福建沿海地区超高层建筑在复杂地质条件下的岩土工程勘察分析与基础方案建议

福建沿海地区超高层建筑在复杂地质条件下的岩土工程勘察分析与基础方案建议

孟云峰

中铝环保生态技术（湖南）有限公司 湖南省长沙市 410000

【摘 要】岩土工程勘察是工程规划、设计、建设的前提和基础性工作。论文通过对厦门市现代服务业基地（丙洲片区）统建区I-7地块超高层（高层）建筑拟建场地的岩土工程勘察分析，提供了各岩土层的物理力学指标，对基础方案提供了必要的设计参数，对降水及基坑开挖支护的设计与施工提出了合理建议。

【关键词】岩土工程勘察；基础方案建议；超高层

1. 引言

超高层建筑的岩土勘察工作对基础方案的选择以及周边建筑均有重要影响，尤其是在拟建场地的地质条件复杂的情况下更显得尤为关键。岩土勘察工作作为基础方案的准备工作之一，其各项参数的选取以及基础方案的建议对后续施工有重要意义[1]，因此，必须保证岩土勘察工作的科学性和准确性。

2. 工程概况

厦门现代服务业基地(丙洲片区)统建区I-7地块（以下简称I-7地块）共由7栋建筑组成，设二层整体地下室。其中1-6#楼3+24层，高度17.5-85.5m；7#楼45层，高度237m。基础埋深约12m。本次勘察目的是查明拟建物场地岩土层的类别、工程特性、厚度及分布规律，提供各岩土层的承载力特征值等岩土技术参数，分析评价场地和地基的稳定性。

3. 工程地质条件

3.1地形地貌

拟建场地原始地貌单元属冲海积阶地，场地原为养殖鱼塘，后经人工回填整平，原地形、地貌特征已改变，场地整体较平坦、开阔。

3.2地层岩性及各地层岩土性能评价

拟建场地各地基土的工程特性指标建议采用下表1：

天然地基岩、土工程特性指标值一览表 表1

注：1. 当基础砌置在不同地层上时，须考虑不均匀沉降对建筑物的影响；表中带*者表示变形模量；

3.3水文地质条件

3.3.1埋藏条件、地下水类型及地下水位

场地地下水赋存、运移于第四系各地层的孔隙及基岩各风化带的裂隙中。根据其埋藏条件及含水层的性质，场地地下水类型主要为潜水。钻孔潜水稳定水位埋深为2.80~5.70m。根据区域水文地质调查结果，该区域近期内年最高水位为标高5.0m，场地地下水水位年变化幅度可按1.0~2.0m考虑。

3.3.2地层渗透性

根据抽（注）水试验、室内试验结果及附近场地的工程经验，场地内①-1为弱透水性地层，①-2、②-2、②-3和③-2为强透水性地层，其余各地层均属弱~微透水性地层。场地环境类别属Ⅱ类。

3.3.3地下水对建筑材料的腐蚀性

根据采取地下水样的水质分析结果评价：场地地下水水质对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋砼结构中的钢筋在长期浸水条件下具微腐蚀性，在干湿交替条件下具中等腐蚀性；地下水对钢结构具中等腐蚀性。

4、特殊性岩土评价

根据勘察结果，勘察范围内的特殊性岩土为人工填土、软土、残积土及风化岩层。

人工填土主要由黏性土及少量碎石、砂组成，松散~稍密状态，密实度不均；该层具有天然含水量大，孔隙比大，有机质含量较高，压缩性高，强度低，渗透系数较小的特点；场地广泛分布的花岗岩残积土、全、强风化花岗岩，浸水后易软化、崩解，强度急剧降低，稳固性较差。各风化层岩面起伏变化大，且揭露有“球状风化体”或“孤石”等，其分布具有随机性、无规律性，桩基施工时应注意其所带来的不利影响。

5、地基方案分析与评价

5.1天然地基方案：

拟建建筑物根据设计地坪标高开挖完后，基底主要为粉质黏土层，其承载力特征值fak =180kPa，基础经深宽修正后地基承载力不能满足建筑物基底压力的要求，不考虑天然地基方案。

5.2.桩基础方案：

对于桩基础方案中桩型选择，考虑到本场地地下水对钢筋砼结构中的钢筋在干湿交替下有中等腐蚀性及对钢结构有中腐蚀性，不宜使用有接头的多节预应力混凝土管桩及预制薄壁钢管混凝土桩（TSC）。

