取适当措施以确保施工安全及工程质量。
2、耕表土层(层序号为2):场地部分分布,呈软塑状,承载力低,含有机质,土质不均匀,工程力学性能较差,未经处理不得作为拟建建筑物之基础持力层。
3、粉质粘土(层序号为3):场地局部分布,软塑状,承载力较低,顶面埋深不大,工程力学性能一般,可做为上部荷载较轻、结构简单的拟建建筑物基础持力层。
4、粉质粘土(层序号为4):场地部分分布,可塑状,承载力中等偏高,厚度稍大,工程力学性能尚好,若其强度及变形能满足设计要求,顶面埋深较浅部位可作为拟建建筑物之基础持力层。
5、残积土(层序号为5): 场区普遍分布,硬塑,局部可塑,承载力较高,具中等压缩性,下伏基岩层,工程地质性能较好,可做为与该地基承载力相应的基础持力层。
6、全风化岩(层序号6-1)、强风化岩层(层序号6-2):场地埋藏较深,力学强度较高,可考虑作为摩擦-端承桩基础持力层。
7、中风化岩层(层序号6-3)、微风化岩层(层序号6-4):场地大部分揭露到,埋藏较深,下部岩体完整,承载力高,工程地质性能好,是端承桩基础理想的持力层及下卧层。
(五)拟建建筑物基础方案评价
根据勘察揭露,拟建场地地质变化较大,本资料根据上部软弱土层(1填土层、2耕表土层、3软塑粉质粘土层)厚度及强风化面埋深情况将拟建场地划分为A区、B区两工程地质分区:A区强风化岩面埋深较大,软弱土层(1填土层、2耕表土层、3软塑粉质粘土层)厚度较厚(总厚度大致在1.30~7.00m之间);B区强风化岩面埋深较浅(考虑约5.5m地下室埋深后自地下室底板以下平均埋深小于6m),填土厚度较薄(大致在0.70-1.30m之间),故根据上述情况及揭露的工程地质剖面图,结合拟建建筑物实际情况,场地内拟建建筑物基础建议考虑如下两种方案之一。
方案1:所有拟建建筑物采用筏板式天然地基基础方案,以土质较好的4硬塑状粉质粘土、5残积土及6基岩层中一层或共同作为基础持力层,部分地段上部的软弱土(1填土层、2耕表土层、3软塑粉质粘土层)厚度较大处挖深较大,宜根据实际地质条件进行必要基坑(槽)支护。在与高层建筑物相连的低层拟建商业楼在两者之间应设置相应的沉降缝。
方案2:若方案1的天然地基基础方案难以满足上部荷载的要求,建议采用桩基础方案。建议A区均采用以6-2强风化岩层作为桩基础持力层的管桩基础方案,或A区的高层采用管
桩方案、低层采用天然地基+相应的基坑(槽)支护方案;B区的高层采用以6-3中风化岩层、6-4微风化岩层中一层或共同作为基础持力层的钻(冲)孔、旋挖孔、人工挖孔灌注桩基础方案,低层采用以土质较好的4硬塑状粉质粘土、5残积土及6基岩层中一层或共同作为基础持力层天然地基基础方案。
详述如下:
5.1预应力管桩基础
预制桩施工质量易控制,且工期短,对场地无污染,且造价稍低,若采用预应力管桩基础,建议以强风化岩层(层序号为6-2)作为该管桩基础持力层,实际桩长可根据现场打桩贯入度,结合最后1米锤击数及总锤击数(或静压桩的终压力)进行控制。
沉桩可能性:
1)A区西北部场地浅表土层土质较差,重型或大型机械在地面走动时有可能出现陷机现象,必要时在地表铺上一定厚度的砂石垫层。
2)据本次勘察揭露,场地1填土层局部填碎块石,对预制桩基础施工有不利影响,应予以清除。
3)据本次勘察揭露,本场地存在以下对预制桩施工不利的岩土层或地质现象:6-2强风化岩层自上而下一般为土状—半土半岩状—岩块状,但部分地段缺失土状强风化岩而直接下伏半土半岩状强风化岩—岩块状强风化岩,局部地段甚为直接揭露为岩块状强风化岩或缺失6-2强风化岩层而直接由残积土层进入6-3中风化岩层;残积土层(层序号5)局部揭露有全风化岩夹层(层序号6-1A)、强风化岩夹层(层序号6-2A)或孤石(层序号6-3A),强风化层(层序号6-2)局部揭露有孤石(层序号6-3A),且上述现象在场地内分布无一定的规律性,对预制桩基础施工均有不利影响,对以中风化岩及以上岩层作为持力层的基础易造成误判持力层,当过渡岩土层较为均匀时预制桩可以取得较好的施工效果及单桩承载力,若缺失过渡层,桩尖直接由上部的相对软层进入较硬层时极可能打烂桩头或断桩,当入岩深度不够或桩周摩擦力较小值时亦可致桩身稳定性较差,应对单桩承载力进行相应的折减。当预制桩施工过程中遇孤石时可考虑采用引孔处理,但引孔范围不宜过大。
