建筑工程水文地質(zhì)條件勘察及標(biāo)準(zhǔn)范文

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摘要:基礎(chǔ)工程是建筑工程中的一個(gè)重要組成部分，其選型的合理與否直接影響到建筑工程的結(jié)構(gòu)安全與施工質(zhì)量。結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)該工程水文地質(zhì)條件的勘察進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并結(jié)合勘察結(jié)果，對(duì)該建筑工程基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了選擇，為類似建筑工程施工提供參考。

關(guān)鍵詞：建筑工程；水文地質(zhì)條件；勘察；基礎(chǔ)選型

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著人們生活水平的升高，人們對(duì)衣食住行提出了更高的要求，而建筑作為其中的一項(xiàng)，同時(shí)也作為保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，新時(shí)代下對(duì)建筑行業(yè)也提出了更高的要求，特別是建筑的施工要求。21世紀(jì)下不僅要求一棟建筑美觀大方，更重要的是質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。一座建筑的質(zhì)量好壞要從它的設(shè)計(jì)方案追溯起，建筑工程的設(shè)計(jì)方案好壞嚴(yán)重影響到了施工質(zhì)量。因此，在建筑工程施工前，必須要做好水文地質(zhì)條件的勘察工作，充分了解當(dāng)?shù)毓こ淌┕?chǎng)地的地質(zhì)層、水文層分布，為建筑工程基礎(chǔ)選型提供依據(jù)。

1工程概況

一項(xiàng)建筑工程有主樓、裙樓以及地下車庫組成，主樓樓高246m，一共58層；裙樓樓高26m，一共有6層；地下室一共2層。整個(gè)工程包括了主樓、裙樓以及外擴(kuò)地下室。主要擬定采用鋼筋混凝土聯(lián)合型鋼筋混泥土筒體結(jié)構(gòu)，荷重量約為195×104kN；裙樓和地下室擬采用鋼筋混泥土鋼架結(jié)構(gòu)，最大單柱荷載標(biāo)準(zhǔn)值為9×103kN，最大的柱間距離為8.4m×9.6m；整棟建筑室內(nèi)設(shè)置的高度為11.50m,室外設(shè)置的高度在11.00m和11.20m之間，地下室擬設(shè)置的高度為低于地面2.85m。建筑施工步驟為：先整平室外地坪，再開挖17.15m的主樓范圍基坑，最后是開挖14.75m的裙樓和外擴(kuò)地下室基坑。

2勘探工作量布置

工程勘察勘探點(diǎn)的設(shè)置地點(diǎn)、工程的勘探孔深度需要綜合考慮2大因素，第一因素是建筑物的特征和外形，第二因素是當(dāng)?shù)貛r土工程，勘探方法要經(jīng)過深思考慮，不應(yīng)當(dāng)直接使用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔。

2.1勘探點(diǎn)數(shù)量的設(shè)計(jì)和深度要求

2.1.1勘探點(diǎn)數(shù)量設(shè)計(jì)和位置設(shè)計(jì)

主樓、裙樓、地下室的勘探點(diǎn)分別設(shè)置在外圍框架和中心位置中、建筑物的周圍、柱網(wǎng)位置。除此之外，主樓、裙樓、地下室的勘探點(diǎn)設(shè)置的距離和深度要綜合考慮嵌巖樁的設(shè)定，主樓、裙樓、地下室的勘探點(diǎn)設(shè)置要符合2個(gè)要求，一是基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)，二是和地下水控制設(shè)計(jì)。按照上述勘探點(diǎn)的設(shè)置和布置位置要求，場(chǎng)地一共要設(shè)置43個(gè)勘探點(diǎn)，且這43個(gè)勘探點(diǎn)包含控制性鉆孔和一般性鉆孔。主樓的控制性和一般性分別為5個(gè)和4個(gè)；裙樓的控制性和一般性分別為10個(gè)和4個(gè)；地下室的控制性和一般性分別為8個(gè)和12個(gè)[1]。

