黄武 王林红
浙江省地球物理地球化学勘查院 浙江杭州 310005
摘要：本文根据有关工程勘察规范及设计要求，本次勘察的目的是为工程施工图设计提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数；对建筑地基做出岩土工程评价，并对地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。
关键词：岩土工程；工程勘察；地基
1 工程概况
嘉兴市亿鸿大厦项目位于嘉兴市经济开发区，城南路西侧，常睦路北侧。本工程总用地面积约6985m2，总建筑面积约22131m2。建设单位为浙江亿达建设有限公司。受建设单位的委托，我院承担了拟建嘉兴市亿鸿大厦工程的岩土工程勘察（详勘）任务。
拟建建筑物由1幢15层办公楼，2~3层裙楼及1层地下室组成。桩基设计等级高层为甲级，多层及地下车库为乙级。根据《建筑地基基础设计规范》第3.0.1条划分地基基础设计等级为甲级。抗震设防类别为丙类，拟采用桩基础，桩型拟采用Φ500~600 PHC预应力管桩。
2 场地工程地质条件
2.1 地形地貌
本场地目前闲置，有杂草，局部少量积水，场地较平坦。场地高程变化幅度2.60~2.75 m（黄海高程系，下同）；根据本区勘察资料及现场勘察成果，第四纪覆盖层厚度＞50m。地貌单元属长江三角洲冲海积平原及湖沼积太湖平原南缘。
2.2 地基土结构及其特征
场地第四系覆盖层主要以冲河、湖积，冲海积、海积的粘性土、粉土等组成。根据静力触探曲线、野外钻探鉴别及土工试验资料，场地勘探深度60m范围内地基土可分为9个层组16个工程地质层。
2.3 地基土物理力学指标及设计参数
2.3.1 地基土物理力学指标
根据土工试验成果指标和原位测试指标，按规范要求对各岩土层进行分层物理力学指标数理统计，统计过程中对同一土层中个别离散性较大或明显偏离的数据作剔除处理，不参加该土层的指标统计。以各工程地质层作为统计单元，统计出拟建场地岩土层各项指标的统计频数、最大值、最小值、平均值、变异系数、标准值等。各主要土层物理性质指标提供平均值，其中固快、三轴指标C、φ值提供标准值，夹层、透镜体等统计试样数小于6件的非主要土层提供平均值。
静力触探指标为根据经验确定的建议值详见表3；标贯指标为现场实测值和统计平均值详见附表“标贯试验成果表”及表4。各地基土层物理力学指标详见附表“地基土物理力学指标数理统计表”及表4。
2.3.2 地基承载力及桩基设计参数
根据统计确定的物理力学指标和原位测试指标，按《建筑地基基础设计规范》（DB 33/1001-2003）和《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008），并参考了省标《工程建设岩土工程勘察规范》（DB 33/T1065-2009），结合当地建筑经验分析确定的地基承载力特征值fak、压缩模量Es、桩周土摩擦力特征值qsa和桩端土承载力特征值qpa设计参数见表4。
2.4 不良地质作用
2.4.1 不良地质作用
杭嘉湖平原区主要存在地面沉降的不良地质作用。勘察区属嘉兴市区，存在因地下水过度开采而致的地面沉降，现状累计沉降小于150mm，沉降速率在10mm/a以内，故本区遭受地面沉降地质灾害的危险性小。近年来地区政府高度重视并采取了禁采地下水的有效措施，地面沉降已得到了有效的控制，含水层水位趋于回升，因此地面沉降对本工程建设影响小。
除地面沉降外，场地勘察范围内未发现其它类型的不良地质作用。
2.4.2 地震效应
据场地岩土名称和性状，各地基土按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）划分为：20m勘探深度内除③-1淤泥质粉质粘土为软弱土外，其余各土层均为中软土。根据本场地钻孔单孔波速测试成果：ZK1、ZK12钻孔20m深度内土层等效剪切波速为Vse=180.1~182.6m/s（各钻孔土层等效剪切波速测试成果表详见下表5），土层等效剪切波速在150＜Vse≤250（m/s）内，场地的覆盖层厚度＞50m，判定建筑场地类别为Ⅲ类。
