ZK20号孔,最厚处为 11.60 m,见于ZK40号孔,平均厚度为 5.89 m;层面最高处标高为 28.84 m,见于ZK44号孔,层面最低处标高为 16.05 m,见于ZK3号孔,平均标高为 22.79 m。

    该层现场做标准贯入试验 88 次。实测击数 7~17 击,平均值 12.8 击;经杆长校正后的修正击数N为 5.7~11.9 击,平均值 9.5 击,标准值 9.3 击、标准差 1.016、变异系数 0.107。

    该层取原状土样 18 个,试验结果 12 个为砂质粘性土、6 个为砾质粘性土,见《土工试验报告》《分层土工试验成果表》及《地基土物理力学指标数理统计表》,主要物理力学指标数值见表2-6。

    根据现场标准贯入试验及室内土工试验结果,结合野外鉴定及地区经验,该层地基承载力特征值建议:fak = 170 kPa。

    2)砾质粘性土、砂质粘性土(层序号为③-2):棕黄色,局部浅棕黄、棕红色等,由花岗岩风化而成,母岩组织结构已完全改变而无法辨认,原岩矿物成分大部分已风化成粘土矿物,残留较多石英砂、砾,多为砾质粘性土与砂质粘性土,偶见粘性土。硬塑-坚硬状,韧性及干强度低,摇振反应无,具中压缩性。浸水易软化与崩解。已施工的六十八个钻孔均见分布;最薄处为 1.10 m,见于ZK12号孔,最厚处为 23.00 m,见于ZK25号孔,平均厚度为 9.47 m;层面最高处标高为 26.58 m,见于ZK25号孔,层面最低处标高为 10.85 m,见于ZK35号孔,平均标高为 17.70 m。

    该层现场做标准贯入试验 145 次。实测击数 15~39 击,平均值 24.8 击;经杆长校正后的修正击数N为 10.6~26.6 击,平均值 17.4 击,标准值 16.8 击、标准差 4.020、变异系数 0.231。

    该层取原状土样23个,试验结果 11 个为砾质粘性土,12 个砂质粘性土,试验结果见《土工试验报告》《分层土工试验成果表》及《地基土物理力学指标数理统计表》,主要物理力学指标数值见表2-7。

    根据现场标准贯入试验及室内土工试验结果,结合野外鉴定及地区经验,该层地基承载力特征值建议:fak = 220 kPa。

    2.2.4 燕山期花岗岩(γ5

    根据岩石风化程度,划分全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩及微风化花岗岩,描述如下:

    1)全风化花岗岩(层序号为④-1):棕黄色,局部棕褐、棕灰、浅紫灰色等,母岩组织结构大部分已破坏但尚可辨认,矿物成分大多已粘土化,残留大量的石英砂、砾,岩芯风化成密实状粉土,手捏易成粉状、砂状,浸水易软化与崩解。已施工的六十八个钻孔均见分布;最薄处为 2.90 m,见于ZK69号孔,最厚处为 17.20 m,见于ZK24号孔,平均厚度为 9.71 m;层面最高处标高为 17.35 m,见于ZK66号孔,层面最低处标高为 2.05 m,见于ZK3号孔,平均标高为 8.24 m。

    该层现场做标准贯入试验 124 次。实测击数 40~68 击,平均值 48.1 击;经杆长校正后的修正击数N为 24.5~46.4 击,平均值 32.2 击,标准值 31.5 击、标准差 4.760、变异系数 0.148。

    该层取原状土样 10 个,试验结果 8 个为砾质粘性土、2 个为砂质粘性土,试验结果见《土工试验报告》《分层土工试验成果表》及《地基土物理力学指标数理统计表》,主要物理力学指标数值见表2-8。

    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 = 400 kPa。

    2)强风化花岗岩(层序号为④-2):棕黄色,局部棕灰、灰黄色等,原岩组织结构大部分发生改变,但尚可辨认,矿物成分大部分已粘土化,残留较多石英砂砾,岩芯呈土柱状,浸水易软化与崩解。岩石坚硬程度属极软岩,岩体完整程度属极破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ类。已施工的六十八个钻孔均见分布;最薄处为 3.60 m,见于ZK59号孔,最厚处为 20.00 m,见于ZK50号孔,平均厚度为 12.26 m;层面最高处标高为 10.90 m,见于ZK63号孔,层面最低处标高为 -7.42 m,见于ZK25号孔,平均标高为 -1.47 m。

    该层现场做标准贯入试验 64 次。实测击数 70~78 击,平均值 73.0 击;经杆长校正后的修正击数N为 39.5~50.9 击,平均值 46.7 击,标准值 46.3 击、标准差 1.827、变异系数 0.039。在ZK40、ZK52、ZK53、ZK72四孔做重型圆锥动力触探试验共 26 阵次,实测击数 56~69 击,平均值 61.5 击;经杆长修正击数N63.5为 20.2~24.8 击,平均值 22.1 击,标准值 21.7 击、标准差 1.267、变异系数 0.057。另在多个钻孔强风化花岗岩(标贯击数70击以上)做重型圆锥动力触探试验,锤击数在50击以上并出现反弹,锤击数未列入统计。

