開(kāi)封宏進(jìn)農(nóng)副產(chǎn)品國(guó)際物流中心地基勘察設(shè)計(jì)

楊 倩 妮

(河南洛陽(yáng)機(jī)械工業(yè)第四設(shè)計(jì)研究院有限公司，河南 洛陽(yáng) 471039)

開(kāi)封宏進(jìn)農(nóng)副產(chǎn)品國(guó)際物流中心地基勘察設(shè)計(jì)

楊 倩 妮

(河南洛陽(yáng)機(jī)械工業(yè)第四設(shè)計(jì)研究院有限公司，河南 洛陽(yáng) 471039)

運(yùn)用鉆探取樣、靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)等手段，對(duì)開(kāi)封宏進(jìn)農(nóng)副產(chǎn)品國(guó)際物流中心施工場(chǎng)地的工程地質(zhì)概況進(jìn)行了總結(jié)與描述，并擬定了地基處理的方案，包括天然地基或換填墊層淺基礎(chǔ)方案和復(fù)合地基淺基礎(chǔ)方案。

地基處理，勘察方法，工程地質(zhì)，方案

1 工程概況

開(kāi)封宏進(jìn)農(nóng)副產(chǎn)品國(guó)際物流中心場(chǎng)地位于開(kāi)封市禹王臺(tái)區(qū)南郊鄉(xiāng)，馬家河南岸，西柳林村南側(cè)，西林公墓以東，310國(guó)道的南北兩側(cè)。

根據(jù)GB 50007—2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，判定擬建建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)。本文的主要研究目的和內(nèi)容為：

1)查明建筑范圍內(nèi)各層地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖土類型、厚度、深度及工程特性，分析和評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性、均勻性和承載力；提供工程技術(shù)參數(shù)；

2)對(duì)場(chǎng)地類別進(jìn)行劃分；查明有無(wú)可液化的地層，對(duì)地層液化可能性做出評(píng)價(jià)；

3)對(duì)地基基礎(chǔ)方案進(jìn)行分析、論證，對(duì)天然地基進(jìn)行評(píng)價(jià)；對(duì)復(fù)合地基方案提出建議，提供復(fù)合地基設(shè)計(jì)參數(shù)。

2 勘察方法

2.1 原位測(cè)試

本次勘探采用了兩種原位試驗(yàn)：靜力觸探試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(N)。靜力觸探主要采用NKC5090TCT型靜力觸探車(chē)，探頭采用雙橋探頭，使用便攜計(jì)算機(jī)處理資料數(shù)據(jù)。沖填塘內(nèi)部分勘探點(diǎn)采用輕便觸探機(jī)，單橋探頭，便攜計(jì)算機(jī)處理資料數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)孔均采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、泥漿護(hù)壁，并保持孔內(nèi)水位略高于地下水位，鉆至試驗(yàn)深度以上15 cm處，清除孔底殘土后再進(jìn)行試驗(yàn)，采用自動(dòng)落錘法進(jìn)行錘擊，貫入器打入土中15 cm后，開(kāi)始記錄每打入10 cm的錘擊數(shù)，累計(jì)打入30 cm的錘擊數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的N值。

2.2 室內(nèi)試驗(yàn)

2.2.1 鉆探及取樣

本次勘察鉆探采用DPP-100型汽車(chē)鉆機(jī)2臺(tái)和100型液壓鉆機(jī)2臺(tái)，全部采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。地下水位以上進(jìn)行干鉆，地下水位以下采用泥漿護(hù)壁。不擾動(dòng)土樣采用薄壁取土器靜壓取土，擾動(dòng)樣由標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)巖芯采取。

2.2.2 試驗(yàn)內(nèi)容

本次勘察室內(nèi)試驗(yàn)包括土樣的常規(guī)試驗(yàn)、直剪、顆粒分析試驗(yàn)、水質(zhì)分析和土易溶鹽含量試驗(yàn)等。

3 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

3.1 地層結(jié)構(gòu)

3.2 環(huán)境工程地質(zhì)及不良地質(zhì)作用

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，擬建場(chǎng)地及其附近地勢(shì)平緩，不存在滑坡、崩塌、泥石流、巖溶、采空區(qū)和因城市或工業(yè)區(qū)抽水而引起區(qū)域性地面沉降等不良地質(zhì)作用。另外，場(chǎng)區(qū)無(wú)防空洞分布。場(chǎng)地內(nèi)分布有未回填的魚(yú)塘和土坑以及沖填的魚(yú)塘與挖砂坑，設(shè)計(jì)和施工時(shí)需做好相應(yīng)的處理工作。

