儲(chǔ)江生
摘要:樁基勘察為施工階段勘察,在類(lèi)似項(xiàng)目中經(jīng)常出現(xiàn),但大多勘察以判別巖性是否到樁端持力層,是否滿足設(shè)計(jì)要求,報(bào)告編制比較混亂并沒(méi)有全面性和系統(tǒng)性;本次以工程實(shí)例介紹施工勘察,按勘察規(guī)范和相關(guān)規(guī)范要求,編制不良地質(zhì)作用下樁基勘察報(bào)告,為類(lèi)似勘察項(xiàng)目編制報(bào)告提供參考。
關(guān)鍵詞:不良地質(zhì)作用;石灰?guī)r;巖溶角礫巖;充填物;溶蝕
一、工程概況
安徽某房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司擬在淮南市鳳臺(tái)縣經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)馬崗集菜市場(chǎng)舊址興建馬崗集農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)改擴(kuò)項(xiàng)目,該項(xiàng)目1#按規(guī)劃設(shè)計(jì)為28F(H=81.2m)、2#樓規(guī)劃設(shè)計(jì)為33F(H=95.7m),兩棟樓正負(fù)零標(biāo)高皆為25.90m,框剪結(jié)構(gòu),采用人工挖孔樁基礎(chǔ),樁端原設(shè)計(jì)要求進(jìn)入④中風(fēng)化灰?guī)r不小于1.0米且樁長(zhǎng)不小于6.0米;1#樓設(shè)計(jì)67根樁、2#樓設(shè)計(jì)64根,兩棟樓合計(jì)131根樁。2014年底1#、2#樓人工挖孔樁進(jìn)行施工,開(kāi)挖深度在4.20~26.80m;
二、樁基勘察工作目的
在人工挖孔樁施工過(guò)程中,按照原設(shè)計(jì)要求,需挖至穩(wěn)定的巖石持力層,但由于基巖為灰?guī)r,巖溶現(xiàn)象發(fā)育,主要為大小溶洞(溝、槽)發(fā)育,也無(wú)規(guī)律(現(xiàn)場(chǎng)挖孔深度4.20~26.80m);穩(wěn)定的基巖持力層不明確。鑒于此本工程各責(zé)任方經(jīng)過(guò)協(xié)商確定,需對(duì)1#、2#樓進(jìn)行逐樁樁基勘察工作。
1、本次勘察工作目的重點(diǎn)在逐孔查明已施工的樁孔底面下一定深度范圍內(nèi)巖石特征、巖溶現(xiàn)狀及充填物的特征。
2、對(duì)巖溶等不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因及現(xiàn)狀進(jìn)行分析,評(píng)價(jià)場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性。
3、論證和評(píng)價(jià)本工程采用人工挖孔樁所涉及的巖土工程問(wèn)題。
4、根據(jù)本次專門(mén)的樁基勘察成果,結(jié)合原詳勘成果資料和現(xiàn)場(chǎng)工程樁已實(shí)施情況,為后續(xù)的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及施工提出合理的建議和意見(jiàn)。
三、勘察依據(jù)及使用規(guī)范、規(guī)程
(1)《馬崗集農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告》(詳勘,2014年6月29日)
(2)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)(2009年版);
(3)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011);
(4)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008);
(5)《建筑工程地質(zhì)勘探與取樣技術(shù)規(guī)程》(JGJ/87-2012);
(6)《巖土工程勘察安全規(guī)范》(GB50585-2010);
(7) 《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50266-99)
(8) 《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(JGJ106-2014)