    该层取原状土样 16 个,试验结果 11 个为砾质粘性土、5 个为砂质粘性土,试验结果见《土工试验报告》《分层土工试验成果表》及《地基土物理力学指标数理统计表》,主要物理力学指标数值见表2-9。

    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 = 550 kPa。

    3)中风化花岗岩(层序号为④-3):浅灰、棕黄、棕褐色等,原岩组织结构及矿物成分稍有改变,裂隙发育,岩芯多呈碎块状、局部短柱状,沿裂隙面被染成棕黄、褐黄、棕红色。块状构造,粗粒花岗结构,斑晶主要为石英、斜长石、钾长石,少量角闪石与黑云母等暗色矿物。岩质较硬,锤击声哑,岩石坚硬程度属软岩-较软岩,岩体完整程度属破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层局部分布,仅在于ZK31、ZK33、ZK54、ZK55、ZK59、ZK60、ZK67、ZK71八孔;最薄处为 0.50 m,见于ZK59号孔,最厚处为 3.70 m,见于ZK33号孔,平均厚度为 1.60 m;层面最高处标高为 -1.29 m,见于ZK59号孔,层面最低处标高为 -15.05 m,见于ZK31号孔,平均标高为 -7.87 m。

    该层岩芯破碎呈碎块状,难取得完整岩样,本次取得 2 块做点荷载试验获得 2 个数值,天然单轴抗压强度换算值为 10.6 MPa与 18.5 MPa,平均值为 14.6 MPa,另取一件岩芯做饱和状态单轴抗压强度试验,试验结果为 26.2 MPa。见《分层土工试验成果表》《地基土物理力学指标数理统计表》及《岩石抗压强度试验报告》。

    根据野外鉴定结合地区经验,该层地基承载力特征值建议:fa = 2500 kPa;天然单轴抗压强度的标准值建议:frk = 10 MPa。

    4)微风化花岗岩(层序号为④-4):浅灰色,浅灰杂肉红色。原岩组织结构及矿物成分基本未变,岩石裂隙不发育,岩芯较完整,多呈柱状,局部短柱状或长柱状。块状构造,粗粒花岗结构,斑晶主要为石英、斜长石、钾长石,少量角闪石与黑云母等暗色矿物,岩质坚硬,锤击声脆。岩石坚硬程度属坚硬岩,岩体完整程度属较完整,岩体基本质量等级属Ⅱ类。本次施工的 68 个钻孔中钻探在终孔深度50 m以内有ZK7、ZK23、ZK52、ZK53、ZK54、ZK55、ZK58、ZK59、ZK62、ZK63、ZK65、ZK66、ZK67、ZK69、ZK70、ZK71、ZK72十七孔揭露到该层;最薄处为 2.50 m,见于ZK67号孔,最厚处为 8.00 m,见于ZK69号孔,平均厚度为 4.22 m;层面最高处标高为 -1.79 m,见于ZK59号孔,层面最低处标高为 -15.56 m,见于ZK70号孔,平均标高为 -8.07 m。

    该层取岩样 10 件,6 件做天然状态单轴抗压强度试验,获得 6 组抗压强度数值为 94.9~120.0 MPa,平均值 109.5 MPa,标准值 102.1 MPa,标准差8.99,变异系数 0.08,见《分层土工试验成果表》《地基土物理力学指标数理统计表》及《岩石抗压强度试验报告》;该层取 4 件做饱和状态单轴抗压强度试验,获得 4 组抗压强度数值为 96.9~115.0 MPa,平均值 109.2 MPa。天然状态抗压强度与饱和抗压强度差别不大。

    根据野外鉴定结合地区经验,该层地基承载力特征值建议:fa = 25000 kPa;天然状态单轴抗压强度标准值建议:frk = 100 MPa。

    各岩土层的埋深、厚度、标高及详细描述见《钻孔柱状图》《工程地质剖面图》及《分层数据一览表》。

    2.3 地下水

    2.3.1 地基土层的透水性及含水层的划分

    浅层①-1素填土主要由粘性土堆填,填料较均匀,堆填过程经汽车碾压,稍有压密,透水性差,属弱透水层,水量贫乏;浅层①-2耕植土,土质为粉质粘土,透水性差,属弱透水层,水量贫乏;②-1层、②-2层、②-4层粉质粘土,属微透水层,构成相对隔水层;②-3层为粉砂、中粗砂及砾砂,总体颗粒以中粒与粗粒为主,含少量粘粒,具中等-强透水性,形成孔隙含水层,属潜水或微承压水;③-1层、③-2层砂质粘性土、砾质粘性土及④-1全风化花岗岩、④-2强风化花岗岩,其孔隙、裂隙发育,含较多风化成因的粘土矿物,其透水性较差,具弱透水性,形成弱含水层,水量贫乏;深部④-3中风化花岗岩裂隙发育,中等透水,形成裂隙承压水,但厚度甚薄,水量贫乏;深部④-4微风化花岗岩裂隙不发育,属微透水层。