2.1.2勘探孔的深度和設(shè)定要求

上述我們已提及勘探點(diǎn)設(shè)置的數(shù)量和布置要求，這里主要闡述勘探孔的深度和設(shè)定要求。主樓、裙樓、地下室的勘探點(diǎn)深度設(shè)置要求分別為：主樓滿足周圍足樁基本要求、裙樓滿足周圍足樁基本要求、地下室滿足基坑支護(hù)要求和足抗浮樁深度要求。根據(jù)上述主樓、裙樓、地下室的勘探點(diǎn)設(shè)置要求，勘探孔的深度要求具體為：(1)鉆孔的深度要結(jié)合當(dāng)?shù)氐貏?shì)地形，如工程主樓的控制性勘探點(diǎn)和一般性勘探點(diǎn)分別需要深入到地下20m和15m;(2)裙樓的控制性勘探點(diǎn)要深入到中風(fēng)化層中7m，裙樓的一般性勘探點(diǎn)要深入到中風(fēng)化層內(nèi)5m，并且規(guī)定，孔的深度不能低于31m；(3)外擴(kuò)地下室的控制性勘探點(diǎn)深入到中風(fēng)化層的6m,一般性勘探點(diǎn)需要深入到中風(fēng)化層的4m,并且孔的深度不低于30m。

2.2現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試工作量布置

2.2.1波速測(cè)試孔

主樓、裙樓和地下室波速孔的設(shè)置數(shù)量分別為主樓2個(gè)，裙樓2個(gè)，地下室1個(gè)，總共5個(gè)。其中主樓的2個(gè)孔主要是為了檢測(cè)巖土層剪切波速和壓縮波速而進(jìn)行全孔波速測(cè)驗(yàn)；裙樓和地下室則采用剪切波速測(cè)驗(yàn)。

2.2.2試驗(yàn)孔數(shù)量、孔深要求及動(dòng)力觸探試驗(yàn)孔的目的

按照工程所需，場(chǎng)地中一共要設(shè)置21個(gè)試驗(yàn)孔，21個(gè)試驗(yàn)孔的深度必須要達(dá)到第四紀(jì)覆蓋層。進(jìn)行觸探試驗(yàn)孔的目的是要查明場(chǎng)地中底下層泥土的性質(zhì)。

2.2.3承壓含水層水頭觀測(cè)孔

在場(chǎng)地內(nèi)要設(shè)置5個(gè)足夠深度的觀測(cè)孔測(cè)定承壓含水層水頭。

3場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)布局情況

3.1場(chǎng)地工程地質(zhì)情況

3.1.1場(chǎng)地地形要求

進(jìn)行施工的工程場(chǎng)地舊貌是學(xué)校和酒店的用地，現(xiàn)已全部拆除，地形為高程在10.58~12.16m的平坦地面。主要包括2種地貌，一是階地地貌，二是古河道漫灘地貌。

3.1.2施工場(chǎng)地巖土層分布

經(jīng)過勘探和測(cè)試以及泥土試驗(yàn)。以下簡(jiǎn)要介紹圖1中每一土質(zhì)層的詳細(xì)信息。

（1）在①的所有區(qū)域：-1層中含有大量的破碎磚塊和瓦礫，占了整個(gè)土層的50%~70%之間，填土?xí)r間在5年以上，除此之外，部分區(qū)域含有大量垃圾，深度為1.1~1.7m之間；-2層含有少量的磚塊和瓦礫，土質(zhì)較-1層細(xì)膩，填土?xí)r間在10年以上，距離地面1.1~3.8m之間。-2a層填土為黑褐色，埋藏有大量的腐敗植物以及各種工程垃圾，如螺絲釘?shù)?，因?yàn)槁裼写罅康母瘮≈参锏木壒?，泥土散發(fā)腥臭味。距離地面大約4.7m，厚度為0.4m。

（2）在②的所有區(qū)域：-1層因?yàn)橛兴莸木壒誓嗤脸尸F(xiàn)光澤，且質(zhì)地較軟，距地地面大約2.7~7.5m之間，厚度在0.5~3.1m之間；-1a層泥土呈現(xiàn)密集狀，有紋理，距離地面2.9~6.7m之間，厚度0.5~3.2m之間；-2層主要為灰色土層，土層切面有光澤，土質(zhì)干軟，距離地面5.1~9.2m之間，厚度1.1~13.7m之間；-3層土層有光澤，呈現(xiàn)黃灰色，土質(zhì)韌性較好，距離地面13.2~19.8m之間，厚度1.2~11.6m之間。

（3）在③的所有區(qū)域，-1層參雜粘土，有少許的鐵錳氧化物，因此泥土呈現(xiàn)和黃色混雜灰綠色。距地面3.3~18.5m之間，厚度0.7~8.6m之間；-2層切面有光澤，泥土質(zhì)地和顏色如-1層，距離地面6.8~23.5m之間，厚度0.7~6.1m之間；-3層土質(zhì)密實(shí)狀，有紋理，為黃灰色雜土，距離地面9.3~20.3m之間，厚度0.6~4.7m之間；-4層土質(zhì)和顏色如-3層，距離地面10.1~25.6m之間，厚度0.4~8.9m之間；-5層泥土顏色如-4層，但泥土質(zhì)地較硬，部分地區(qū)含有細(xì)砂，距離地面10.5~33.2m之間，厚度0.6~7.7m之間。