4)据本次勘察揭露,部分地段桩长稍短,桩施工时应注意控制沉桩速度及压力以免发生断桩或打烂桩头事故。
5)场地基岩层地基不均匀,强风化岩层部分地段起伏变化较大,预制桩施工时桩尖有可
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能出现滑移现象,桩施工时应适当控制打(压)桩的速度,并尽量采用低锤密击慢压的施工方式。
6)场地位处居民区,选择沉桩方式时应考虑施工过程对周围环境(包括居民)的影响。 设计与施工应注意的其它岩土工程问题及建议:
1)该场地区存在未完成自重固结的1填土层,场地上分布厚度不一,应考虑其所产生的桩侧负摩阻力对桩承载力及沉降的影响,负摩阻力系数建议取0.35。
2)应对不均匀地基进行变形验算,当不满足要求时应采取相应措施消除不均匀地基导致不均匀沉降的影响。
3)当采用强风化岩做持力层时,由于该层有遇水易软化特性,应考虑对该层的端阻力做适当的折减,并在预制管桩底部采用混凝土密封。
4)采用预应力管桩,在群桩施工中的挤土效应可能引起很高的超孔隙水压力,容易引起土体的隆起、水平位移,并对相邻在建建(构)筑物的上部结构造成振动破坏,对基础(包括桩基)产生位移、弯曲等变形,同时也会产生很大的噪音污染等环境岩土工程问题。为防止或减轻上述影响及危害,建议通过设计合理的桩间距,确定合理的打桩休止时间、控制沉桩速度及布置一定数量的应力释放钻孔等其它施工措施,来减少挤土量,降低超孔隙水压力等措施,防止产生不良环境岩土工程问题。
5)桩基工程正式施工前,应进行试桩,以核实施工条件,核实相应的桩尖标高,核实单桩承载力,核实预制桩进入持力层的能力。桩基施工应符合广东省标准《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)规定,并按该规范要求进行验收。
6)在管桩施工过程中,如遇到地质条件异常的部位,不能强行施打(施压),应及时与勘察部门联系或补充钻探以查明情况,以免造成桩身疲劳、桩头损坏、偏桩、断桩等现象,进而影响桩基质量。
5.2天然地基基础
建议以土质较好的4硬塑状粉质粘土、5残积土及6基岩层中一层或共同作为基础持力层,基础施工时实际开挖深度可参照“工程地质剖面图”进行。基础底面进入持力层的深度应满足规范要求,超深部分可考虑按有关规定采用垫层分层夯实回填,或考虑采用墩基础。
当持力层上覆软弱土层(1填土层、2耕表土层、3软塑粉质粘土层)厚度较大,天然地
基开挖开挖时基坑(槽)不能保持直立状态,有可能失稳崩塌,可考虑采用钢板桩或其他可行方法进行适当的支护,当挖深大于4米时应进行相应的支护设计。并相应做好对邻近已建建筑物或水泥地面的沉降变形观测工作,发现问题立即处理。
应对不均匀地基进行变形验算,当不满足要求时应采取相应措施消除不均匀地基导致不均匀沉降的影响。
5.3冲(钻)孔、旋挖孔、人工挖孔灌注桩基础
该桩型穿越能力强,能嵌入中风化岩并能穿越一定厚度的破碎中风化岩层,可取得较高的承载力。故建议采用6-3中风化岩层(局部地段6-3中风化岩厚度薄则可考虑改用6-4微风化岩层)作为桩基持力层。桩长、桩径可根据拟建建筑物上部荷情况结合场地地质资料设计计算确定,但桩底的沉渣量、成桩质量及桩长应满足规范要求。
桩承载力特征值Ra,宜通过桩静载荷试验确定。单桩竖向也可按广东省标准《建筑地基基础设计规范》(DBJ 15-31-2003)估算,其设计参数见下表《锤击式预应力混凝土管桩及灌注桩承载力数据一览表》,并按相同桩型、相近承载力取值及相似工程地质条件的试桩资料综合确定。
成桩可能性:
1)场地位处居民区,邻近已建建筑物及道路,应注意灌注桩施工(泥浆及振动)对周围环境的影响;
2)部分场地浅表层揭露有厚度较大的1填土层,大型或重型机械走机时可能出现陷机现象,可考虑在地表铺设一定厚度的砂石垫层消除其不利影响。
3)场地1填土层内局部夹有块石,对冲孔、人工挖孔灌注桩成孔问题不大,对钻孔、旋挖孔灌注桩成孔影响较不利,采用钻孔、旋挖孔灌注桩基础时应注意,必要时应予以开挖清除。
4)场地内存在可影响灌注桩成桩质量的填土层(层序号为1),局部厚度较大,灌注桩施工过程中在该层位易产生塌孔、缩径等问题,对灌注桩护壁及成桩不利,严重时会危及邻近已有建(构)筑物和道路的安全,并影响桩身质量及单桩承载力。为确保桩基质量,桩基施工过程中必须严格按现行的规范、规程要求进行,要注意桩孔的护壁工作,避免塌孔、缩径等现象的发生,必要时应考虑对桩周松散填土采用注泥浆、固化等措施进行适当的预处理。
5)由于本场地灌注桩持力层以上大部分为粘性土层,根据地区经验,桩机在施工时的粘阻
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力较大,钻(冲)孔桩施工进度较慢,采用该方案时应予以注意并应有合理可行的处理措施确保施工进度及施工质量,可考虑采用人工挖孔或旋挖孔桩。
桩承载力数据一览表 表10
桩端阻力特征值 桩侧摩阻力qpa(kPa) 土(岩) 特征值 层号 状态 qsa(kPa) 钻(冲)、旋挖孔、名 称 打入式预制桩 人工挖孔灌注桩 预制灌注桩 桩 L≤9 9<L 16<L≤16 ≤30 30<L L≤15 15<L 1 素填土 松散 - - - - 2 耕表土 软塑 18 15 - - 3 粉质粘土 软塑 23 20 - - 4 粉质粘土 可塑 38 32 - - 5 残积砂质粘性土 硬可塑 42 35 1500 2200 2800 3200 600 750 6-1 全风化 75 65 2800 3200 4000 4500 700 900 6-2 强风化 120 100 4000 5000 5500 6500 11001300花岗岩 (1800) (1800) 6-3 中风化 完整岩石饱和抗压强度建议值frk=23MPa 6-4 微风化 完整岩石饱和抗压强度建议值frk=38MPa
注明:1)表中“L”为桩的入土深度,括号内数值为人工挖孔桩桩端承载力特征值; 2)当预应力管桩采用静压式沉桩时,端阻力特征值相应折减11%;
3)采用预制桩基础时应对预制桩单桩承载力按相关规范进行深度修正;
4)采用桩基时需满足桩长及入持力层深度要求,单桩承载力应进行静载试验校核,
采用灌注桩基础时应考虑按相关规范的规定对基底地基进行检测。 5)未尽事宜应满足相关规范或规程中相关规定及要求。
设计与施工应注意的其它岩土工程问题及建议:
1)场地上部1填土层为欠固结土,后期的自重固结或地面大面积堆载时均可能产生负摩阻力,桩基设计及施工时应适当考虑该问题。负摩擦系数建议取0.35。
2)强风化层(层序号6-2)局部揭露有孤石(层序号6-3A),且上述现象在场地内分布
无一定的规律性,对以中风化岩及以上岩层作为持力层的灌注桩基础易造成误判持力层,可通过超前钻探查明。
3)灌注桩桩基施工过程中,必须严格按施工程序进行,要认真做好桩孔的护壁工作;当经有关技术人员现场鉴定、确认桩基持力层及嵌入持力层深度满足设计要求后,应清除好孔
底沉渣,确保沉渣厚度不超过100㎜后,方可进行下一步工序。
4)采用人工挖孔灌注桩基础时,必须符合“关于限制使用人工挖孔灌注桩的通知”(粤建管字[2003]49号及东建函[2004]63号)有关规定。当人工挖孔桩较长时应慎重。
管桩的侧阻力标准值应根据土(岩)层的埋深,将上表中qsa乘以以下表修正系数:
管桩深度修正系数表 表11
土(岩)层埋深h(m) ≤5 10 20 ≥30 修正系数值 0.8 1.0 1.1 1.2 嵌(中风化)岩桩发挥系数C1、C2 表12