    场地原始地形中部高四周低,受冲积相沉积环境的影响,②-3层砂土主要分布于场地的北部、东部及西部,多呈透镜体状分布,场地中部较大范围②-3层砂土少见。根据基坑边线工程地质剖面图2-2’、4-4’、5-5’、7-7’、9-9’、12-12’、14-14’等,各个剖面均有厚薄不等的砂层透镜体分布,在基坑开挖所涉及的一定深度范围内,②-3层砂土分布于ZK1、ZK6、ZK7、ZK8、ZK11、ZK23、ZK24、ZK39、ZK40、ZK41十个钻孔一带。场地地基土的②-3层砂形成孔隙含水层,含水层呈透镜体状分布,水平方向延伸较差,多数在一二个钻孔间距内尖灭。

    本工程有一层地下室,基坑开挖深度 4~5 m,基坑开挖及基坑壁土层大部分为弱-微透水层,局部开挖至②-3层砂含水层。由于地基土含水层规模小,水量小,抽水试验很容易一开泵水位就掉到井底,难以完成抽水试验的过程;再者,由于含水层多呈透镜体状水平方向延伸差,粉砂、中粗砂、砾砂颗粒粗细变化大,不同地段的粘粒含量变化亦大,与工程地质手册、基坑支护规程中抽水试验概化模型所假设的含水层无限、均质且各向同性的条件相差甚远,难以找到具有代表性的含水层做抽水试验。

    通过取砂样在实验室做渗透试验获取各砂层的渗透系数,结果见土工试验报告及附表《分层土工试验成果表》,统计结果见表2-10,粉砂层属中等透水层、中粗砂及砾砂属强透水层。由于砂样存在扰动,钻探钻进过程浸水可能会导致砂层中的粘粒减少,实际砂层的渗透系数应小于实验室的试验结果。各岩土层渗透系数的经验值及透水性判断见表2-11。基坑开挖若需要进一步确定岩土层的渗透系数、涌水量等水文地质参数,建议做专门的水文地质调查与试验。

    2.3.2 地基土层地下水的补给、径流与排泄

    场地原为耕地与鱼塘,近期由素填土填高整平,场地北部有一条溪流由西往东流过,但与场地有一定距离。场地浅层地下水主要接受大气降水入渗补给,然后通过垂直渗透补给中层孔隙水及深层风化带孔隙裂隙水。天然条件下场区地下水主要向地势较低的北面沟溪径流及排泄,另外通过饱气带蒸发排泄进入大气中。当场区进行基坑排水形成降落漏斗时,场外周边的地下水可通过侧向径流流向基坑。本次钻探过程测得钻孔稳定水位埋深为 0.10~1.50 m,地下水位标高 32.31~34.76 m。测得的初见水位与稳定水位差异不大,局部初见水位比稳定水位低 0.10~0.30 m,局部初见水位比稳定水位高 0.10~0.30 m,反映浅层地下水与中深层地下水在不同地段有不同补排关系。地下水位变化主要受降雨季节影响,雨季水位较高,旱季水位低,经周边调查及地区经验,年水位变化幅度 0.5~1.5 m。

    2.3.3 地下水及土对建筑材料的腐蚀性评价

    在ZK26、ZK49、ZK71三孔取地下水试样 3 件,试验结果见表2-12及《水质分析报告》,依照《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类腐蚀环境直接临水(A)考虑,根分析结果判断:ZK26、ZK49、ZK71三孔水样对混凝土结构具中腐蚀性,在长期浸水及干湿交替环境中地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。水中侵蚀性CO2含量较高可能与耕植土、粉质粘土中有机腐植质的微生物分解有关,其可产生较多的CO2同时让pH值偏低。在ZK30、ZK39、ZK55孔地下水位以上取土样各1件,做土的腐蚀性分析,结果见表2-13及《土中易溶盐分析报告》,依照《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)(2009年版)第12章有关标准,按Ⅱ类腐蚀环境考虑,判定ZK30孔、ZK55孔土样对混凝土结构具微腐蚀性,有干湿交替作用情况下,土对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性,土对钢结构具微腐蚀性。应按照有关规范要求进行抗腐防护。

    2.3.4 地下水的不良作用

    地下水的渗透顶托,会对筏板基础、地下室底板等产生托浮力,对地下建(构)筑物抗浮产生不利影响;地下水位下降时,可能会因土体失水而产生土体沉降、地面沉降,天然地基容易导致建(构)筑物沉降变形,桩基础容易因软弱地基土固结沉降等因素产生不利的负摩阻力效应。地下水在自然状态下不存在明显的水头差,其动水压力较弱,不会对工程产生显著影响,但当工程施工造成较大水头差时,动水压力增大,可能会对地基或基础施工造成不利影响。如大量抽取地下水,会容易引起流砂、管涌及引起土体固结沉降,造成地面开裂、下陷现象,给周围建(构)筑物、市政道路、地下管线等设施带来不利影响。因此,基槽基坑开挖需要降水时,应注意观测水位动态变化,工程施工应避免大量抽排地下水。

