開封宏進農(nóng)副產(chǎn)品國際物流中心地基勘察設計

楊 倩 妮

(河南洛陽機械工業(yè)第四設計研究院有限公司，河南 洛陽 471039)

開封宏進農(nóng)副產(chǎn)品國際物流中心地基勘察設計

楊 倩 妮

(河南洛陽機械工業(yè)第四設計研究院有限公司，河南 洛陽 471039)

運用鉆探取樣、靜力觸探試驗、標準貫入試驗和室內(nèi)試驗等手段，對開封宏進農(nóng)副產(chǎn)品國際物流中心施工場地的工程地質概況進行了總結與描述，并擬定了地基處理的方案，包括天然地基或換填墊層淺基礎方案和復合地基淺基礎方案。

地基處理，勘察方法，工程地質，方案

1 工程概況

開封宏進農(nóng)副產(chǎn)品國際物流中心場地位于開封市禹王臺區(qū)南郊鄉(xiāng)，馬家河南岸，西柳林村南側，西林公墓以東，310國道的南北兩側。

根據(jù)GB 50007—2011建筑地基基礎設計規(guī)范規(guī)定，判定擬建建筑物地基基礎設計等級為丙級。本文的主要研究目的和內(nèi)容為：

1)查明建筑范圍內(nèi)各層地質結構、巖土類型、厚度、深度及工程特性，分析和評價地基的穩(wěn)定性、均勻性和承載力；提供工程技術參數(shù)；

2)對場地類別進行劃分；查明有無可液化的地層，對地層液化可能性做出評價；

3)對地基基礎方案進行分析、論證，對天然地基進行評價；對復合地基方案提出建議，提供復合地基設計參數(shù)。

2 勘察方法

2.1 原位測試

本次勘探采用了兩種原位試驗：靜力觸探試驗和標準貫入試驗(N)。靜力觸探主要采用NKC5090TCT型靜力觸探車，探頭采用雙橋探頭，使用便攜計算機處理資料數(shù)據(jù)。沖填塘內(nèi)部分勘探點采用輕便觸探機，單橋探頭，便攜計算機處理資料數(shù)據(jù)。標準貫入試驗孔均采用回轉鉆進、泥漿護壁，并保持孔內(nèi)水位略高于地下水位，鉆至試驗深度以上15 cm處，清除孔底殘土后再進行試驗，采用自動落錘法進行錘擊，貫入器打入土中15 cm后，開始記錄每打入10 cm的錘擊數(shù)，累計打入30 cm的錘擊數(shù)為標準貫入試驗的N值。

2.2 室內(nèi)試驗

2.2.1 鉆探及取樣

本次勘察鉆探采用DPP-100型汽車鉆機2臺和100型液壓鉆機2臺，全部采用回轉鉆進。地下水位以上進行干鉆，地下水位以下采用泥漿護壁。不擾動土樣采用薄壁取土器靜壓取土，擾動樣由標準貫入試驗巖芯采取。

2.2.2 試驗內(nèi)容

本次勘察室內(nèi)試驗包括土樣的常規(guī)試驗、直剪、顆粒分析試驗、水質分析和土易溶鹽含量試驗等。

3 場地工程地質條件

3.1 地層結構

3.2 環(huán)境工程地質及不良地質作用

根據(jù)區(qū)域地質資料，擬建場地及其附近地勢平緩，不存在滑坡、崩塌、泥石流、巖溶、采空區(qū)和因城市或工業(yè)區(qū)抽水而引起區(qū)域性地面沉降等不良地質作用。另外，場區(qū)無防空洞分布。場地內(nèi)分布有未回填的魚塘和土坑以及沖填的魚塘與挖砂坑，設計和施工時需做好相應的處理工作。

4 地基基礎方案

4.1 天然地基或換填墊層淺基礎方案

根據(jù)建筑的結構特征，擬建建筑物為1層～6層，剛架或框架結構，單柱荷重900 kN～3 000 kN，基礎埋深-2.0 m，擬采用天然地基或地基處理方案。根據(jù)場地情況，擬建建筑物±0.00標高按72.0 m考慮，基礎埋深按±0.00下2.0 m計算，則基底標高為70.00 m。

4.1.1 天然地基方案

當采用天然地基方案時，基礎持力層為①,①-1,②,②-1,③層，局部為④層或④-1層。A區(qū)的東北部局部基礎架空，需墊方,①,①-1層不能作基礎持力層。②層,②-1層基底下的厚度一般較小，當其下為③層時，建議按③層承載力進行基礎設計；當其下為④層時，可按④層承載力進行基礎設計；當其下為④-1層時，可按②層、②-1層承載力進行基礎設計。

4.1.2 換填墊層淺基礎

對于基底下有①,①-1層分布的建筑物和需墊方的建筑物，不能直接采用天然地基淺基礎方案，需對基底下的①,①-1層作換填和回填處理，基礎采用墊層上的淺基礎方案。其他建筑物也可對基底下的②,②-1,③層進行換填處理，基礎采用墊層的淺基礎方案。

墊層材料可選用素土、灰土、砂石均可。其壓實系數(shù)應不小于0.94～0.97(具體情況應根據(jù)有關規(guī)范規(guī)定執(zhí)行)。墊層的承載力特征值應通過現(xiàn)場靜載試驗確定。初步設計時，素土墊層的承載力特征值可取140 kPa。

根據(jù)GB 50007—2011建筑地基基礎設計規(guī)范的有關規(guī)定，對②，②-1,③,④層的承載力特征值按下式進行深度修正：

fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)

(1)