C1 C2 0.3 0.04 建议设计时根据上部荷载情况、场地环境条件及场地地质资料综合考虑后选择相应的基础型式。
(六)基坑支护方案评价及建议
6.1基坑支护方案 6.1.1基坑侧壁安全等级
拟开挖基坑边线距用地红线最小距离为17m左右,基坑侧壁土体主要为1填土层、2耕表土层、3软塑粉质粘土层、4硬可塑粉质粘土层及5硬可塑残积土,底板埋深以下土层为4硬可塑粉质粘土层及5硬可塑残积土,受基坑工程扰动区域的地基属软弱地基,根据广东省标准《建筑基坑支护工程技术规程》DBJ/T15-20-97规定,判定基坑安全等级为三级。
现根据本次勘察结果,结合基坑场地现状,提出基坑支护建议如下。
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6.1. 2基坑开挖支护方案
根据勘察揭露及上述的基坑安全等级分析判定情况,基坑支护可考虑土钉墙或重力式水泥挡墙支护方式,若开挖深度小于3m,亦可考虑采用钢板桩适当支护方式进行基坑支护,若1填土厚度较大上述方案难以满足要求时亦可考虑采用重力式水泥挡墙+锚杆(索)的支护方式。桩长设计应满足支护安全要求。
基坑支护设计所需的岩土技术参数详见下表的力学参数表。
6. 2基坑地下水控制
影响基坑开挖及支护施工的地下水类型为填土层内的上层滞水及地表水,无连续地下水,主要接受大气降水、地表水体的渗透或径流流入补给,水量随补给水变化,极不稳定,易于疏干,可考虑在基坑内采用集水井集中抽排渗入基坑内水体,并应注意控制抽排水的速度和水量,注意避免地下水浸泡基坑底土体而导致降低基坑底土体地基承载力。
基坑外应设置相应的排水沟并将排出的水通畅排出安全位置,考虑雨季时地表水水量较大,排水沟及基坑抗浮设计时应充分考虑降水量的影响。
6. 3基坑的抗浮设计
由于场区无地下水长期观测资料,现结合场区地形地貌、地理位置、地下水补给、排泄条件、天然洪水期水位因素及勘察期间由钻孔所得的简易水文地质资料。地下水抗浮设计水位建议采用拟建建(构)筑物的室外地坪标高。
若基坑内的拟建 建筑物自重抗浮无法满足设计要求,底板设计时应考虑设置抗拔锚杆或采用抗拔桩进行抗浮设计。当基坑开挖较深时,基坑底在开挖卸荷之后,由于土体回弹惯性,基坑底土体将出现隆起现象,水池底板设计时应考虑此不利因素。建议对基坑隆起进行基底
处理,避免底板开裂。
坡顶及坡底应设置有效的明沟排水,坡顶附近距坡顶边为坡高范围内不宜堆放重物。
6.4基坑的整体稳定性
基坑抗隆起验算
局部地段基坑底为3软塑状粉质粘土层,当支护结构插入深度未达到4硬可塑粉质粘土层或风化岩土层、或虽达到但插入段位移较大时,应进行抗隆起验算,验算公式建议采用广
东省标准《建筑基坑支护工程技术规程》(DBJ/T15-20-97)D.1.2。
当精确验算不满足要求时,可考虑对深层坑底土体进行水泥土搅拌桩或旋喷桩加固以 增大坑底到含水层顶板距离从而可以满足其要求。
6.5现场监测
基坑开挖时,宜对基坑内外土体的水平、竖向位移的沉降进行观测;观测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、冲刷等现象发生,发现异常应及时采取处理措施。
基坑支护设计参数表 表13
土对挡放坡 参 土钉锚固抗拔摩水泥搅土结构坡率 数 粘聚内摩擦体与土体阻力折拌桩桩基底的 力 角 极限摩阻减系数 周侧阻摩擦系 状态 Φ 力标准值λi 力qsi 数μ 土层 c ( KPa ) ( 度 ) qsik (kPa) ( kPa ) 1 素填人工 土 10 10 16 - - 0.10 支护 2 耕表土 15 10 30 - 10 0.20 1:1.80 软塑3 粉质1:1.80 粘土 16 10 35 0.6 12 0.20 硬可1:1.30 4 塑粉质粘22 15 55 0.6 15 0.25 土 5 残积土 26 17 65 0.6 25 0.30 1:1.10 6-1 全风化岩 35 23 75 0.65 30 0.35 1:0.90 6-2 强风化岩 48 25 85 0.7 45 0.50 1:0.75 6-3 中风化岩 - - - 0.8 - 0.60 - 6-4 微风化岩 - - - 0.9 - 0.70 - 说明:1、上述表中土钉锚固体与土体极限摩阻力标准值依据行业标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)表6.1.4提供;