    2.4 不良地质作用及特殊性岩土

    本场地未发现泥石流、崩塌、滑坡、地面塌陷等不良地质作用。也未发现古河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物。

    场地的特殊性岩土为填土、残积土及风化花岗岩。

    表层填土为新填土,主要由花岗岩残积土粘性土堆填,填料较均匀,堆填过程由运载汽车稍经碾压,结构疏松,密实度不均匀,具高压缩性,具有变形量大,承载力低,工程力学性能差的特点。地下室基坑开挖时,填土层将被挖除,场地填土主要是对基坑侧壁产生影响,由于结构松散,易造成边坡坍塌,需要进行基坑边坡支护。

    地基中层分布残积层砂质粘性土、全风化花岗岩及强风化花岗岩,它们具有吸水易软化、遇水易崩解的特性,从而降低地基承载力。做桩端持力层时应防止泡水时间过长,管桩桩底须密封,防止桩底积水软化持力层。此外,花岗岩残积土、全风化层、强风化层还具有一定的膨胀性,灌注桩成孔施工过程在泡水作用下易因土体膨胀引发缩孔、卡钻等现象。

    本次钻探未发现孤石,对桩基施工有利,但根据地区花岗岩分布区经验,不排除在没有钻孔控制地段有孤石分布,在桩基础施工过程,若遇孤石应探明并采用如引孔等办法穿越。

    中风化花岗岩及微风化花岗岩在本场埋深较大,岩面最浅 35.7 m,所施工的68个钻孔仅有 18 个钻孔在 50 m深度范围揭露到中风化、微风化基岩。中风化岩属软岩-较软岩,局部分布,厚度薄,一般只有几十厘米,仅ZK60孔揭露到 3.7 m(未揭穿),其裂隙发育,岩体完整程度属破碎,岩体基本质量等级属Ⅴ类。由于该层一般厚度小,局部分布,其承载力与微风化岩差异较大,若采用钻(冲)孔桩基础,建议穿越中风化岩,以微风化岩做桩端持力层。

    深部微风化花岗岩,属坚硬岩,岩芯较完整,岩体基本质量等级属Ⅱ类,是钻(冲)孔灌注桩理想的桩端持力层。但微风化岩埋深大,在场地北部、西部、南部的钻孔,大多在 50 m深度范围内未揭露到微风化岩。

    3 岩土工程分析和评价

    3.1 区域地质和地震

    根据区域地质资料及钻孔揭露,场地浅层分布第四系冲积相,基岩为燕山期花岗岩。场地周边东面分布元古代片麻岩、混合岩等,西面分布侏罗世燕山期花岗岩。场地西面约 2 km分布有一条NW-SE向断裂带,属前第四纪发育的断裂带,活动性弱,对本工程影响小,可不专门设计对断裂采取防治及处理措施。

    综合判断,区域构造对场地稳定性影响较小,地壳稳定性较好。

    根据地震资料,广州地区位于东南沿海地震活动带内带,地震强度明显弱于滨海地区的外带。据《广东省地震目录》记载,广州地区自公元288年有地震记录以来,至2003年共记录发生有感地震52次,最大震级为 5 级(发生于1824年8月14日番禺境内),通常震级为 3~4 级。自1970年广东省地震台网建立以来至2008年,近场共记录到 ML≥1.5 级地震17次,其中最大地震为1976年佛山 ML3.9 级地震。现今小震零散分布在近场区内,与断裂构造关系不明显。

    综上所述,勘察区地质构造条件简单,对拟建工程影响较小,区域地壳稳定性为基本稳定。

    3.2 场地稳定性、均匀性和适宜性评价

    3.2.1 场地地震效应及类别的划分

    根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010,2016年版)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,场地所在的广州市黄埔区抗震设防烈度属7度区,设计基本地震加速度值为 0.10 g,设计地震分组为第一组。按《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010,2016年版)第1.0.5条及第315页的修订说明《附录A》,本工程场址黄埔区萝岗九龙镇的抗震设防烈度为 6 度,设计基本地震加速度值为 0.05 g,设计地震分组为第一组,设计特征周期Ⅱ类场地为 0.35 s。

    为了确定场地土类型及建筑场地类别,对场内ZK19、ZK38、ZK63三个孔进行了土层剪切波速测试,测试结果见附件《场地剪切波速测试报告》及下表3-1。

    场地土类型及建筑场地类别:据测试结果,①-1层素填土为软弱土;①-2层耕表土为软弱土~中软土;②-1层、②-4层可塑状粉质粘土为中软土;②-2层软塑状粉质粘土为中软土;②-3层砂为中软土;③-1层可塑状砂质粘性土为中软土;③-2层硬塑-坚硬状砾质粘性土为中硬土;④-1层全风化花岗岩为中硬土,④-2层强风化花岗岩为坚硬土或软质岩石,④-3层中风化花岗岩、④-4层微风化花岗岩为岩石。本场地等效剪切波速在 194.34~204.45 m/s之间,平均值为 198.28 m/s,为中软土,建筑场地类别属Ⅱ类,特征周期取 0.35 s。浅层分布软塑状粉质粘土,判定场地属建筑抗震不利地段,可采用水泥搅拌桩形成复合地基或采用桩基础消除不利因素的影响。建筑物抗震设防类别为丙类,建筑物应相应抗震设防。