(9) 《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50202-2002);
(10)建設(shè)單位提供的建筑物規(guī)劃平面總布置圖及樁基施工圖以及合同書(shū)等。
四、勘察工作布置、勘察方法和工作量
1、勘察工作布置
本次專門(mén)的樁基勘察主要利用現(xiàn)場(chǎng)已施工的人工挖孔樁逐孔進(jìn)行勘探工作,主要要求勘探孔鉆至穩(wěn)定基巖面下一定深度,或鉆至20.0~30.0m(以樁頂標(biāo)高下深度)
2、勘察方法
根據(jù)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范、擬建筑物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、場(chǎng)地條件、場(chǎng)地工程地質(zhì)條件,本次工作方法主要有:鉆探、取樣和室內(nèi)試驗(yàn)等。取巖石樣采用巖芯管,巖石試驗(yàn)主要為單軸抗壓試驗(yàn)及容重。巖石試驗(yàn)由安徽省某檢測(cè)咨詢有限責(zé)任公司實(shí)驗(yàn)室完成。高程系統(tǒng)與場(chǎng)區(qū)建設(shè)使用的高程系統(tǒng)一致。
3、勘察工作量
本次共完成人工挖孔樁鉆芯孔131個(gè),其中取樣孔45個(gè),鑒別孔66個(gè),總進(jìn)尺位1610.0米,取巖石樣32組、土樣4組、擾動(dòng)樣9組、溶洞填充物原位測(cè)試標(biāo)貫28次。
4、勘察時(shí)間
外業(yè)工作于2015年3月5日進(jìn)場(chǎng)施工, 2015年4月9日完成。室內(nèi)巖土樣試驗(yàn)報(bào)告于2015年4月16日結(jié)束,內(nèi)業(yè)資料整理于2015年4月28日完成。
五、基巖描述及其特征
(1)、前期詳勘報(bào)告內(nèi)容
根據(jù)《馬崗集農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告》(詳勘,2014年6月29日)
④層石灰?guī)r(?)--層厚1.1~11.4m,層底標(biāo)高為5.62~-12.85m?;野住⑶嗷疑?,中風(fēng)化,泥質(zhì)~微晶結(jié)構(gòu),中厚~厚層構(gòu)造,夾薄層。巖性以石灰?guī)r為主,局部夾黃色泥巖及砂巖薄層,巖芯呈短柱狀、長(zhǎng)柱狀,沿層面斷開(kāi)。裂隙較發(fā)育,沿裂隙面發(fā)育方解石細(xì)脈,脈寬1~10mm,分布不均勻。沿裂隙面有明顯的溶蝕現(xiàn)象,部分地段發(fā)育有溶洞,主要為硬塑狀態(tài)粘性土、密實(shí)狀態(tài)的砂礫及灰?guī)r碎屑充填,分布不均勻且無(wú)規(guī)律。溶洞為全充填,勘察期間未見(jiàn)空洞。巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD約 20~40,采取率約80%,屬破碎~較完整的較硬~堅(jiān)硬巖,巖體基本質(zhì)量等級(jí)分類(lèi)Ⅱ~Ⅳ。地基承載力特征值 (fak )為1200KPa。
④-1層巖溶角礫巖(?)--層厚1.9~28.8m,層底標(biāo)高為7.44~-14.87m?;疑珚A褐紅夾灰白、灰色,礫狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,角礫成分為灰?guī)r,呈棱角狀,直徑20~600mm,基質(zhì)為泥質(zhì)及少量鈣質(zhì),膠結(jié)較差,局部巖芯手掰可斷,巖芯呈短柱狀,碎塊狀,屬極破碎的極軟巖,巖石基本質(zhì)量等級(jí)分類(lèi)Ⅴ。實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)一般為111.0~138.0擊/30cm,平均為127.2擊/30cm。地基承載力特征值 (fak )為600KPa。
(2)、本次勘察描述