4 地基基礎(chǔ)方案

4.1 天然地基或換填墊層淺基礎(chǔ)方案

根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)特征，擬建建筑物為1層～6層，剛架或框架結(jié)構(gòu)，單柱荷重900 kN～3 000 kN，基礎(chǔ)埋深-2.0 m，擬采用天然地基或地基處理方案。根據(jù)場(chǎng)地情況，擬建建筑物±0.00標(biāo)高按72.0 m考慮，基礎(chǔ)埋深按±0.00下2.0 m計(jì)算，則基底標(biāo)高為70.00 m。

4.1.1 天然地基方案

當(dāng)采用天然地基方案時(shí)，基礎(chǔ)持力層為①,①-1,②,②-1,③層，局部為④層或④-1層。A區(qū)的東北部局部基礎(chǔ)架空，需墊方,①,①-1層不能作基礎(chǔ)持力層。②層,②-1層基底下的厚度一般較小，當(dāng)其下為③層時(shí)，建議按③層承載力進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；當(dāng)其下為④層時(shí)，可按④層承載力進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；當(dāng)其下為④-1層時(shí)，可按②層、②-1層承載力進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。

4.1.2 換填墊層淺基礎(chǔ)

對(duì)于基底下有①,①-1層分布的建筑物和需墊方的建筑物，不能直接采用天然地基淺基礎(chǔ)方案，需對(duì)基底下的①,①-1層作換填和回填處理，基礎(chǔ)采用墊層上的淺基礎(chǔ)方案。其他建筑物也可對(duì)基底下的②,②-1,③層進(jìn)行換填處理，基礎(chǔ)采用墊層的淺基礎(chǔ)方案。

墊層材料可選用素土、灰土、砂石均可。其壓實(shí)系數(shù)應(yīng)不小于0.94～0.97(具體情況應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)定執(zhí)行)。墊層的承載力特征值應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)確定。初步設(shè)計(jì)時(shí)，素土墊層的承載力特征值可取140 kPa。

根據(jù)GB 50007—2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，對(duì)②，②-1,③,④層的承載力特征值按下式進(jìn)行深度修正：

fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)

(1)

式中符號(hào)含義詳見(jiàn)GB 50007—2011第5.2.4條之規(guī)定。

②層，d=2.0 m，ηd=2.0，γm=19 kN/m3，計(jì)算fa=177 kPa。

②-1層，d=2.0 m，ηd=2.0，γm=19 kN/m3，計(jì)算fa=167 kPa。

③層d=2.0 m，ηd=1.0，γm=19 kN/m3，計(jì)算fa=118.5 kPa。

④層，d=2.0 m，ηd=1.5，γm=19 kN/m3，計(jì)算fa=152.8 kPa。

④-1層，d=2.0 m，ηd=2.0，γm=19 kN/m3，計(jì)算fa=187 kPa。4.2 復(fù)合地基淺基礎(chǔ)方案評(píng)價(jià)

本場(chǎng)地地基淺部的③層和⑤層為較濕軟的黏性土，其對(duì)水泥攪拌樁的處理質(zhì)量影響較大，不易達(dá)到設(shè)計(jì)要求。若采用水泥攪拌樁或CFG樁加固地基，需要選用有經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍進(jìn)行施工，并按有關(guān)規(guī)范要求作好質(zhì)量檢驗(yàn)工作。水泥土攪拌法復(fù)合地基樁基設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1 水泥土攪拌法復(fù)合地基樁基設(shè)計(jì)參數(shù)一覽表

本工程建議采用CFG樁進(jìn)行地基處理。基礎(chǔ)采用剛性樁復(fù)合地基上的獨(dú)立基礎(chǔ)。剛性樁可直接在基礎(chǔ)下布樁，可采用正方形或正三角形布樁方案，樁間距不小于3倍樁徑。樁徑可取400 mm，樁長(zhǎng)6.0 m左右，以⑥粉砂或⑥-1粉土為樁端持力層。樁基設(shè)計(jì)參數(shù)建議如表2所示。

表2 樁基設(shè)計(jì)參數(shù) kPa

CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)、施工、檢驗(yàn)等應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行。其承載力應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)單樁或多樁復(fù)合地基靜載試驗(yàn)確定。