    根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)表C.19,场地所在的广州市黄埔区萝岗九龙镇Ⅱ类场地的基本地震动峰值加速度值为 0.05 g;基本地震动加速度反应谱特征周期值为 0.35 s。

    3.2.2 地基的均匀性评价

    场地浅层分布素填土及耕植土,基坑开挖后,基坑地基土浅层为②-1层粉质粘土(可塑状)、②-2层粉质粘土(软塑状)、②-3层砂土及②-4层粉质粘土(可塑状),在水平方向上土层变化大,构成不均匀地基。中上层土为③-1层砂质粘性土局部砾质粘性土(可塑状)及③-2层砾质粘性土、砂质粘性土(硬塑-坚硬状),土层厚度较大,层位相对稳定,构成均匀地基;中下层为④-1层全风化花岗岩及④-2层强风化花岗岩,厚度大,层位稳定,构成均匀地基。深部④-3层中风化花岗岩及④-4层微风化花岗岩,埋深大、埋深变化大,局部岩面坡度超过10%,属不均匀地基。综合判定场地属不均匀地基。

    3.2.3 场地砂土液化及软土震陷判别

    场地属抗震设防烈度 7 度区,场地局部分布粉砂、中砂粗砂及砾砂透镜体,按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010,2016年版)有关要求,对场地饱和砂土进行液化判别。当中判别深度为 20 m,基础埋置深度按基坑底面深 5 m,年平均最高水位按设计地坪标高 34.00 m,标贯锤击数基准值为 7 击。判断结果见附表《场地饱和砂土液化判别成果表》。综合判定地基土②-3层砂土及场地液化等级为轻微,在ZK41、ZK46孔一带粉砂层中偶见中等液性等级。局部中等液性等级地段可考虑抗液化措施,建议采用地基加固或基础结构加固,或采用桩基础。

    场地分布②-2层软塑状粉质粘土,一般厚度小于 3 m,土层等效剪切波速大于 90 m/s,根据《软土地区工程地质勘察规程》(JGJ 83-2011,2013年版)及《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001,2009年版)第5.7.11条,可不考虑震陷的影响,若仍需重视,建议考虑地基加固或采用桩基础等措施。

    依据区域地质资料,场地及其附近无全新世活动断裂通过。根据钻探结果,在本次勘察深度范围内未发现断裂构造,判定本建筑场地稳定性较好,基本适宜于本工程建设。

    3.3 地基土工程力学性能评价

    ①-1层素填土:为新填土,承载力低,变形量大,工程力学性能差,基坑开挖时已被挖除,基坑侧壁分布有填土,易产生坑壁坍塌,须进行护坡处理。
    ①-2层耕植土:松软,承载力低,具高压缩性,变形量大,工程力学性能差,基坑开挖时已被挖除,基坑侧壁分布有耕植土,易产生坑壁坍塌,应进行护坡处理。
    ②-1层粉质粘土:可塑状,承载力尚可,可做低层建筑物浅基础持力层。
    ②-2层粉质粘土:软塑状,承载力低,不宜做建筑物浅基础持力层。
    ②-3层粉砂、中粗砂及砾砂:局部分布,埋深较大,承载力不高,不宜做建筑物基础持力层,基坑开挖及桩基成孔施工揭露到该层易发生涌水现象。
    ②-4层粉质粘土:可塑状,埋深较大,承载力不高,不宜做建筑物基础持力层。
    ③-1层、③-2层砂质粘性土、砾质粘性土:可塑状、硬塑-坚硬状,埋深较大,属特殊性土,具有吸水易软化、遇水易崩解、浸水易膨胀的特性,不宜做建筑物基础持力层,桩基成孔施工应防止泡水时间过长。
    ④-1层全风化花岗岩:承载力高,埋深大,属特殊性土,具有吸水易软化、遇水易崩解、浸水易膨胀的特性,桩基成孔施工应防止泡水时间过长。可做摩擦桩持力层,做管桩桩端持力层时须密封桩端。
    ④-2层强风化花岗岩:承载力高,埋深大,属特殊性土,具有吸水易软化、遇水易崩解的特性,可做管桩桩端持力层,管桩桩端要密封。
    ④-3层中风化花岗岩:埋深大,厚度小,局部分布,若采用嵌岩桩基础,建议穿过该层。
    ④-4层微风化花岗岩:埋深大,大多超过 50 m,力学强度高,可做钻(冲)孔灌注桩、旋挖灌注桩桩端持力层。