（4）④區(qū)域填土質(zhì)地改變較大，泥土質(zhì)地軟，但含有少量的粗砂子，且分布不均勻，含量為5%~25%，粗砂直徑在2~8cm之間，主要粗砂為石英石、石英砂等。距離地面12.8~33.9m，厚度0.3~4.6m之間。

（5）在⑤的所有區(qū)域：-1層土質(zhì)由于風(fēng)化嚴(yán)重沒有結(jié)構(gòu)紋理，主要為砂質(zhì)土，部分區(qū)域含有巖塊，但與水容易變軟，距離地面16.9~34.7m之間，厚度0.4~3.9m之間；-2層泥土顏色和-1層泥土顏色相差大，主要為紫棕色泥土，含有碎石、砂巖等，距離地面19.2~37.4m之間。-3層泥土顏色如-2層，質(zhì)地較-2層軟，含有軟巖，遇水變軟，距離地面19.2~37.4m之間。

3.2場(chǎng)地水文地質(zhì)情況

3.2.1場(chǎng)地地表水

經(jīng)過勘探和調(diào)查了解之后，施工場(chǎng)地范圍內(nèi)沒有地表水。

3.2.2場(chǎng)地地下水

經(jīng)過調(diào)查和研究，施工場(chǎng)地主要包含3層地下水層，一是潛水層，二是承壓水層，三是基巖裂隙水層。他們的具體分布如下：

(1)潛水層。施工場(chǎng)地的潛水層主要由人工填土和漫灘軟弱構(gòu)成。人工填土層主要包含的雜質(zhì)有：在①區(qū)域中，-1層泥土松散，-2a泥土粘淤，-2泥土松軟，填料雜亂，這一層中含有大量的瓦礫、磚塊，孔隙大因而透水性較好，雨季時(shí)出水量比干旱期大[1-2]。漫灘相軟弱土層，在②的范圍內(nèi)，-1a含水量高且泥土粘稠，屬弱透水層；-1層粘土層；-2層粘土淤泥層；-3層粘土，透水性弱層。7~8月份是當(dāng)?shù)氐叵滤蛔罡叩募竟?jié)，12月份到第二年的3月份是當(dāng)?shù)氐叵滤蛔畹偷募竟?jié)，野外的勘察時(shí)間是2007年的9~11月份和2008年的8~9月份，從施工場(chǎng)地每個(gè)鉆孔和當(dāng)?shù)亻_挖的水坑實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)來看，當(dāng)?shù)氐叵滤宦癫剌^淺，自然地面下一般在0.7~1.7m之間，高度大約為9.63~10.47m之間，平均水位高度為10.20m。當(dāng)?shù)販\層水主要為自然降雨和當(dāng)?shù)厣钣盟?，流失方法為蒸發(fā)排泄和側(cè)向滲泄。當(dāng)?shù)氐牡叵滤皇请S著季節(jié)而變化的，每年的變化幅度在50~100cm之間。

(2)承壓水。當(dāng)?shù)厥┕?chǎng)地地下承壓水主要有2層：①第1層承壓水：第1層承壓水集中在西半部，在③區(qū)域內(nèi)，-3層粉土和粘土結(jié)合成含水層，且這一層透水性能好。-1層和-2層分別是是硬塑粘土和可塑粘土，這2層透水性一般，-1層和-2層又同時(shí)和-3層粘土相接；-4層是質(zhì)地軟的可塑粘土，透水性一般，同時(shí)和粉質(zhì)粘土的④層相接。本次勘察在A5、A9、A13、A16波速孔中量測(cè)了承壓水頭，承壓水頭距離地面2~2.9m，高程9.06~9.38m之間，平均水頭高程為9.20m，當(dāng)?shù)厮奖容^穩(wěn)定，但一般在雨期水位會(huì)有所提高，每年的變化幅度大約0.5m。該含水層補(bǔ)給和排泄分別是側(cè)向徑流和上層孔隙水越流補(bǔ)給、側(cè)向徑流方式排泄。②第2層承壓水：第2層承壓水由砂質(zhì)土混合粘土的④層組成含水層。因?yàn)槟嗤林泻写罅看稚埃虼送杆透凰暂^好。在③區(qū)域內(nèi)，-4粘土層和-5粘土層相連，-4粘土層和-3層粉質(zhì)相互參雜；第2層承壓水地下水位比較深，東半部和西南部水位相反，東深西南淺。承壓水頭埋深在地面下2.51~3.07m之間，每年的水位變化幅度為0.5m。補(bǔ)給方式和排泄方式和上述第1層承壓水層一致。