設(shè)計(jì)時(shí)CFG樁復(fù)合地基承載力特征值可按下式估算:

(2)

式中各符號(hào)的意義詳見(jiàn)JGJ 79—2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范中第9.2.5條。

Ra按下式計(jì)算：

Ra=qpAp+Up∑qsili

(3)

并滿足fcu≥3Ra/Ap。

式中符號(hào)意義詳見(jiàn)JGJ 79—2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范中第9.2.6，9.2.7條。

樁施工結(jié)束后，應(yīng)在基礎(chǔ)和樁之間設(shè)置褥墊層，其材料可選用中砂、粗砂、級(jí)配砂石等，最大粒徑不宜大于20 mm。褥墊層厚度可取200 mm～300 mm。

采用復(fù)合地基方案時(shí)，對(duì)于基底以下有填土或沖填土分布地段和墊方地段，在樁施工前應(yīng)用素土墊層進(jìn)行換填或回填，其壓實(shí)質(zhì)量應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范要求。

若采用正三角形布樁，樁間距取1.2 m，樁徑400 mm(置換率m=0.1)，以83號(hào)和534號(hào)孔為例，樁長(zhǎng)取7 m，則Ra=239 kN和228 kN，fcu≥5.7 MPa。

樁間土為③層和素土墊層，β取0.75和0.8，經(jīng)估算，復(fù)合地基承載力特征值為：fspa=251 kPa和282 kPa。

采用上述方法進(jìn)行地基處理后，復(fù)合土層的復(fù)合模量如表3所示。

表3 復(fù)合模量建議值表 MPa

4.3 樁基礎(chǔ)分析評(píng)價(jià)

根據(jù)勘察結(jié)果，⑥層粉砂夾粉土為較好的樁端持力層。由于該層埋深較淺，且局部有相對(duì)軟弱的⑥-1層，均勻性不太好。因此，本場(chǎng)地較適合采用樁長(zhǎng)易于控制，且對(duì)持力層具有較好的加固作用的載體樁基礎(chǔ)方案。

載體樁由干硬性混凝土及填充料等經(jīng)細(xì)長(zhǎng)錘夯擴(kuò)形成復(fù)合載體，其設(shè)計(jì)、施工應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行。樁的間距不宜小于1.6 m。復(fù)合載體下有軟弱土層時(shí)，應(yīng)對(duì)其承載力進(jìn)行驗(yàn)算。單樁承載力特征值宜通過(guò)靜載試驗(yàn)確定。初步設(shè)計(jì)時(shí)可按下式估算：

Ra=fa·Ae

(4)

其中，Ra為單樁豎向承載力特征值；fa為經(jīng)深度修正后的載體樁持力層地基承載力特征值,kPa；Ae為載體等效計(jì)算面積，取2.5 m2。

5 結(jié)論與建議

1)擬建場(chǎng)地地形平坦，地貌單元屬黃河沖積平原。場(chǎng)地地基土層主要為沖積作用形成的第四系全新統(tǒng)的粉土、粉質(zhì)黏土及砂層。

2)擬建場(chǎng)地?zé)o影響建筑安全的較大的不良地質(zhì)作用，場(chǎng)地地基穩(wěn)定。該場(chǎng)地適宜建筑地基為不均勻地基。

3)擬建建筑物可采用天然地基或換填墊層淺基礎(chǔ)方案，也可采用CFG樁復(fù)合地基淺基礎(chǔ)方案或載體樁基礎(chǔ)方案。

4)擬建建筑物應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)范要求做相應(yīng)檢驗(yàn)、監(jiān)測(cè)工作。

[1] GB 50007—2011,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] GB 50021—2001,巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)[S].

[3] GB 50011—2010,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] GB 50223—2008,建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)[S].

The foundation survey design of Kaifeng Hongjin agricultural and sideline products international logistics center

Yang Qianni

(HenanLuoyangMachineryIndustryFourthDesignandResearchInstituteLimitedCompany,Luoyang471039,China)

Using the boring sampling, static cone penetration test, standard penetration test and indoor tests and other means, this paper summarized and described the engineering geology survey of Kaifeng Hongjin agricultural and sideline products international logistics center construction site, and prepared the foundation treatment program, including natural foundation or cushion shallow foundation and composite shallow foundation scheme.

foundation treatment, survey treatment, engineering geology, scheme

2015-01-23

楊倩妮(1989- )，女，助理工程師

1009-6825(2015)10-0084-03

TU470

A