根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010），本区抗震设防烈度为6度。场地设计基本地震加速度值为0.05g；根据场地类别和设计地震分组为第一组，设计特征周期为0.45s。
场地勘探深度20m内分布③-2粘质粉土和④-2粘质粉土层，但本区抗震设防烈度为6度，按有关规范可不进行液化判别。
2.4.3 对工程不利的埋藏物
据现场调查及场地范围内勘探，未发现暗塘、暗浜等对工程不利的埋藏物。
2.5 场地稳定性与适宜性评价
我省具地震震级低、频度低、强度弱的特点，新构造运动不明显，构造活动极微弱，无全新活动断裂和发震断裂，未发现地裂缝，地震活动总体强度弱，属区域地壳稳定区。
地面沉降是本地区的不良地质作用，具地区区域性的特点。地面沉降对小范围区域的本工程建设影响小。因此，本场地稳定性较好，适宜本工程建设。
2.6 地下水
2.6.1 地下水类型及水位
地下水类型主要为第四系孔隙水。根据地下水赋存条件、水理性质及埋藏条件，第四系孔隙水分为潜水、承压水两种类型。
第四系孔隙潜水赋存于场地浅部各土层，除③-2粘质粉土和④-2粘质粉土为微透水层，含少量孔隙水外，其余各土层均为不透水层，含孔隙水量微少。孔隙潜水主要接受大气降水入渗补给，以侧向迳流、居民生活用水及蒸发为主要排泄途径。
勘察期间测得浅部孔隙潜水的稳定水位埋深为1.00~1.30m，其水位高程为1.36~1.68m。水位埋深随气候和季节性及降水量变化而变化，地下水和地表水联系密切，水位变化不大，一般年变化幅度为1.50~2.00m。据区域水文资料及嘉兴水文观测资料，本地区50年一遇的历史最高洪水位2.80m（1999年）。
场地勘探深度内⑦-1砂质粉土和⑦-3砂质粉土层属第I1组承压含水层，含承压水量微少。且60.00m勘探深度内未发现其它第四系承压富水层。
2.6.2 地下水对工程的影响
场地浅部以粘性土、粉土为主，孔隙潜水对建筑地基影响较小，对基坑开挖有一定的影响。场地60.00m勘探深度内未发现对工程有影响的承压富水层，且⑦-1砂质粉土和⑦-3砂质粉土含承压水量微少，对地基评价、基础抗浮等无影响，对桩基施工影响小。
2.6.3 地下水和土对建筑材料的腐蚀性评价
场地地表水以大气降水、侧向迳流为主，地下水主要为浅部土层孔隙潜水。经勘察期间实地调查，场地附近无污染源，且无污染土层分布；根据区域水文资料及本次勘察于ZK6、ZK20钻孔中所取的地下水水样做水质简分析，分析结果依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009年版）12.2条，按II类场地环境类型进行地下水腐蚀性评价：地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。判定结果详见表6-1、表6-2。
场地属长江三角洲冲海积平原、湖沼积太湖平原南缘区，地下水位以上土层在地下水变幅范围内与地下水腐蚀性判定一致，地下水位以下土的腐蚀性可参照地下水评价。
3 地基及基础方案分析及评价
3.1 地基土分析及评价
勘察结果表明，场地勘探深度60.00m地基土层中：
①杂填土，结构松散，工程力学性质差，土质不均，不宜利用。
②粉质粘土，硬可塑－软可塑，物理力学性质一般，厚度小，可作为低荷载建筑物的浅基础持力层。
③-1淤泥质粉质粘土，流塑。物理力学性质差，厚度一般，不宜作为拟建建筑物的基础持力层。
③-2粘质粉土，稍密，物理力学性质较差，厚度一般，不宜作为拟建建筑物的基础持力层。
④-1粉质粘土：硬可塑－硬塑，物理力学性质尚可，土质较均匀，埋深、分布稳定，厚度较小，不宜作为拟建建筑物的桩基础持力层。
