岩土工程勘察在地基基础中运用探讨

摘要：本文结合实例，对某高层建筑地基的岩土工程特征、水文地质条件进行分析、采用多种勘察方法，对地基持力层及基础形式的选择进行分析评价和判断，提出经济合理的地基基础方案，具有较强的参考价值和意义。

关键词：岩土工程勘察；方法；持力层；地基基础

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

1工程概况及勘察方法

1．1工程慨况。某高层建筑物占地面积6785m2，建筑面积约61000 m2，地上32层，地下1层(-5.4m)，框剪结构，拟采用独立柱基或桩基础，拟建物基础荷载最大轴力24000kN(主楼)，最小轴力(裙楼)1500kN，拟建物±0．00标高769．2m，地下室底板标高763.8m。是一个由开发商投资兴建的综合性商住楼。

1．2勘察方法。根据场地特点和拟建物特征，本次勘察方法主要采用工程测量，工程地质调查，钻探，井探，原位测试，场地地微震测试，场地剪切波测试，钻孔超声波测试简易水文观测，抽水试验，室内试验，载荷试验等综合勘察方法。

地基持力层及基础形式的选择是本次勘察的重点和核心问题。存在的问题是地下水位较高，钻探施工、载荷试验施工难度较大。

2场地岩土工程条件

2．1地形地貌。拟建场地位于河流一级阶地，属河流冲积地貌，场地为拆迂房旧址，已进行了整平，地势相对平坦、开阔，场地地面标高为：767.95～769.06m，高差1.11m。

2．2地质构造。场地下伏基岩为二叠系上统吴家坪组黄褐一深灰色薄一中厚层状硅质岩夹页岩。岩层产状：倾向NE、倾角40°。据l：50000区域地质图及场地附近出露地层分析：场地内地层连续，无断裂构造发育，岩层单斜产出。由于靠近向斜轴部，受构造应力作用，岩体中节理裂隙较发育。

2．3场地水文地质条件

2．3．1地表水。拟建场地位于河流一级阶地，距河岸约30～60m，场地内地表水主要为附近居民的生活排污水，因场地开挖后，生活污水渗漏汇入场地，但水量不大。

2．3．2地下水。场地地下水主要为卵石层中的孔隙水，其与河水互为补给，其次是基岩中的裂隙水。由于场地处于河流凸岸部位，南北侧河上都修有翻板坝，勘察期间翻板坝未放闸，河水水位标高763.6m，观测场地水位埋深在4.40～4.70m，标高763.60～763.80m，水位高差0.20m。经2个钻孔进行抽水试验表明，钻孔口径Ф108mm，当地下水位降深5m时，场地基坑涌水量800～1200t.d-1之间如在基础施工期间，翻板坝放闸，场地地下水位可下降2～3m，基坑涌水量将大为减少，对基础施工影响不大。

2．4场地岩土工程特征

2．4．1土层物理力学指标。(1)杂填土层：位于表层，厚度薄，成分复杂，结构松散，强度低，建筑性能差。(2)粉质黏土层：厚度薄，强度低。取土样进行室内试验，其压缩模量Es为5.45MPa，抗剪强度指标ck=26．8kPa，Φk=7．5°。(3)卵石土：该层埋藏较浅，压缩性较低，承载力较高，分布连续稳定，具一定的厚度变化。超重型动力触探测试，fak=568kPa，E0=39.0MPa。

2．4．2岩体物理力学指标。强风化硅质岩夹页岩节理裂隙极发育，岩体破碎，岩芯呈砂砾状及碎石状。波速测试，完整性指数Kw=0．18，超重型动探测试fak=568kPa，E0=39．0MPa。

中风化硅质岩夹页岩节理裂隙较发育，岩体较破碎，岩芯呈碎块状，少量呈短柱状。波速测试，完整性指数：Kw=0.37。

硅质岩饱和单轴抗压强度标准值frk为14.0MPa，页岩自然状态下单轴抗压强度标准值frk为6.2MPa。

按Kw值内插，φ=0.11，即硅质岩fa=1540kPa，页岩fa=682kPa。

场地基岩为二叠系上统吴家坪组黄褐色一红褐色，薄一中厚层状硅质岩夹页岩，硅质岩一般厚30～50cm，夹薄层页岩厚为6～8cm，呈互层状。按岩体风化程度分为强风化硅质岩夹页岩和中风化硅质岩夹页岩两个岩质单元。

按照地方规范，岩体软硬夹层或互层时岩体综合承载力按下列情况确定：

(1)当岩层产状水平或缓倾斜，基础直接置于较硬岩上，可根据基础类型和硬质岩夹软质岩在基底下的厚度。

(2)当岩层产状陡倾斜或直立时，按下式确定：

式中：faz软硬互层岩组的承载力特征值综合值；faR软质岩的承载力特征值，fay硬质岩的承载力特征值；K硬质岩层在夹层或互层综合承载力中的贡献率：

n--硬软层的承载力比值；

h--硬层的厚度比，；

dy--硬层厚度l

∑d--硬层与软层的总厚度。

按产状平缓时，H／B小于0.5，H／D小于0.5，综合承载力fa=770kPa；按产状陡倾斜时综合承载力fa=1366kPa；对中风化硅质岩夹页岩作了岩基静载荷试验，试验成果为fa=l725kPa，E0 =47.66M Pa。

不同的测试、计算方法，得出的承载力值差别较大，通过综合分析认为：硅质岩硬而脆，页岩软而柔，并为互层状，在长期应力作用下，硅质岩隐节理发育，在受到钻探取样机械旋切震力的影响，岩体的整体性受到破坏，加之单轴抗压试验是在无侧限的条件下进行，使其强度指标大大降低，该地区硅质岩岩块样的抗压强度普遍高于岩芯试样的抗压强度，也印证了这一点，原位的静载试验能真实反映地基岩体受力状况，其强度指标是可靠的，故本次勘察报告提出中风化硅质岩夹页岩fa=1725kPa，E0=47.66MPa。

3．持力层和基础方案的选择

(1)拟建物属高层建筑，荷载大并且集中，地基持力层只宜选择分布连续稳定、压缩性低，力学强度高的中风化硅质岩夹页岩，其余岩土单元承载力相对较低，或均匀性差而不宜使用。

(2)中风化硅质岩夹页岩的埋藏深度有一定的差异，基础埋深在2.0～8.0m之间，建议采用独立柱基和桩基础形式。

(3)部分柱位采用人工挖孔灌注桩时，宜在河流上下翻板坝开闸时进行，桩孔涌水量相对较小，易于施工。

4、结语

(1)基础选型首选成本低、施工简单、质量易控制的形式，一般的选择顺序是：浅基础一预应力管桩一人工挖孔桩一钻、冲孔桩、桩筏式基础。无论选择哪种基础，勘察除查明地层的物理力学特性外，还要注意施工的可行性、地下水的条件、持力层在施工开挖及地下水的作用下性质的改变、周边环境与施工的相互影响等4个方面的因素，只有经过全面的分析才能选择合理的基础形式。

(2)本工程地基持力层强度的论证，对该地区大面积出露的吴家坪组硅质岩夹页岩强度指标的确定有一定的借鉴作用。

(3)通过以上工程实例，在以软硬夹层或互层岩体为地基持力层确定承载力时，建议采用多种测试手段进行分析对比，并收集、统计地基强度指标间的差异性，探寻其间的相关关系，从而充分挖掘地基潜力，节省工程建设投资。

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