位于岩溶作用场地的高层装配式钢结构住宅岩土工程勘察及基础基坑工程研究

蓝飞振 伍惠春 覃颖凤

【摘 要】某项目为高层装配式钢结构住宅，拟建场地下基岩主要为石灰岩，不良地质作用类型为岩溶作用。场地基岩石面起伏大，岩体裂隙呈闭合“X”形，裂隙宽度为1～3 mm，主要由方解石脉充填。场地岩溶作用强烈发育，岩溶作用主要表现为溶蚀漏斗、溶洞。溶洞呈半充填或全充填状态，充填物主要以流塑～软塑状态的含砾黏性土及卵砾石为主。钻孔见洞隙率为34.6%、线岩溶率为8.1%，拟建场地岩溶作用中等发育。文章对该项目进行岩土工程勘察，给出此类基坑工程分析研究报告，以便指导后期施工。

【关键词】岩土工程;勘察;基础工程;基坑工程

【中图分类号】TU195 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）11-0053-03

0 引言

某项目位于岩溶作用场地，是某省首个高层钢结构装配式住宅试点项目，总建筑面积为14.48万m2，建设保障房共1 400多套，钢结构总用钢量约1万t。某保障性住房项目效果图如图1所示。

1 勘察方法

（1）勘察方法。以多种手段综合勘察、综合评价的方法进行。

（2）勘察工作量布置。一般孔入中风化岩不小于3.0 m，控制孔入中风化岩不小于5.0 m;低层建筑及纯地下室孔深要求为25.0～30.0 m、控制性孔孔深为35.0～40.0 m。若早入岩，则一般孔触及岩石面，控制孔入中风化岩不小于3.0 m。

2 区域自然地理条件

2.1 场地工程地质条件

各岩土层分布、埋藏情况见表1。

2.2 水文地质条件

拟建场地位于喀斯特地貌单元，场地环境类别为Ⅱ类（湿润区）。岩溶水埋深较大，分布于深部的岩石溶洞、溶槽裂隙中，富水性高，天然条件下受地表水与松散层孔隙水补给，排泄途径为地下径流及人工开采。

2.3 场地和地基的地震效应

根据拟建场地的地形、地貌、地质条件综合判断，本场地属于对建筑抗震不利地段。

3 拟建场地岩土工程条件评价

3.1 岩土参数的统计

对岩土层参数进行统计：

φk=Ysφm

上式中：Ys=1±（1.704/n1/2+4.678/n2）δ;φk为岩土指标标准值;φm为岩土指标平均值;Ys为统计修正系数;n为统计频数;δ为变异系数;“±”按不利组合取“+”号或“-”号。

3.2 地基处理方案

复合地基承载力特征值估算采用《建筑地基处理技术规范》（JG J79—2012）中的公式：

上式中：fsok为复合地基承载力特征值;λ为单桩承载力发挥系数，取0.8;m为面积置换率;Ra为单桩竖向承载力特征值;Ap为桩身截面积;β为桩间土承载力发挥系数，取1.0;fsk为处理后桩间土承载力特征值，取350 kPa。

根据增强体桩端持力层不同，以砾砂作桩端持力层，公式如下：

上式中：Qu为桩单桩竖向极限承载力;us、ur分别为桩身在土层、岩层中的周长;qsis、qsir分别为第i层土、岩的极限侧阻力;qpr为岩石极限端阻力（kPa）;hri为桩身全断面嵌入第i层中风化、微风化岩层内长度。

增强体单桩承载力单桩竖向承载力特征值Ra：

Ra=Qu/K，

上式中：K为安全系數，取K=2。

复合地基承载力特征值预估表见表2。

该方案迎合建筑结构特点，施工难度不大，工期较短，基础造价较节省。

4 建筑物抗浮设防评价

勘察期间测得稳定水位埋藏深度为0.20～4.70 m。根据场地地形、地貌和场地地下水的类型、变化幅度、补给排泄等因素及当地气象水文资料综合分析，水位随季节变化幅度较大，区内地下水位年变幅在1.0～2.0 m。

设计和施工时应做好拟建场地上部封堵和地下室底部抽泄措施，严格控制后浇带封闭时间。严格控制回填土质量，采用低渗透材料，防止地表水下渗形成局部滞水。

5 高低层建筑差异沉降评价

本工程高层建筑、低层建筑及纯地下室之间荷载差异较小，但是在天然地基或复合地基方案时，应注意考虑主体建筑及纯地下室之间产生差异沉降的问题，并采取相应的处理措施，以协调差异沉降，确保拟建工程的安全使用。可考虑在主体建筑与纯地下室之间设置后浇带、沉降缝。

6 基坑工程方案分析评价

6.1 基坑设计参数

根据本次勘察成果及本区工程经验，基坑设计参数见表3。

6.2 基坑开挖与监测分析评价

开挖时应注意对支护结构的保护;挖至坑底时应避免扰动基底土质。基坑开挖过程中和基坑施工期间，必须对支护结构和基坑周围土体、临近已建物和道路进行监测工作。

7 岩土工程勘察结论

本文以位于岩溶作用场地的高层装配式钢结构住宅岩土工程为对象，进行岩土工程勘察及基础基坑工程研究，保证工程施工质量及安全。本文做法可为类似工程项目提供经验借鉴，具有推广意义。

最终得出施工建议如下。

（1）拟建场地地下水和地基土对混凝土结构具有微腐蚀性作用，对钢筋混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性作用。

（2）拟建建筑物抗震设防类别为标准设防类，拟建场地抗震设防烈度为6度。

（3）拟建场地属河流阶地地貌类型，下卧基岩为石灰岩（局部页岩），拟建场地稳定性差，工程建设适宜性差。

（4）拟建场地位于岩溶区，岩溶作用中等发育，主要表现为溶蚀漏斗、溶洞等岩溶地貌，覆盖层中未发现土洞分布。

（5）高层装配式钢结构住宅质量较同类现浇混凝土建筑质量轻，可适用同类标准。

参 考 文 献

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