④層石灰?guī)r(?):灰白色、青灰色,中風(fēng)化,泥質(zhì)~微晶結(jié)構(gòu),中厚~厚層構(gòu)造,以灰?guī)r為主,局部夾黃色泥巖和砂巖薄層;鉆孔取芯較完整,但局部有裂隙發(fā)育,取芯較破碎,沿裂隙面有明顯的溶蝕現(xiàn)象,部分地段發(fā)育為溶洞,其充填物主要為硬塑狀粘土夾中密至密實(shí)狀態(tài)礫石及碎巖屑,分布不均勻且無(wú)規(guī)律。鉆孔進(jìn)尺基本均勻,無(wú)落桿現(xiàn)場(chǎng),勘察期間未見(jiàn)空洞。在裂隙發(fā)育層面處,巖石強(qiáng)度稍差;該層巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD在20~35,采芯率在75%,屬于極破碎~較完整的較硬~堅(jiān)硬巖,巖體質(zhì)量等級(jí)在Ⅱ~Ⅴ;
④-1層灰?guī)r角礫巖(?):褐紅夾灰白、灰色,礫狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,礫屑成分為灰?guī)r,呈棱角狀,粒徑20~600mm,巖芯呈短柱狀,碎塊狀,屬極破碎的極軟巖,巖石基本質(zhì)量等級(jí)分類(lèi)Ⅱ~Ⅴ。取芯大部破碎,局部可見(jiàn)完整芯樣;沿裂隙面有明顯的溶蝕現(xiàn)象,部分地段發(fā)育有溶洞,主要為砂土夾礫石、中密至密實(shí)狀態(tài)(少量稍密狀)的砂礫及灰?guī)r碎屑充填,分布不均勻且無(wú)規(guī)律。溶洞分布無(wú)規(guī)則,大小不一,存在0.20~9.20m深的溶洞。
六、地下水及水土對(duì)建筑材料腐蝕性
本次勘察,巖層中含有孔隙裂隙水,局部具微承壓水,水量一般,場(chǎng)地周邊無(wú)污染性水源,根據(jù)原勘察詳勘報(bào)告,綜合判斷擬建場(chǎng)地及附件的水和土對(duì)砼及砼中鋼筋具有微腐蝕性。
本次采用泥漿護(hù)壁鉆探,地下水情況參照原詳勘報(bào)告;根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)人工挖孔樁情況,地下水量一般,成孔抽水可進(jìn)行施工。
七、不良工程地質(zhì)條件和不良地質(zhì)作用
本次專門(mén)勘探,鳳臺(tái)縣馬崗集農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目1#、2#樓共有131根樁,鉆孔揭示現(xiàn)樁孔底巖層5.80~34.40m深,本次控制孔進(jìn)入該層11.0m至34.4m不等;1#樓鉆孔揭露了31根樁存在溶洞,2#樓鉆孔揭露了32根樁存在溶洞;由于灰?guī)r和角礫巖都大量存在裂隙發(fā)育和溶蝕作用,取巖芯樣大部破碎,不良工程地質(zhì)條件較普遍存在;溶洞均為全填充,充填物為硬塑狀態(tài)粘性土或中密~密實(shí)狀(少量稍密狀)的砂礫土。
八、巖層及巖溶的地質(zhì)背景和形成條件及穩(wěn)定性分析
勘探揭示1#、2#樓的灰?guī)r和灰?guī)r角礫巖其歷史成因?yàn)闇\海及海陸交替相成積,為互層狀,成層厚度不一。后受地殼運(yùn)動(dòng)在場(chǎng)地表現(xiàn)為多向受力產(chǎn)生褶皺;反映在場(chǎng)區(qū)是產(chǎn)狀規(guī)律不明顯。
由于巖石為可溶性的碳酸鹽類(lèi)巖石,在地勢(shì)抬高后沿層理、節(jié)理及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的裂隙等處在水力的作用下產(chǎn)生不同程度的巖溶現(xiàn)象(溶洞、溝、槽等)。
從巖溶充填物(粘性、砂礫土)反映,此后巖溶(溶洞、溝、槽等)又被陸相沖積物及巖石本身的風(fēng)化碎屑所充填,且后期未發(fā)生明顯的溶蝕現(xiàn)象。1#、2#樓處基巖雖巖溶現(xiàn)象較發(fā)育,但其充填物多為硬塑狀粘性土及中密~密實(shí)狀砂礫類(lèi);基巖現(xiàn)處于地面5.62~7.44m以下(根據(jù)詳勘報(bào)告),即有較厚的覆蓋層,透水性差,受大氣降水滲入條件差,因此基巖應(yīng)不具備繼續(xù)產(chǎn)生對(duì)工程有影響的不良地質(zhì)作用。
九、樁底巖石測(cè)試試驗(yàn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)及巖土性質(zhì)評(píng)述
1、本次專門(mén)勘探,現(xiàn)場(chǎng)取1#和2#樓樁端持力層下部巖樣做了天然抗壓試驗(yàn),④中風(fēng)化石灰?guī)r和④-1層中風(fēng)化灰?guī)r角礫巖天然抗壓強(qiáng)度指標(biāo)統(tǒng)計(jì)如下:
天然巖石抗壓強(qiáng)度指標(biāo)數(shù)理統(tǒng)計(jì)表 表1
統(tǒng)計(jì)指標(biāo)
地層
統(tǒng)計(jì)數(shù)n
最大值
MAX(MPa)
最小值
Min(MPa)
平均值(MPa)
標(biāo)準(zhǔn)差σ
變異系數(shù)δ
修正系數(shù)γs
標(biāo)準(zhǔn)值k MPa
④石灰?guī)r
17
50.23
26.35
34.15
4.81
0.14
0.91
30.90
④-1灰?guī)r角礫巖
13
54.89
28.63
38.17
8.64
0.22
0.86
34.18
說(shuō)明:試驗(yàn)的巖樣取鉆探孔完整巖石,實(shí)驗(yàn)值供參考。
2、溶洞充填物原位測(cè)試統(tǒng)計(jì)表 表2
統(tǒng)計(jì)指標(biāo)
地層
統(tǒng)計(jì)數(shù)n
最大值
MAX擊
最小值
Min擊
平均值 擊
標(biāo)準(zhǔn)差σ
變異系數(shù)δ
修正系數(shù)γs
標(biāo)準(zhǔn)值
k 擊
溶洞
(粘土夾礫石)
15
18
15
16.6
0.95
0.05
0.95
15.9
溶洞
(砂夾礫石土)
12
31
18
24.2
3.89
0.16
0.9
24.7
3、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔資料顯示,1#樓除9#、14#、31#、32#、36#、54#、56#取巖芯較完整外,其余孔都存在破碎巖石和破碎帶或軟弱夾層等不良地質(zhì)條件;4#、5#、10#、12#、13#、14#、15#、16#、18#、20#、21#、23#、24#、25#、26#、28#、30#、31#、32#、37#、38#、48#、50#、52#、60#、62#、63#、64#、65#、66#、67#等31個(gè)孔存在溶洞不良地質(zhì)作用。巖性情況詳見(jiàn)"鉆孔柱狀圖"。
4、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔資料顯示,2#樓都存在在破碎巖石和破碎帶或軟弱夾層等不良地質(zhì)條件;1#、2#、3#、4#、5#、7#、8#、10#、11#、12#、13#、15#、16#、17#、19#、20#、22#、26#、27#、29#、33#、39#、43#、44#、48#、49#、50#、51#、52#、58#、63#、64#等32個(gè)孔存在溶洞不良地質(zhì)作用。巖芯情況詳見(jiàn)"鉆孔柱狀圖"。
5、鉆孔在挖孔樁中心施工,樁端下部雖揭示有5m深巖石,但局部存在破碎或軟弱夾層等不良地質(zhì)現(xiàn)象。
6、1#和2#樓揭露63個(gè)孔的溶洞資料顯示,溶洞內(nèi)充填,無(wú)空洞,鉆孔進(jìn)尺較均勻、無(wú)落桿現(xiàn)象;充填物主要有硬塑狀粘土夾礫石和砂夾礫石土等。具體詳見(jiàn)"鉆孔柱狀圖"。
十、場(chǎng)地穩(wěn)定性和適宜性評(píng)價(jià)
根據(jù)詳勘報(bào)告,并查閱區(qū)域地質(zhì)資料和本次勘探結(jié)果,擬建場(chǎng)地?zé)o明顯的活動(dòng)斷裂構(gòu)造。場(chǎng)區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造為非活動(dòng)性的,總體判定場(chǎng)地是穩(wěn)定的。
場(chǎng)地內(nèi)雖有巖溶不良地質(zhì)現(xiàn)象,通過(guò)采取合適的地基基礎(chǔ)類(lèi)型和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施后,適宜本工程建設(shè)。
十一、巖土工程問(wèn)題分析及樁基設(shè)計(jì)參數(shù)
1、根據(jù)1#和2#樓樁孔底鉆孔揭露地層分析 1#和2#樓樁孔底巖石主要有④石灰?guī)r和④-1層灰?guī)r角礫巖,水平方向均勻性差,且均有不同程度的存在巖溶不良地質(zhì)現(xiàn)象,但充填物(硬塑狀態(tài)粘性土,中密~密實(shí)狀(少量稍密狀)砂礫土)性質(zhì)較好。
2、本次勘察孔孔口標(biāo)高以上巖土層仍參按原詳勘報(bào)告《馬崗集農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告》(詳勘,2014年6月29日)。