2、上述表中土体与锚固体体极限摩阻力标准值根据行业标准《建筑基坑支护技术
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规程》(JGJ 120-99)表4.4.3提供;
3、上述表中抗拔摩阻力折减系数依据于广东省标准《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)表10.2.10-2提供。
四、结论和建议
本报告主要从工程的角度,阐述拟建场地普遍存在的工程地质特征,有些工程地质特征实际上就是在设计、施工中必须注意的问题。
1)勘察结果表明,场地内无不良地质构造现象,作为建筑用地是适宜的。
2)建筑物的重要性等级为:拟建16-23层高层建筑物为二级,其余为三级,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。地基基础设计等级建议结合上部结构设计确定。
3)当基础砌置于不同地层、持力层性质及厚度变化较大时,应考虑差异沉降对建筑物的影响。
4)基施工前宜进行现场试桩,以更好地核实施工条件、核实桩长、核实桩尖进入持力层的能力及单桩承载力。
5)施工中发现地层变化较大等异常情况,应及时通知监理、设计、勘察等各方前往现场,共同处理。
6)注意基础施工对周边环境的影响,如振动、噪音、泥浆污染等。
7)、若拟建建(构)筑物地面堆载较大,设计时应考虑地面荷载作用,应进行地面设计,当场地浅表土土质不能满足要求时,可考虑采用换填法、水泥搅拌桩、振冲砂石桩等地基处理方法对浅表土进行处理(或作为局部处理的方案),或以配筋后的钢筋混凝土地板承重。
8)、柱状图中提供标贯试验数据的实击数值及修正值;剖面图中提供标贯试验数据的原始击数值。
9)、根据勘察结果、土工试验、原位测试及当地的勘察经验,各岩土层有关力学参数建议值见下表:
承载力表及其他力学参数表 表14 压缩 变形 层 力学指标 承载力序 岩土 特征值 模量 模量 凝聚力 内摩擦天然重号 状态 fak ES EC 角 度γ 0 岩土名称 (kPa) φ(度) kN/m3 (kPa) (MPa) (MPa) 1 素填土 松散 70 - - 10 10 17.5 2 耕表土 软塑 100 - - 15 10 17.5 3 粉质粘土 软塑 130 3.0 - 16 10 17.5 4 粉质粘土 可塑 200 5.0 - 22 15 18.0 5 残积砂质粘2305.5 35 26 17 18.0 性土 硬可塑 (150) 6-1 全风化 300 7.0 90 35 23 18.5 6-2 强风化 12.0 210 48 25 19.0 6-3 花岗岩 600 中风化 2000 岩石抗压强度(饱和)建议取22MPa 6-4 微风化 4000 岩石抗压强度(饱和)建议取22MPa 说明:上表中第四列括弧内数值为在ZK3、ZK4、ZK12、ZK20、ZK32、ZK38、ZK44孔5残积土层地基承载力特征值建议值。
11)本报告根据中国工程建设标准化协会标准《岩土工程勘察报告编制标准》(CECS 99:98)进行编制,报告中的岩土参数建议值及其统计值,根据该“标准”提供,并在第四部分进行了详细说明,如果设计人员所需的参数超出该“标准”的范围,则应根据有关规范或规程及本报告的岩土分层特征而进行舍取。
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