    3.4 拟建建筑物基础方案评价

    3.4.1 地基土条件及周边环境

    地基土条件:基坑开挖的土层包括①-1层素填土、①-2层耕植土、②-1层粉质粘土、②-2层粉质粘土、②-3层砂土及②-4层粉质粘土,基坑底面浅层有②-1层粉质粘土、②-2层粉质粘土、②-3层砂土及②-4层粉质粘土,基坑底浅层土承载力较低;基坑底地基土中上层分布③-1层砂质粘性土,③-2层砾质粘性土,可塑状或硬塑-坚硬状,土层厚度大,埋深较大;地基中下层分布④-1层全风化岩及④-2层强风化岩,厚度大,埋深大,承载力较高。深部④-3层中风化花岗岩、④-4层微风化花岗岩,岩石强度高,但埋深大。

    工程特点:拟建一二期厂房塔楼 7~13 层楼高 28.5~60 m,塔楼之间有 3 层的厂房相连,局部是单层建筑。一期地下室占地面积 4802.4 m²,基坑周长为 287.30 m,二期地下室面积 6310.86 m²,一二期地下室相连,一二期基坑总周长为 564.30 m,基坑开挖深度一般 4~5 m。单位荷载约 200 kPa~260 kPa。

    场地周边环境:场地由原耕地及鱼塘堆填整平,场地开阔,北侧局部有待拆残墙,北面距村庄约100 m,西北面距学校约200 m。现场地内无建筑物,场地北侧东段及东侧大致沿红线方向有待拆的埋地电缆。

    3.4.2 基础选型

    根据本工程特点、地基土条件及周边环境。基坑开挖后,基坑底地层浅层土承载力较低,低层建筑物可采用天然地基浅基础方案,可以条形基或筏板基础跨越不同的土层,以控制差异沉降。塔楼对地基承载力要求较高,天然地基不能满足,建议采用桩基础。场地地基发育有厚度很大的花岗岩风化带,包括砂质粘性土、砾质粘性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩,属特珠性岩土,具有浸水易软化、泡水易崩解的特点,且还具有一定的膨胀性,给灌注桩的成孔施工带来一定的困难,如果采用摩擦型灌注桩,泥浆护壁及桩身持力层浸水软化都会让桩侧摩阻力大幅度降低,如果采用端承桩以中风化、微风化岩持力层,其埋深太大,导致桩基成本过高。因此,本项目建议采用预应力管桩基础,采用端承摩擦桩或摩擦桩形式,以强风化花岗岩或全风化花岗岩做桩端持力层。因附近有村庄及学校,沉桩方式建议采用静压式,建议进一步做环境调查后再作决定。预应力管桩具有成桩速度快,成本相对较低等优点,采用静压式沉桩对周边环境影响也较小,缺点是会产生挤土效应,但可通过相关措施得以解决。

    预应力管桩基础,采用端承摩擦桩或摩擦桩形式,以强风化花岗岩或全风化花岗岩做桩端持力层。全风化花岗岩岩面标高可参考附图《④-1层全风化花岗岩岩面等高线图》,强风化花岗岩岩面标高可参考《④-2层强风化花岗岩岩面等高线图》,预计桩长 21~39 m,可采用 400~500 mm桩径。由于花岗岩风化带厚度很大,影响桩侧摩擦力及桩端承载力的因素较多,桩的入土深度应由试桩及沉桩经验来掌握,以满足设计荷载压力为准(锤击桩以满足收锤标准为准)。单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验来确定,初步设计时,单桩竖向承载力特征值Ra可根据广东省标准《建筑地基基础设计规范》(DBJ 15-31-2016)式10.2.3估算:Ra=u∑qsialiqpaAP

    式中:qsia 为第i土层桩侧的摩阻力特征值,经验值见表4-1;qpa 为桩端持力层端阻力特征值,经验值见表4-1;u 为桩身截面周长;lii土层的厚度;Ap 为桩身截面面积。

    3.4.3 成桩的可能性及对环境的影响评价

    采用预应力管桩基础,因附近有学校及民宅,沉桩方式采用静压式是可行的;基坑开挖后,基坑底局部分布②-2层软塑状粉质粘土,其地基承载力特征值只有 70 kPa,很可能会陷机,可通过铺设垫层解决或先沉桩再进行基坑开挖,采用预应力管桩基础是可行的。本次钻探所有钻孔未发现有孤石分布,对预应力管桩成桩施工也有利。预应力管桩的缺点是会产生挤土效应,但可通过以下措施得以解决或削弱:(1)加大桩距(加大承台)或加大桩径减少桩数;(2)控制沉桩进度;(3)合理安排沉桩顺序,采用隔排隔桩跳打,对邻桩进行复压;(4)沉桩前采用预钻取土、设置消挤孔等措施;(5)做好桩的位移及上浮监测等措施。成桩对环境的影响主要机械噪音,建议采用静压式沉桩方式,把噪音影响减到最小。

    3.4.4 地下水对桩基设计与施工的影响

    建议采用预应力管桩基础,以全风化花岗岩、强风化花岗岩做桩的持力层,由于全风化花岗岩、强风化花岗岩具有浸水易软化的特点,地下水渗入桩身持力层会导致其承载力显著下降,因此预应力管桩施工应倒入素混凝土以密封桩端。场区地下水对混凝土结构具中腐蚀性,在长期浸水及干湿交替环境中地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性,应按照有关规范要求进行抗腐防护。