1-6#楼冲（钻）孔灌注桩：鉴于场地中风化花岗岩深厚，拟采用以中风化花岗岩为桩端持力层，在中风化花岗岩缺失处以微风化花岗岩为桩端持力层。桩端进入持力层不小于0.5m，有效桩长一般为13.0～26.0m。冲（钻）孔灌注桩穿透能力强，成桩受地质条件影响较少，单桩承载力大。7#主楼拟采用大直径深井灌注桩：7#楼高度为237m，属于超高层建筑，设计载荷值60000kN/柱，拟采用以中风化花岗岩为桩端持力层，在中风化花岗岩缺失处以微风化花岗岩为桩端持力层。桩径3.0m，有效桩长一般为13.0m～26.0m。若在设计时加强支护护壁的厚度和配筋，确保护壁的强度和刚度，做到安全、可靠，施工过程中采取必要安全保证措施，认为本工程采用大直径深井灌注桩是可行的。

参照行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)、福建省标准《建筑地基基础技术规范》（DBJ13-07-2006）及其它有关规范，场地内各地层有关桩基设计参数建议采用下表2：

表2

6.1基坑周边环境及岩土工程条件

拟建工程设2层整体地下室，以现地面起算，按照地下室底板厚1.00m考虑，地下室开挖深度约为9.5~11.0m，7#楼范围约13.2m。整体地下室轮廓线距用地红线一般约5.0~7.0m，西侧中部局部地段距用地红线仅1.0~2.0m，距西侧滨海西大道约25.0m。场地北侧为空地，其余三侧为市政道路，周边环境较简单。根据本次勘察结果，组成基坑侧壁及底部属松散软弱地层，基坑开挖时自稳性能差，应采取支护措施，以防止在降水和外荷作用下产生大范围蠕变和滑塌破坏。根据岩土体工程条件，考虑基坑开挖深度和场地周边环境条件，建议二层整体地下室基坑可采用排桩+锚索支护，排桩可采用旋挖、冲(钻)孔灌注桩，并对桩间土采用水泥土搅拌桩或旋喷桩止水帷幕。亦可采用新型水泥土搅拌桩墙（SMW工法）+锚索进行支护，条件许可的地段基坑可按一定的坡度进行分级放坡开挖结合土钉墙支护，并对坡面进行喷射混凝土护面。

6.2基坑渗透稳定评价

根据勘察结果，基坑开挖完成后已开挖至含泥中粗砂层，场地内不存在承压水，故基坑可不考虑突涌。当止水帷幕底部位于残积砂质黏性土或其以下地层时，由于该层及其以下地层均为微透水性地层，可不考虑地下水渗流的流土稳定性，当底部位于含泥中粗砂、粗砂、卵石层强透水性地层时，还需考虑地下水渗流的流土稳定性。

6.3基坑地下水处置

根据本次勘察结果，拟建场地地下水主要为赋存于第四系各地层的潜水，地下水位较浅，勘察时地下水位埋深为2.80~5.70m，遇雨季水位还可能升高。组成基坑侧壁的土层中粗砂、粗砂、卵石层为强透水性地层，总得来说，场地工程地质和水文地质条件对基坑开挖相当不利。基坑开挖深度范围内各地层含水量较大，基坑地下水建议先采取止水帷幕进行止水，然后在基坑内设置明沟、集水井和降水井，将基坑内的水位降到基坑底以下一定深度，并应在基坑顶部设置截水沟，防止地表水流入基坑。因基坑四周具市政道路较近，为避免因地下水位下降而使得市政道路不均匀沉降，建议在基坑四周设置回灌井，回灌井的水位不宜超过原水位标高。

7、结语

拟建工程重要性等级为一级，场地复杂程度、地基复杂程度均为二级。拟建场地原始地貌单元属冲海积阶地，主要分布有人工填土、第四系海相沉积层、第四系上更新统冲洪积层、第四系残积层，下伏基岩为燕山期花岗岩。建议基础类型采用桩基础，其中1-6#桩型选择冲（钻）孔灌注桩，7#主楼（超高层）选择大直径深井灌注桩。

【参考文献】

【1】高山川,杜广印.岩土工程勘察与评价[M].武汉:中国地质大学出版 社,2003.

个人简介：孟云峰，1993年8月，男，汉，湖南省益阳市人，本科学历，助理工程师（职称），研究方向：岩土工程设计与施工。