位于巖溶作用場地的高層裝配式鋼結構住宅巖土工程勘察及基礎基坑工程研究

藍飛振 伍惠春 覃穎鳳

【摘 要】某項目為高層裝配式鋼結構住宅，擬建場地下基巖主要為石灰巖，不良地質作用類型為巖溶作用。場地基巖石面起伏大，巖體裂隙呈閉合“X”形，裂隙寬度為1～3 mm，主要由方解石脈充填。場地巖溶作用強烈發育，巖溶作用主要表現為溶蝕漏斗、溶洞。溶洞呈半充填或全充填狀態，充填物主要以流塑～軟塑狀態的含礫黏性土及卵礫石為主。鉆孔見洞隙率為34.6%、線巖溶率為8.1%，擬建場地巖溶作用中等發育。文章對該項目進行巖土工程勘察，給出此類基坑工程分析研究報告，以便指導后期施工。

【關鍵詞】巖土工程;勘察;基礎工程;基坑工程

【中圖分類號】TU195 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）11-0053-03

0 引言

某項目位于巖溶作用場地，是某省首個高層鋼結構裝配式住宅試點項目，總建筑面積為14.48萬m2，建設保障房共1 400多套，鋼結構總用鋼量約1萬t。某保障性住房項目效果圖如圖1所示。

1 勘察方法

（1）勘察方法。以多種手段綜合勘察、綜合評價的方法進行。

（2）勘察工作量布置。一般孔入中風化巖不小于3.0 m，控制孔入中風化巖不小于5.0 m;低層建筑及純地下室孔深要求為25.0～30.0 m、控制性孔孔深為35.0～40.0 m。若早入巖，則一般孔觸及巖石面，控制孔入中風化巖不小于3.0 m。

2 區域自然地理條件

2.1 場地工程地質條件

各巖土層分布、埋藏情況見表1。

2.2 水文地質條件

擬建場地位于喀斯特地貌單元，場地環境類別為Ⅱ類（濕潤區）。巖溶水埋深較大，分布于深部的巖石溶洞、溶槽裂隙中，富水性高，天然條件下受地表水與松散層孔隙水補給，排泄途徑為地下徑流及人工開采。

2.3 場地和地基的地震效應

根據擬建場地的地形、地貌、地質條件綜合判斷，本場地屬于對建筑抗震不利地段。

3 擬建場地巖土工程條件評價

3.1 巖土參數的統計

對巖土層參數進行統計：

φk=Ysφm

上式中：Ys=1±（1.704/n1/2+4.678/n2）δ;φk為巖土指標標準值;φm為巖土指標平均值;Ys為統計修正系數;n為統計頻數;δ為變異系數;“±”按不利組合取“+”號或“-”號。

3.2 地基處理方案

復合地基承載力特征值估算采用《建筑地基處理技術規范》（JG J79—2012）中的公式：

上式中：fsok為復合地基承載力特征值;λ為單樁承載力發揮系數，取0.8;m為面積置換率;Ra為單樁豎向承載力特征值;Ap為樁身截面積;β為樁間土承載力發揮系數，取1.0;fsk為處理后樁間土承載力特征值，取350 kPa。

根據增強體樁端持力層不同，以礫砂作樁端持力層，公式如下：

上式中：Qu為樁單樁豎向極限承載力;us、ur分別為樁身在土層、巖層中的周長;qsis、qsir分別為第i層土、巖的極限側阻力;qpr為巖石極限端阻力（kPa）;hri為樁身全斷面嵌入第i層中風化、微風化巖層內長度。

增強體單樁承載力單樁豎向承載力特征值Ra：

Ra=Qu/K，

上式中：K為安全系數，取K=2。

復合地基承載力特征值預估表見表2。

該方案迎合建筑結構特點，施工難度不大，工期較短，基礎造價較節省。

4 建筑物抗浮設防評價

勘察期間測得穩定水位埋藏深度為0.20～4.70 m。根據場地地形、地貌和場地地下水的類型、變化幅度、補給排泄等因素及當地氣象水文資料綜合分析，水位隨季節變化幅度較大，區內地下水位年變幅在1.0～2.0 m。

設計和施工時應做好擬建場地上部封堵和地下室底部抽泄措施，嚴格控制后澆帶封閉時間。嚴格控制回填土質量，采用低滲透材料，防止地表水下滲形成局部滯水。

5 高低層建筑差異沉降評價

本工程高層建筑、低層建筑及純地下室之間荷載差異較小，但是在天然地基或復合地基方案時，應注意考慮主體建筑及純地下室之間產生差異沉降的問題，并采取相應的處理措施，以協調差異沉降，確保擬建工程的安全使用。可考慮在主體建筑與純地下室之間設置后澆帶、沉降縫。

6 基坑工程方案分析評價

6.1 基坑設計參數

根據本次勘察成果及本區工程經驗，基坑設計參數見表3。

6.2 基坑開挖與監測分析評價

開挖時應注意對支護結構的保護;挖至坑底時應避免擾動基底土質。基坑開挖過程中和基坑施工期間，必須對支護結構和基坑周圍土體、臨近已建物和道路進行監測工作。

7 巖土工程勘察結論

本文以位于巖溶作用場地的高層裝配式鋼結構住宅巖土工程為對象，進行巖土工程勘察及基礎基坑工程研究，保證工程施工質量及安全。本文做法可為類似工程項目提供經驗借鑒，具有推廣意義。

最終得出施工建議如下。

（1）擬建場地地下水和地基土對混凝土結構具有微腐蝕性作用，對鋼筋混凝土結構中鋼筋具有微腐蝕性作用。

（2）擬建建筑物抗震設防類別為標準設防類，擬建場地抗震設防烈度為6度。

（3）擬建場地屬河流階地地貌類型，下臥基巖為石灰巖（局部頁巖），擬建場地穩定性差，工程建設適宜性差。

（4）擬建場地位于巖溶區，巖溶作用中等發育，主要表現為溶蝕漏斗、溶洞等巖溶地貌，覆蓋層中未發現土洞分布。

（5）高層裝配式鋼結構住宅質量較同類現澆混凝土建筑質量輕，可適用同類標準。

參 考 文 獻

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