    3.4.5 可液化土层和特殊性岩土对桩基的影响

    场地局部分布透镜体状饱和砂土,综合判断地震液化等级为轻微,沉桩过程因震动而产生液化程度轻微,对成桩影响不大,可不采取防治措施。基坑底面以下分布②-2层软塑状粉质粘土,具高压缩性,应考虑桩侧负摩阻力对桩基的影响。基桩穿越的特殊性岩土为砂质粘性土、砾质粘性土、全风化花岗岩及强风化花岗岩。这些土层厚度较大,在所施工的钻孔中未发现孤石或岩石夹层,对预制桩的施工是有利的,这些特殊性土具有浸水易软化的特点,成桩施工注意密封桩尖便可。主要桩身、桩端持力层③-2层砾质粘性土、砂质粘性土、④-1层全风化花岗岩、④-2层强风化花岗岩的岩(层)面标高变化情况可参考③-2层、④-1层、④-2层“岩面等高线图”(见附图)。

    3.4.6 预测建筑物的变形特征

    本项目建筑物体型较复杂,属塔楼与裙楼组合,荷载分布不均匀。基础形式建议采用预应力管桩,采用端承摩擦桩或摩擦桩形式,在不同的荷载条件,容易产生沉降差。建筑物的变形特征主要是沉降差、沉降量、倾斜、局部倾斜。建议设计单位作桩基沉降计算,采用有效措施防止产生大的沉降差,塔楼与裙楼之间应设沉降缝。相邻柱基产生沉降差及基础倾斜等应满足省标《建筑地基基础设计规范》(DBJ 15-31-2016)表6.3.4规定的地基变形允许值。

    3.4.7 基坑支护

    本工程设置一层地下室,基坑平面一期近长方形,二期近梯形,一期地下室占地面积 4802.4 m²,地下室基坑周长为 287.30 m,二期地下室面积 6310.86 m²,一二期地下室相连,一二期基坑总周长为 564.30 m。地下室底板高程为29.75 m,局部下沉消防水池底面标高为 29.05 m,基坑开挖深度一般 4~5 m,消防水池处约 5.5 m。基坑周边开阔,东边缘及北边缘现有埋地电缆将被拆迁,西面沿红线建有围墙,基坑边距围墙 11.5 m。基坑环境等级为三级;基坑侧壁安全等级为三级,消防水池处为二级。

    基坑开挖的土层包括①-1层素填土、①-2层耕植土、②-1层粉质粘土、②-2层粉质粘土、②-3层砂土及②-4层粉质粘土;基坑底面的土层有②-1层粉质粘土、②-2层粉质粘土、②-3层砂土及②-4层粉质粘土。基坑地层的透水性如表3-3。

    根据沿基坑边线的工程地质剖面2-2’、4-4’、5-5’、7-7’、9-9’、12-12’、14-14’,在基坑开挖所涉及的一定深度范围内, 在ZK1、ZK6、ZK7、ZK8、ZK11、ZK23、ZK24、ZK39、ZK40、ZK41十个钻孔一带分布②-3层粉砂、中粗砂、砾砂。砂层多呈透镜体状分布,形成微承压含水层,对于这些地段,基坑开挖应采用水泥搅拌桩帷幕止水,其它地段可采用明渠引水排水。

    基坑四周开阔,距红线距离大多大于 11.5 m,西北角局部 6 m。基坑支护建议采用放坡与水泥搅拌桩支护。上部放坡可挂铁丝网加喷水泥砂浆,下部水泥搅拌桩可加插钢管以增加抗剪力,必要时可在水泥搅拌桩之间打入预应力管桩,通过冠梁、腰梁的连接来增加搅拌桩的抗剪力。基坑形成后,基坑顶设截水沟,基坑底设排水沟进行抽排水。在基坑施工时应加强对围护结构及周边地基变形、位移及地下水等进行监测。

    地下室抗浮设防水位:基坑四周现状地面标高北面最低处为 33.3 m,其它地段 34~35 m,设计地面整平标高为 34.00 m,稳定水位埋深为 0.10~1.50 m,地下水位标高 32.31~34.76 m,年水位变化幅度 0.5~1.5 m。本次勘察期处于雨季。综合考虑,建议地下室抗浮设防水位采用设计地面整平标高 34.00 m。地下室应采取抗拔措施,可采用抗拔桩或设置抗浮锚杆。地基变形、基坑支护设计时参数取值及岩土层的抗拔参数的建议值见表3-4及表3-5。

    3.4.8 基坑监测

    基坑开挖应按设计要求对基坑及周边地基土进行监测,以避免因基坑开挖及地下水疏干而产生下沉、拉裂等不良现象。监测内容应包括:基坑内外土体的水平、竖向位移;基坑开挖影响范围内的地下水位、孔隙水压力的变化,有无渗漏、冒水、管涌等现象;规范规定的其他监测内容。应对周边环境进行现场巡查,巡查对象包括地表与周边建筑物、围墙、道路等裂缝及异常水渗漏等内容。