式中符號含義詳見GB 50007—2011第5.2.4條之規(guī)定。

②層，d=2.0 m，ηd=2.0，γm=19 kN/m3，計算fa=177 kPa。

②-1層，d=2.0 m，ηd=2.0，γm=19 kN/m3，計算fa=167 kPa。

③層d=2.0 m，ηd=1.0，γm=19 kN/m3，計算fa=118.5 kPa。

④層，d=2.0 m，ηd=1.5，γm=19 kN/m3，計算fa=152.8 kPa。

④-1層，d=2.0 m，ηd=2.0，γm=19 kN/m3，計算fa=187 kPa。4.2 復合地基淺基礎方案評價

本場地地基淺部的③層和⑤層為較濕軟的黏性土，其對水泥攪拌樁的處理質量影響較大，不易達到設計要求。若采用水泥攪拌樁或CFG樁加固地基，需要選用有經(jīng)驗的施工隊伍進行施工，并按有關規(guī)范要求作好質量檢驗工作。水泥土攪拌法復合地基樁基設計參數(shù)如表1所示。

表1 水泥土攪拌法復合地基樁基設計參數(shù)一覽表

本工程建議采用CFG樁進行地基處理。基礎采用剛性樁復合地基上的獨立基礎。剛性樁可直接在基礎下布樁，可采用正方形或正三角形布樁方案，樁間距不小于3倍樁徑。樁徑可取400 mm，樁長6.0 m左右，以⑥粉砂或⑥-1粉土為樁端持力層。樁基設計參數(shù)建議如表2所示。

表2 樁基設計參數(shù) kPa

CFG樁復合地基的設計、施工、檢驗等應嚴格按有關規(guī)范要求進行。其承載力應通過現(xiàn)場單樁或多樁復合地基靜載試驗確定。

設計時CFG樁復合地基承載力特征值可按下式估算:

(2)

式中各符號的意義詳見JGJ 79—2002建筑地基處理技術規(guī)范中第9.2.5條。

Ra按下式計算：

Ra=qpAp+Up∑qsili

(3)

并滿足fcu≥3Ra/Ap。

式中符號意義詳見JGJ 79—2002建筑地基處理技術規(guī)范中第9.2.6，9.2.7條。

樁施工結束后，應在基礎和樁之間設置褥墊層，其材料可選用中砂、粗砂、級配砂石等，最大粒徑不宜大于20 mm。褥墊層厚度可取200 mm～300 mm。

采用復合地基方案時，對于基底以下有填土或沖填土分布地段和墊方地段，在樁施工前應用素土墊層進行換填或回填，其壓實質量應滿足有關規(guī)范要求。

若采用正三角形布樁，樁間距取1.2 m，樁徑400 mm(置換率m=0.1)，以83號和534號孔為例，樁長取7 m，則Ra=239 kN和228 kN，fcu≥5.7 MPa。

樁間土為③層和素土墊層，β取0.75和0.8，經(jīng)估算，復合地基承載力特征值為：fspa=251 kPa和282 kPa。

采用上述方法進行地基處理后，復合土層的復合模量如表3所示。

表3 復合模量建議值表 MPa

4.3 樁基礎分析評價

根據(jù)勘察結果，⑥層粉砂夾粉土為較好的樁端持力層。由于該層埋深較淺，且局部有相對軟弱的⑥-1層，均勻性不太好。因此，本場地較適合采用樁長易于控制，且對持力層具有較好的加固作用的載體樁基礎方案。

載體樁由干硬性混凝土及填充料等經(jīng)細長錘夯擴形成復合載體，其設計、施工應嚴格按有關規(guī)范要求進行。樁的間距不宜小于1.6 m。復合載體下有軟弱土層時，應對其承載力進行驗算。單樁承載力特征值宜通過靜載試驗確定。初步設計時可按下式估算：

Ra=fa·Ae

(4)

其中，Ra為單樁豎向承載力特征值；fa為經(jīng)深度修正后的載體樁持力層地基承載力特征值,kPa；Ae為載體等效計算面積，取2.5 m2。

5 結論與建議

1)擬建場地地形平坦，地貌單元屬黃河沖積平原。場地地基土層主要為沖積作用形成的第四系全新統(tǒng)的粉土、粉質黏土及砂層。

2)擬建場地無影響建筑安全的較大的不良地質作用，場地地基穩(wěn)定。該場地適宜建筑地基為不均勻地基。

3)擬建建筑物可采用天然地基或換填墊層淺基礎方案，也可采用CFG樁復合地基淺基礎方案或載體樁基礎方案。

4)擬建建筑物應根據(jù)有關規(guī)范要求做相應檢驗、監(jiān)測工作。

[1] GB 50007—2011,建筑地基基礎設計規(guī)范[S].

[2] GB 50021—2001,巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)[S].

[3] GB 50011—2010,建筑抗震設計規(guī)范[S].

[4] GB 50223—2008,建筑工程抗震設防分類標準[S].

The foundation survey design of Kaifeng Hongjin agricultural and sideline products international logistics center

Yang Qianni

(HenanLuoyangMachineryIndustryFourthDesignandResearchInstituteLimitedCompany,Luoyang471039,China)

Using the boring sampling, static cone penetration test, standard penetration test and indoor tests and other means, this paper summarized and described the engineering geology survey of Kaifeng Hongjin agricultural and sideline products international logistics center construction site, and prepared the foundation treatment program, including natural foundation or cushion shallow foundation and composite shallow foundation scheme.

foundation treatment, survey treatment, engineering geology, scheme

2015-01-23

楊倩妮(1989- )，女，助理工程師

1009-6825(2015)10-0084-03

TU470

A