3、原設(shè)計(jì)人工挖孔樁樁端進(jìn)入④層石灰?guī)r或④-1層灰?guī)r角礫巖,且樁端下要求有一定厚度穩(wěn)定完整的巖石;根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)已挖孔現(xiàn)狀和本次勘探成果,終孔滿足此設(shè)計(jì)條件和有關(guān)規(guī)范的要求難度較大(樁端持力層厚度,相鄰樁孔底高差大等)。
4、根據(jù)本次樁基專項(xiàng)勘察及現(xiàn)有已有挖孔樁的實(shí)施情況,依據(jù)有關(guān)規(guī)范和地區(qū)經(jīng)驗(yàn),人工挖孔樁的設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)下表:
人工挖孔樁極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值參數(shù) 表3
層序及巖土名稱
人工挖孔樁
qsik(kPa)
qpk(kPa)
④層灰?guī)r
600
12000
④-1層灰?guī)r角礫巖
400
6000
巖溶充填物
(粘性土、砂礫土)
110*
3000*
注:帶有*值為經(jīng)驗(yàn)值。
十二、設(shè)計(jì)施工建議
1、考慮人工挖孔樁樁端巖性不均勻及存在有充填物(粘性土、砂礫土)的溶洞等,建議1#、2#樓采用樁筏基礎(chǔ),確?;A(chǔ)整體穩(wěn)定。
2、人工挖孔樁終孔條件,按樁長(zhǎng)控制為主,樁底巖性識(shí)別為輔;樁長(zhǎng)根據(jù)設(shè)計(jì)荷載和布樁及已有設(shè)計(jì)施工條件,參照表3設(shè)計(jì)參數(shù),按樁端處于不利條件取值;補(bǔ)樁及挖孔深度綜合確定。
3、挖孔樁在到設(shè)計(jì)深度時(shí),逐孔驗(yàn)收。
4、樁基施工,考慮已有樁成孔停工時(shí)間較長(zhǎng),以及可能增加相應(yīng)的樁,建議樁基施工考慮間跳施工,確保相鄰樁成孔安全和成樁質(zhì)量?,F(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)超過(guò)擬設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的樁孔,可采用先清除孔底淤土及沉渣后,用素混凝土填實(shí)至擬設(shè)計(jì)樁底處;然后根據(jù)設(shè)計(jì)擴(kuò)孔在樁底部需作相應(yīng)的處理,滿足樁底部受力均勻要求。
5、成樁可能性、施工條件和對(duì)環(huán)境的影響
人工挖孔樁:根據(jù)原詳勘報(bào)告,1#和2#樓區(qū)域土層依次為①雜填土、②粉質(zhì)粘土、③粉質(zhì)粘土;且土層覆蓋較淺僅6.80~14.50m;場(chǎng)地平整,通風(fēng)較好,施工可操作性較強(qiáng),質(zhì)量可靠、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等,由于該擬建區(qū)雜填土較厚,地勢(shì)臨山坡帶,存有一定量積水,在挖孔時(shí)需加強(qiáng)抽排水工作,確保成孔安全;做好施工方案的論證工作,確保人工挖孔過(guò)程安全;挖樁孔過(guò)程,遇到填充物為砂礫土段(含擴(kuò)孔)應(yīng)采取有效的護(hù)壁措施,確保安全。
6、其他
6.1未說(shuō)明部分可參考原詳勘報(bào)告《馬崗集農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告》(2014年6月29日)
6.2高層建筑應(yīng)進(jìn)行沉降觀測(cè)工作。
6.3樁孔終孔前需及時(shí)通知我司和詳勘勘察單位專業(yè)人員驗(yàn)孔。
參考文獻(xiàn):
[1]《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)(2009年版)
[2]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008);
[3]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011);
[4]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50202-2002)