④-2粘质粉土，稍密，物理力学性质较差，厚度一般，不宜作为拟建建筑物的基础持力层。
④-3粉质粘土，软可塑，物理力学性质一般，全场分布，不宜作为拟建建筑物的桩基础持力层。
⑥-1粘土，硬塑，物理力学性质较好，土质较均匀，埋深、分布稳定，厚度较大，承载力较高，可作为拟建多层裙楼及地下车库的桩基础持力层。
⑥-2粉质粘土，硬可塑－软可塑，物理力学性质一般，土质较均匀，埋深、分布稳定，厚度一般，可作为拟建多层部分、地下车库的桩基础持力层。
⑦-1砂质粉土，密实，物理力学性质好，土质较均匀，埋深、分布较稳定，厚度较大，可作为拟建高层部分的桩基础持力层。
⑦-2粉质粘土夹砂质粉土，软可塑，物理力学性质欠佳，厚度一般。
⑦-3砂质粉土，密实，物理力学性质好，土质较均匀，埋深、分布较稳定，厚度一般。
⑧-1粉质粘土，软可塑，物理力学性质欠佳，土质较均匀，埋深、分布稳定，厚度较薄。
⑧-2粉质粘土，硬可塑，物理力学性质一般，土质较均匀，埋深、分布稳定，厚度较薄。
⑨-1粉质粘土夹砂质粉土，软可塑，物理力学性质欠佳，厚度较大。
⑨-2粉质粘土，软可塑，物理力学性质欠佳，土质较均匀，埋深、分布稳定，厚度较大。
3.2 基础方案及持力层的选择
根据场地工程地质条件，拟建建筑物性质、结构及荷载，结合地区建筑经验，提出以下可选基础方案：
3.2.1高层建筑（15层）
15层高层建筑荷载大，可选择⑦-1砂质粉土作为桩基础持力层，桩型可选用预应力管桩或钻孔灌注桩，桩长应根据基底压力、单桩承载力要求及持力层的分布确定。
3.2.2裙楼（2~3层）
2~3层裙楼荷载相对较大，宜采用桩基础。可选择⑥-1粘土作为桩基础持力层，桩型可选用预应力管桩；桩长应根据基底压力、单桩承载力要求及持力层的分布确定。
3.2.3地下室（1层）
1层地下车库荷载稍大，宜采用桩基础。可选择⑥-1粘土作为桩基础持力层，桩型可选用预应力管桩；桩长应根据基底压力、单桩承载力要求及持力层的分布确定。
桩基础施工时，预制桩应以设计桩长和贯入度双控，且以设计桩长控制为主，桩端应进入持力层深度：进入硬可塑~硬塑粘性土≥3d；进入密实粉土、粉砂时以贯入度控制为主，且满足桩端以下持力层厚度≥5d（d为桩径）。钻孔灌注桩应以设计桩长控制为主。
3.3 单桩承载力估算
据有关规范及根据本地区工程勘察及建筑经验，15层高层建筑桩基持力层可选择⑦-1砂质粉土，2~3层建筑桩基持力层可选择⑥-1粘土，地下车库桩基持力层可选择⑥-1粘土。
分别以各建筑物类型及不同的地质条件估算单桩竖向承载力特征值见表7（假设建筑±0.00相当于黄海高程3.00m，地下室埋深±0.00以下-5.00m，则相当于桩顶黄海标高为-2.00m，估算时按桩顶-2.00m）。
注：表中估算的承载力仅作设计时参考。
3.4 沉桩可能性评价及桩基施工对周围环境的影响
3.4.1 沉桩可能性评价
据场地地质条件、地基土层埋藏分布，预制桩进入持力层密实状⑦-1砂质粉土层时，密实度随着桩端进入土层深度增加而增加，桩端阻力逐渐加大，沉桩略为困难。
3.4.2 桩基施工对周围环境的影响
拟建建筑物北侧离在建新都苑最近处约7m，东侧离城南路最近处约8m；南侧离常睦路最近处约6m，西侧离城南路农贸市场最近处约8m。施工场地环境条件欠佳。
沉桩过程中，大量挤土桩入土引起的挤土效应对场地周围近距离内分布的建筑和在建工程有不利影响。建议设置应力释放沟或引孔及采取合理的打桩顺序。
4 基坑围护与开挖
4.1 基坑工程概况
拟建工程设满堂地下室预计基坑开挖深度4.50m左右，按行业标准《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ 72-2004）第8.7.2条，基坑安全等级为二级。
据本文3.4.2场地周围环境调查，基坑开挖对场地周围环境影响较大，施工场地环境条件较差。