(3)基巖裂隙水。經(jīng)過實(shí)地調(diào)查和研究，當(dāng)?shù)貨]有斷裂通過，下伏巖體保持完好，富水性和透水性較差，地下水量比較貧瘠，經(jīng)過調(diào)查，僅僅在部分風(fēng)化層縫隙中發(fā)現(xiàn)有少許地下水。資料顯示，當(dāng)?shù)氐膯尉克拷?jīng)常是干井狀態(tài)。風(fēng)化層縫隙中少許水的主要來源上層覆蓋層滲透補(bǔ)給，但由于裂縫和分布不均等因素影響，往往是徑流不暢，且呈現(xiàn)多變性。這一層水排泄的主要方法是滲入其他地層。

4場(chǎng)地和地基的抗震度分析

4.1場(chǎng)地抗震性

根據(jù)當(dāng)?shù)靥钔恋目拐鹆讯龋枰O(shè)置相應(yīng)的地震加速度。如當(dāng)?shù)乜拐鸱懒讯葹棰鞫龋O(shè)計(jì)的基本地震加速度就為0.1g。擬在古河道漫灘和階地之間建設(shè)場(chǎng)地，每一層地基土有明顯差異，由于當(dāng)?shù)毓藕拥缆┑牡紫峦临|(zhì)主要是濕潤(rùn)的軟土，按文獻(xiàn)判斷當(dāng)?shù)乜拐鹦圆頪3]。

4.2場(chǎng)地波速孔波速設(shè)置

在場(chǎng)地中設(shè)置了5個(gè)速度為141~204m/s的鉆孔波速檢測(cè)，場(chǎng)地泥土厚度大約在15.8~35.6m之間，擬建設(shè)屬Ⅱ類場(chǎng)地。結(jié)合當(dāng)?shù)赝翆樱梢源_定地震作用計(jì)算所用的設(shè)計(jì)特征周期值為0.40S。

5場(chǎng)地基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)

本次施工項(xiàng)目三者合一的工程，即主樓、裙樓、地下室合為一體的工程，地下室上方無建筑物，這樣的建筑工程往往荷載量大，因此對(duì)建筑地基的要求很高。由于天然地基土的強(qiáng)度不能夠支撐底層上面的建筑物，因此設(shè)計(jì)鉆孔灌注樁基礎(chǔ)方案[4]。

5.1主樓、裙樓、地下室的樁基礎(chǔ)持力層

5.1.1主樓持力層的選用

主樓比較高，對(duì)荷載量要求高，要求單樁豎向承載力達(dá)到荷載量的要求，從施工場(chǎng)地的土質(zhì)層來看，我們建議采用第⑤-3層作為樁端持力層。

5.1.2裙樓持力層的選用

裙樓高26m，和主樓相比，它的荷載量要求比較低，因此建議以⑤-2層作為持力層。

5.1.3地下室持力層的選用

由于本工程中地下室比較大，且上層沒有建筑，建筑和覆蓋層重量低于地下水浮力，因此，地下室要設(shè)置抗拔樁，以抵制水浮力的抗拔力。結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)和建筑經(jīng)驗(yàn)，地下室的樁端持力層應(yīng)當(dāng)和裙樓相同，同時(shí)，地下室抗拔樁應(yīng)當(dāng)要深入到中風(fēng)化層中，即以表2中⑤-2層作為樁端持力層[5]。

5.2單樁承載力估算

結(jié)合工程，估測(cè)鉆孔灌注樁單樁豎向極限承載力，以A9、A5、A6、A34波速孔為例，估測(cè)鉆孔灌注樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值見表2。

6結(jié)語

綜上，在施工之前對(duì)施工場(chǎng)地的地質(zhì)水文進(jìn)行勘察和調(diào)查，有利于工程建設(shè)的順利開展，對(duì)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)水文進(jìn)行勘察，有利于確保建筑的穩(wěn)定和安全，對(duì)建筑順利進(jìn)行發(fā)揮著重大作用，因此，建筑在施工之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)水文進(jìn)行詳細(xì)的勘察和記錄，為后期建筑的施工提供參考價(jià)值。除此之外，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)水文，要設(shè)置一套合理且能夠施行的施工方案，確保建筑工程的安全穩(wěn)定進(jìn)行，保障施工建筑的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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作者：李雙英 單位：廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì)