珠海“智慧空間”項(xiàng)目場地工程地質(zhì)特性及基坑設(shè)計(jì)

林偉明

摘要：擬建場地地貌類型為濱海平原地貌，經(jīng)人工圍墾填土造陸平整而成，屬構(gòu)造基本穩(wěn)定區(qū)，場地土類型屬軟弱（場地）土，花崗巖全、強(qiáng)、中風(fēng)化層，均具有較高的強(qiáng)度及較小變形的特點(diǎn)，地基均勻性較好，是勘察區(qū)內(nèi)良好的樁基礎(chǔ)持力層，建議采用真空—堆載聯(lián)合加壓排水固結(jié)法對用地范圍進(jìn)行全面的地基處理，基坑支護(hù)與開挖方式西、南、東三側(cè)建議采用格柵式水泥攪拌樁對基坑外側(cè)一定范圍內(nèi)土體進(jìn)行加固構(gòu)筑重力式支擋結(jié)構(gòu)和止水帷幕同時(shí)采取直接放坡的方案。

關(guān)鍵詞：珠?！爸腔劭臻g”項(xiàng)目；工程地質(zhì)特性；地基處理；基坑設(shè)計(jì)

1.地質(zhì)概況

擬建場地位于珠海市橫琴新區(qū)港澳大道南側(cè)，致新道東側(cè)，巖土工程勘察等級為甲級，場地地貌為濱海平原地貌，現(xiàn)狀經(jīng)人工填土圍墾造陸而成。珠海區(qū)域在地質(zhì)構(gòu)造上位于五桂山隆起之南側(cè)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，自侏羅紀(jì)以來，經(jīng)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，中生代巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，酸性巖漿侵入遍布全區(qū)，新生代伴以小規(guī)模的基性巖漿侵入。區(qū)域斷裂主要有北西向和北東向兩組，其次為北北東向和北東東向。地下水主要賦存于人工填土的沖填土（細(xì)砂）層①及海陸交互相沉積的礫砂層④中。其中沖填土（細(xì)砂）層①為孔隙潛水，不具承壓性；礫砂層④為孔隙水，具弱承壓性。另外，場地下部花崗巖風(fēng)化裂隙帶中還賦存基巖網(wǎng)狀風(fēng)化裂隙水，具弱承壓性。

2.巖土單元（層）性質(zhì)

按地質(zhì)年代、成因類型和巖性來劃分，本次鉆探揭露土（巖）層自上而下可分為人工填土層（Q4ml）、海陸交互相沉積層（Q4mc）和燕山三期花崗巖層（γ52-3）。

（1）雜填土①1

土灰、灰黑、土黃等色，主要由淤泥質(zhì)土、建筑垃圾及石英砂等混雜堆填而成，局部含少量花崗巖碎塊石，巖性松散狀，濕，欠壓實(shí)。該層為勘察前期新近回填。該層主要分布于場地中北側(cè)，本次勘察共41個(gè)鉆孔有揭露，厚度0.60m～ 2.80m，平均厚度1.41m。層底標(biāo)高-0.96m～3.01m。

（2）沖填土（細(xì)砂）①2

土灰、灰黑色，經(jīng)人工吹填而成，主要成分為石英質(zhì)粉細(xì)砂，含少量淤泥質(zhì)和貝殼碎屑，飽和，松散。填土吹填時(shí)間約1～2年。該層于場地內(nèi)分布普遍，本次勘察各鉆孔有揭露，厚度0.80m～5.30m，平均厚度2.40m。層底標(biāo)高-3.73m～1.80m。

（3）淤泥②

灰黑色，具腐臭味，質(zhì)較純，手拈滑膩，偶含貝殼碎屑及少量石英粉細(xì)砂，飽和，流塑。該層以淤泥為主，局部相變?yōu)橛倌噘|(zhì)土。該層于場地內(nèi)分布普遍，本次勘察各鉆孔均有揭露，厚度26.30m～44.00m，平均厚度34.62m。層底標(biāo)高-43.12m～-25.22m。

（4）粉質(zhì)粘土③

土灰黃、土灰、黃綠、土黃等色，巖芯長條狀，刀切面較光滑，稍有光澤，很濕，可塑。該層在場地內(nèi)分布較普遍，本次勘察除ZK15、ZK16、ZK20、ZK24、ZK25、ZK34、ZK35、ZK77共8個(gè)鉆孔缺失外，其余70個(gè)鉆孔均有揭露，厚度2.00m～ 20.10m，平均厚度9.04m。層底標(biāo)高-52.36m～-35.34m。

（5）礫砂④

土灰白、土灰、灰黑、土灰黃等色，組分為石英砂，次棱角狀，分選性差，級配良好，飽和，稍密～中密。該層以礫砂為主，局部為中粗砂。該層于場地內(nèi)分布較普遍，本次勘察除ZK10～ZK13、ZK23、ZK41、ZK50、ZK60、ZK70共9個(gè)鉆孔缺失外，其余69個(gè)鉆孔均有揭露，厚度1.40m～11.80m，平均厚度6.93m。層底標(biāo)高-54.60m～-37.45m。

（6）全風(fēng)化花崗巖⑤

土黃、肉紅、淺肉紅、黃綠等色，巖芯土柱狀，原巖結(jié)構(gòu)可辨，組分主要為粘土、石英及少量長石碎屑，礫石含量約26%，很濕，硬塑～堅(jiān)硬。巖石堅(jiān)硬程度為極軟巖，巖體完整程度極破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ類。該層于場地內(nèi)分布較普遍，本次勘察除ZK77、ZK78兩鉆孔缺失外，其余各鉆孔均有揭露，厚度1.00m～15.20m，平均厚度6.85m。層頂標(biāo)高-54.60m～-35.34m，層底標(biāo)高-64.31m～-39.84m。

（7）強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑥

土黃、肉紅、淺肉紅、黃綠等色，巖芯半巖半土狀，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，手捏易散，原巖結(jié)構(gòu)清晰，組分主要為石英、長石及少量粘土，干鉆難鉆進(jìn)。巖石堅(jiān)硬程度為軟巖，巖體完整程度破碎，巖體質(zhì)量等級為Ⅴ類。該層在場地西側(cè)及南側(cè)分布較普遍，東北側(cè)ZK9～ZK13、ZK18～ZK23、ZK28～ZK32、ZK40～ZK43、ZK50、ZK76～ZK78共24個(gè)鉆孔缺失，西側(cè)、南側(cè)剩余54鉆孔均有揭露，厚度1.60m～14.30m，平均厚度5.51m；層頂標(biāo)高為：-64.31m～-46.06m。

（8）中風(fēng)化花崗巖⑦

淺肉紅、黃綠色，礦物成分主要為石英、長石及云母，中粗粒結(jié)構(gòu)，巖芯以碎塊～短柱狀為主，局部為柱狀。錘擊聲脆，RQD以較差的～差的為主，局部為較好的～好的。巖石堅(jiān)硬程度為較軟巖，巖體完整程度較破碎～破碎，巖體質(zhì)量等級為Ⅴ類。該層在場地內(nèi)分布普遍，本次勘察各鉆孔均有揭露，厚度均未揭穿，揭露厚度3.10m～8.50m，平均厚度4.93m；層頂標(biāo)高為：-76.72m～-37.45m。

3.巖土工程分析與評價(jià)

3.1場地穩(wěn)定性、適宜性評價(jià)

根據(jù)《珠海區(qū)域地質(zhì)綜合調(diào)查報(bào)告》（1∶50000），場地屬地質(zhì)構(gòu)造基本穩(wěn)定區(qū)。根據(jù)鉆孔揭露，場地范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯的全新世活動(dòng)斷裂構(gòu)造痕跡，尚未發(fā)現(xiàn)土洞、塌陷。場地地形開闊平坦，亦不存在滑坡、泥石流、崩塌等災(zāi)害地質(zhì)現(xiàn)象。場地所處區(qū)域近年屬弱震區(qū)，發(fā)生強(qiáng)震的可能性小。場地分布松散吹填土層，填土層下分布淤泥類軟土層，為不穩(wěn)定土體，在自然條件下場地地基穩(wěn)定性差；但可采用樁基或地基處理等工程措施得以解決。因此在采取相應(yīng)的工程措施后，基本適宜本工程建設(shè)。

3.2各地基土均勻性及地基穩(wěn)定性評價(jià)

根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)及現(xiàn)場原位測試結(jié)果，結(jié)合各層巖土層的野外特征，對各巖土層的均勻性及地基穩(wěn)定性綜合分析評價(jià)如下：

雜填土①1：欠壓實(shí)、松散狀，堆填材料雜亂，厚度變化較大，均勻性及工程性能均較差。未經(jīng)處理，不能直接作為擬建建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)持力層。地基穩(wěn)定性差。

沖填土①2：主要為石英粉細(xì)砂組成，含少量淤泥質(zhì)及貝殼碎屑，松散狀，均勻性及工程性能均較差。該層在7度地震烈度時(shí)會(huì)發(fā)生輕微～中等砂土液化現(xiàn)象，未經(jīng)處理，不能直接作為擬建建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)持力層。地基穩(wěn)定性差。

淤泥②：屬高壓縮土、具觸變性，工程性能差，欠固結(jié)，建議對場地進(jìn)行軟基處理，該層不能作為擬建建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)持力層。地基穩(wěn)定性差。

粉質(zhì)粘土③：屬中高壓縮性，工程性能差，于場地分布較連續(xù)，厚度變化較大，不能作為擬建建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)持力層。地基穩(wěn)定性一般。

礫砂④：稍密～中密狀，于場地較普遍分布。厚度變化大，均勻性一般，工程性能一般，透水性強(qiáng)?？煽紤]作為一般性擬建建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)持力層。地基穩(wěn)定性一般。

全風(fēng)化花崗巖⑤：巖芯呈土柱狀，強(qiáng)度較高，工程性能較好，于場地中下部分布較穩(wěn)定，厚度較大，可考慮作為擬建建（構(gòu)）筑物的預(yù)制樁基礎(chǔ)持力層。地基穩(wěn)定性較好。

強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑥：巖芯呈土柱狀、半巖半土狀，局部風(fēng)化不均勻，強(qiáng)度較高，工程性能好，于場地中下部分布較穩(wěn)定，局部地段厚度較大。地基穩(wěn)定性較好?？煽紤]作為擬建建（構(gòu)）筑物的樁基礎(chǔ)持力層。

中風(fēng)化花崗巖⑦：巖芯碎塊～短柱狀，巖質(zhì)較堅(jiān)硬，風(fēng)化裂隙稍發(fā)育，于場地內(nèi)分布穩(wěn)定，厚度較大，是鉆（沖、旋挖）孔灌注樁的良好持力層。可考慮作為高層建筑物的基礎(chǔ)持力層。地基穩(wěn)定性好。

根據(jù)場地各巖土層分布情況和地基土物理力學(xué)特性綜合分析，勘察區(qū)上部的雜填土層、沖填土（細(xì)砂）、淤泥、粉質(zhì)粘土、礫砂層均屬不均勻地基土?？辈靺^(qū)下部的燕山期花崗巖全、強(qiáng)、中風(fēng)化層，均具有較高的強(qiáng)度及較小變形的特點(diǎn)，地基均勻性較好，是勘察區(qū)內(nèi)良好的樁基礎(chǔ)持力層?？筛鶕?jù)承載力要求選擇不同樁型及不同地層作基礎(chǔ)持力層。

4.地基處理分析及基礎(chǔ)選型建議

4.1地基處理分析

場地第四紀(jì)地層厚度較大，表層填土層下廣布厚層淤泥類軟土層，厚度大，工程性質(zhì)差，具高壓縮性和觸變性，在上部荷載的作用下易產(chǎn)生較大沉降。根據(jù)地基最終沉降量和完成時(shí)間的估算，在自然狀態(tài)下，最終沉降量較大，固結(jié)沉降時(shí)間較長，僅靠淤泥自然固結(jié)沉降在時(shí)間上很難滿足本工程建設(shè)需要。無論建筑區(qū)及非建筑區(qū)，軟土固結(jié)沉降對工程的影響不容忽視。因此，建議對場地進(jìn)行地基處理。通過地基處理以改善地基土的巖土性質(zhì)，提高地基土的強(qiáng)度，既能控制地下室以外地坪、道路的不均勻沉降，同時(shí)還可大大提高場地和地基穩(wěn)定性。針對軟基處理，目前珠海地區(qū)主要采用的軟基處理方法有如下幾種：排水固結(jié)法、深層攪拌樁法、高壓旋噴注漿法。根據(jù)場地地質(zhì)條件和現(xiàn)狀，建議對場地采用真空-堆載聯(lián)合加壓排水固結(jié)法對場地進(jìn)行全面的地基處理。

4.2基礎(chǔ)選型建議

擬建場地表層為雜填土和沖填土（細(xì)砂）層，部分場地經(jīng)基坑開挖后，坑底土層主要為淤泥層，局部為沖填土（細(xì)砂）層。上述土層地基承載力與擬建建筑物對地基承載力要求差距較大，不適宜采用天然地基。若采用淺基礎(chǔ)，必須對軟弱地層進(jìn)行地基處理，但因人工處理構(gòu)筑的復(fù)合地基承載力一般不高，在荷載要求較大或?qū)ψ冃我筝^高的情況下必須加大建筑物基礎(chǔ)的尺寸或者采用筏板或箱型基礎(chǔ)，從經(jīng)濟(jì)角度和工期等因素考慮均不合算。根據(jù)擬建建筑物場地內(nèi)地層情況和建筑物上部的荷載要求，從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)角度考慮建議各擬建建筑物基礎(chǔ)選型如下：

（1）建議各擬建建筑物采用PHC預(yù)制樁基礎(chǔ)，根據(jù)荷載大小及上部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇以全、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層作為樁端持力層，樁端應(yīng)盡量進(jìn)入花崗巖風(fēng)化層一定深度?？刹捎忙?00或以上樁徑預(yù)制樁基礎(chǔ)。

預(yù)制管樁沉樁速度快，質(zhì)量易保證，是較為理想的樁型。施工采用錘擊或靜壓均可，以貫入度或壓力表值控制樁長。樁基礎(chǔ)施工前宜進(jìn)行試樁以便確定樁長和成樁工藝。

（2）鑒于本場地淤泥層厚度較大，淤泥層厚度26.30m～44.00m，平均厚度34.62m。采用預(yù)制管樁樁身穩(wěn)定性較差，場地需進(jìn)行基坑開挖，若先進(jìn)行管樁施工，基坑土方開挖時(shí)易造成管樁樁頂偏移甚至斷樁等情況發(fā)生。且本場地東北側(cè)強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層缺失，局部地段全風(fēng)化花崗巖層厚度也較薄，采用預(yù)制管樁，單樁承載力及抗拔力均較低。綜上所述：各擬建建筑物也可考慮采用鉆（沖、旋挖）灌注樁基礎(chǔ)，以中風(fēng)化花崗巖層作樁端持力層。

5.基坑設(shè)計(jì)

根據(jù)鉆探揭露的地層情況及地下水埋藏特征，并考慮到基坑開挖深度和周邊環(huán)境?；铀闹芘c用地紅線之間尚有較大的放坡空間。基坑支護(hù)與開挖方式西、南、東三側(cè)建議采用格柵式水泥攪拌樁對基坑外側(cè)一定范圍內(nèi)土體進(jìn)行加固構(gòu)筑重力式支擋結(jié)構(gòu)和止水帷幕同時(shí)采取直接放坡的方案，坡率按1∶1～1∶2。必要時(shí)可在水泥攪拌樁中心插鋼管、補(bǔ)充土釘墻或在坡后卸載。對北側(cè)公共通道處基坑建議采用排樁結(jié)合內(nèi)支撐支護(hù)后直立開挖，根據(jù)變形要求及穩(wěn)定性要求基坑支護(hù)壁應(yīng)設(shè)置多道水平支撐，排樁的嵌固深度及支撐體系計(jì)算按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行?；又ёo(hù)設(shè)計(jì)及施工期間還需注意以下問題：

（1）采用排樁支護(hù)，排樁結(jié)構(gòu)樁徑不宜小于1000mm，樁間距不宜大于1500mm，樁頂設(shè)置鋼筋混凝土冠梁連接。

（2）基坑開挖后，坑底部分地段淤泥層直接出露，部分地段雖為沖填土層，但所剩填土層厚度也較薄，建議采用格柵式水泥攪拌樁對場地坑內(nèi)側(cè)一定寬度范圍進(jìn)行加固封底處理或開挖時(shí)用磚渣、石粉等材料進(jìn)行一定厚度換填處理以防止淤泥層突涌。

（3）基坑開挖期間應(yīng)注意基坑周邊一定范圍內(nèi)的外加荷載，坑邊嚴(yán)禁堆置土方或其他施工材料、設(shè)備等。放坡開挖后坡面還應(yīng)做好護(hù)面工作，可采用噴漿護(hù)面，并間隔設(shè)置排水孔和導(dǎo)水溝。

（4）基坑開挖過程中及暴露期間應(yīng)加強(qiáng)對基坑邊坡及周邊建（構(gòu)）筑物的變形監(jiān)測及周邊地下水位變化的監(jiān)測。

（5）本次擬開挖的基坑深度較深，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及支護(hù)施工或開挖前，應(yīng)對周邊的重要地下管線、既有建（構(gòu)）筑物分布情況及基礎(chǔ)型式進(jìn)行進(jìn)一步詳查，邀請各管線相應(yīng)權(quán)屬單位進(jìn)一步核實(shí)管線位置及埋深，以確保地下管線不受支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響。

（6）基坑開挖及支護(hù)施工前必須委托有相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行具體的支護(hù)方案設(shè)計(jì)并組織專家論證，在專家論證可行后方可施工。

6.結(jié)束語

因基坑設(shè)計(jì)與基坑開挖建設(shè)有一定的時(shí)間間隔，項(xiàng)目周邊規(guī)劃路正在興建，基坑開挖前需核對周邊環(huán)境條件與基坑支護(hù)施工圖設(shè)計(jì)時(shí)是否一致，如基坑周邊環(huán)境條件發(fā)生變化，應(yīng)通知設(shè)計(jì)單位根據(jù)最新基坑周邊環(huán)境條件及時(shí)對基坑支護(hù)施工圖進(jìn)行復(fù)核，必要時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧σ呀ǔ傻缆坊蚬芫€等周邊建（構(gòu)）筑物進(jìn)行保護(hù)。

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