4.2 基坑支护设计参数
据场地地质情况，基坑浅部8m以内地基土分布条件：①杂填土，松散，工程力学性质差；②粉质粘土，软可塑，稳定性尚可，厚度小；③-1淤泥质粉质粘土，流塑，厚度一般；③-2粘质粉土，稍密，厚度一般；④-1粉质粘土，硬可塑，稳定性较好，厚度一般；
根据基坑开挖范围内各地基土物理力学指标结合本区建筑基坑勘察经验，建议基坑开挖支护设计参数见表8。
注：*为经验值
4.3 基坑开挖围护方案
基坑开挖过程中遇③-2粘质粉土时，具弱渗透性，且在地下水位以下易出现流砂、管涌、失稳而坍方等现象对工程施工不利，因此基坑开挖条件较差。
场地地质条件及环境条件对基坑开挖均有不利影响，故应做好基坑边坡围护工作。基坑围护方法宜采用坡顶放坡结合复合土钉墙围护方案，并采取地下水止水体系。
基坑开挖需作好距坑边一定距离范围以外地表水的截流和隔渗，及采用水泥土搅拌法（水泥土搅拌法止水帷幕）对地下水流的有效隔渗，且应在基坑边坡周边设置排水沟。场地地下水位较高，开挖时应做好坑内排、降水，坑内外的截流措施。排降水方法可采用井点降水，将地下水位降到基坑底面以下。
基坑围护施工、开挖时应进行水平位移、沉降监测、地下水位观测及周边环境监测等实时监测工作。
基坑开挖施工前需进行基坑开挖围护方案专项设计。
4.4 地下室抗浮
本工程地下车库规模较大，且地下水位较高，需进行地下室抗浮设计。根据场地地形地貌、实测地下水位及地区水文观测资料并结合本地区建筑经验，抗浮设防水位宜取2.50m（黄海标高）。地下室抗浮设计建议采用抗浮桩法，桩型宜采用钻孔桩或预应力管桩（严格控制接桩焊缝质量或用单节桩），桩长应根据地下室抗浮力及设计所需的单桩抗拔承载力确定，桩端宜进入⑥-1粘土。按有关规范提供的场地地基土层侧阻力抗拔系数详见表4，估算的单桩竖向抗拔承载力特征值见表7。
5 结论与建议
5.1 结论
⑴ 本次勘察根据现行勘察规范和设计要求，通过静力触探试验、标贯试验，工程地质钻探及取土、水试样，钻孔波速测试、室内试验等综合勘察方法，查明了场地勘探深度范围内地基土类型、深度、分布、工程特性和变化规律，提供了详细的地基土物理力学指标及设计、施工所需的岩土参数，对建筑地基和基础方案作出了分析和岩土工程评价，达到了预期的勘察目的。
⑵ 场地勘探深度60.00m以内地基土可分为9个层组16个工程地质层，详见工程地质剖面图（D-1~D-5）和静力触探曲线图（J-1~J-10）、钻孔柱状图（Z-1~Z-10）。
⑶ 地面沉降对本工程建设影响小，未发现其它不良地质作用及不利埋藏物。
⑷ 场地类别为Ⅲ类，抗震设防烈度为6度。场地稳定性较好，适宜本工程建设。
⑸ 场地地下水和土对混凝土结构和钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。
5.2 建议
⑴ 根据拟建建筑物的性质、结构及荷载，结合地区建筑经验综合分析，建议15层高层建筑桩基持力层选择⑦-1砂质粉土，桩型可采用预应力管桩；2~3层建筑桩基持力层可选择⑥-1粘土，桩型可采用预应力管桩；地下车库桩基持力层可选择⑥-1粘土，桩型可采用预应力管桩，。
⑵ 基坑开挖施工时，应做好地表水截流、坑内排水、坑内外降水措施，严格控制地下水位防止基坑泡水、坑底隆起、流砂、管涌及塌方等问题，且避免扰动基底持力层从而降低地基土承载力。同时应加强地基验槽工作并及时浇筑基础。
⑶ 单桩竖向承载力及垂向抗拔承载力的影响因素较多，应以静载荷试验最终确定，建议工程施工前进行试桩及静载试验等措施。
⑷ 建议基坑支护施工、开挖时跟踪进行水平位移监测、沉降监测、地下水位观测及周边环境监测等实时监测工作。
论文作者:黄武,王林红
论文发表刊物:《基层建设》2015年4期
论文发表时间:2015/9/25
标签：场地论文; 基坑论文; 土层论文; 粘土论文; 地基论文; 力学论文; 厚度论文; 《基层建设》2015年4期论文;