    3.4.9 地质条件可能造成的工程风险

    项目基坑开挖深度超过 3 m,属危险性较大分部分项工程。基坑大部分周边较为开阔有空地,北侧局部近鱼塘,东侧、东北侧有待拆埋地电缆;基坑开挖土层有素填土及软塑状粉质粘土,其更易产生塌壁现象;开挖局部会揭露到粉砂、中粗砂、砾砂含水层,会产生涌水现象。由于砂含水层、软弱土层的存在,基坑支护及止水不当时,可能会造成支护失效并导致坑底涌水及侧壁垮塌等破坏。基坑开挖前应拆迁埋地电缆,以防止地基变形造成安全事故;基坑支护要考虑鱼塘水充水的威胁,设计施工应采取防治措施。

    4 结论和建议

    1)勘察结果表明,拟建场地工程地质条件及稳定性较好,基本适宜于本工程建设。基坑开挖后,基坑底面土层为②-1层粉质粘土、②-2层粉质粘土、②-3层砂土及②-4层粉质粘土,②-1层、②-3层及②-4层地基承载力尚可,这些地段的低层建筑可采用天然地基浅基础方案,为了避免差异沉降,低层建筑物与塔楼之间应设沉降缝,如果低层建筑物采用天然地基不能满足设计要求,应与塔楼一起采用预应力管桩基础;塔楼对地基承载力要求高,建议采用预应力管桩基础,采用静压式沉桩方式,以④-1层全风化花岗岩及④-2层强风化花岗岩做桩端持力层,桩长预计 21~39 m,桩径可采用 400~500 mm。由于花岗岩风化带厚度大,影响桩侧摩擦力及桩端承载力的因素较多,桩的入土深度应由试桩及沉桩经验来掌握,以满足设计荷载压力为准(锤击桩以满足收锤标准为准)。如果挖基坑后在基坑底施工桩基,为防止②-2层软塑状粉质粘土导致陷机,应在上面铺设垫层;如果在现地面施工桩基,沉桩过程应送桩至基坑底承台位置。

    2)本工程置一层地下室,基坑环境等级为三级,基坑侧壁安全等级为三级,消防水池处为二级。基坑支护建议采用放坡与水泥搅拌桩支护。上部放坡可挂铁丝网加喷水泥砂浆,下部水泥搅拌桩可加插钢管以增加抗剪力,必要时可在水泥搅拌桩之间打入管桩,通过冠梁、腰梁的连接来增加水泥搅拌桩的抗剪力。在基坑边线ZK1、ZK6、ZK7、ZK8、ZK11、ZK23、ZK24、ZK39、ZK40、ZK41十孔一带揭露到②-3层粉砂、中粗砂、砾砂,基坑开挖应采用水泥搅拌桩帷幕止水,其它地段基坑开挖可采用明渠引水排水。

    3)建筑物的重要性等级为二级,场地等级为二级,地基等级为二级,岩土工程勘察等级为乙级,地基基础设计等级为乙级。场地土类型综合判定为中软土,为对建筑抗震不利地段,建筑场地类别属Ⅱ类。场地抗震设防烈度为7度区,设计基本地震加速度值为 0.10 g,设计地震分组为第一组,特征周期值为 0.35 s,建筑物抗震设防类别为丙类。

    4)场地按Ⅱ类腐蚀环境直接临水考虑,综合判定地下水对混凝土结构具中腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。按Ⅱ类腐蚀环境考虑,有干湿交替作用情况下,判定土样对混凝土结构、对钢筋混凝土结构中的钢筋及对钢结构均具微腐蚀性。场地建筑材料的防护,应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB 50046 -2008)的有关规定。

    5)本报告建议的单桩承载力特征值是初步估计的数值,施工前应在现场进行压桩试验验证,必要时根据试验结果作适当调整。采用预应力管桩时,正式施工前,应在现场试桩,以核实施工条件、核实相应的桩尖标高、核实单桩承载力、核实穿入、穿越全风化岩、穿入强风化岩的情况;施工时应注意挤土效应对邻桩的影响,应采用有效措施减小挤土效应。对施工完成后的工程桩应根据相关规范进行竖向承载力检验。

    6)基坑开挖及基础施工应注意泥浆、余泥对环境的污染,运浆运料车辆应注意保洁,防止污染路面,离开施工场地时,应对车辆进行冲洗,以防将污泥带出工地,污染道路和街道。在施工过程中应注意控制机器噪音对环境的影响,尽可能少扰民。

    7)按照《民用建筑工程室内环境污染控制规范》 GB50325-2010 (2013年版)第4.1.1条规定,建筑场地需测定土壤氡浓度或土壤氡析出率,建议业主委托有资质单位进行现场检测。

    8)根据勘察结果、土工试验、原位测试及当地的勘察经验,各岩土层地基承载力特征值及桩阻力特征值的建议值见附表4-1《地基土物理力学指标设计参数表》。

2020年7月于广州