援贊比亞國(guó)際會(huì)議中心巖土工程勘察介紹

朱兵，張正龍

（1.中國(guó)江蘇國(guó)際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作集團(tuán)有限公司，南京 210008；2.南京東大自平衡樁基檢測(cè)有限公司，南京 210018）

1 引言

贊比亞穆隆古希國(guó)際會(huì)議中心位于首都盧薩卡市區(qū)的東北部，總占地面積約為19.3hm2。院區(qū)北部建有一座會(huì)議中心（老樓），現(xiàn)擬在院內(nèi)新建一座國(guó)際會(huì)議中心。

新建項(xiàng)目位于老樓西南側(cè)，為一座2 層的會(huì)議中心和一棟1 層的附屬用房，包括會(huì)議大廳、多功能廳、分組會(huì)議廳、貴賓室、新聞中心、辦公區(qū)等，項(xiàng)目用地紅線如圖1 所示。

本項(xiàng)目為我國(guó)援建贊比亞項(xiàng)目，擬全面采用中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行勘察、設(shè)計(jì)和施工，本文對(duì)該項(xiàng)目的巖土工程勘察工作進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

圖1 項(xiàng)目紅線示意圖

2 勘察等級(jí)和工作量布置

按我國(guó)GB 50021—2001《巖土工程勘察規(guī)范》，本項(xiàng)目為重要工程，由于巖土工程問(wèn)題造成工程破壞或影響正常使用的后果很嚴(yán)重，故判為一級(jí)工程；本項(xiàng)目地形地貌較復(fù)雜，故判為二級(jí)場(chǎng)地；本項(xiàng)目巖土種類較多，不均勻，性質(zhì)變化較大，故判為二級(jí)地基；綜合考慮上述因素后，確定本項(xiàng)目的巖土工程勘察等級(jí)為甲級(jí)【1】。

根據(jù)本項(xiàng)目的地基復(fù)雜程度，沿建筑物周邊按網(wǎng)格布設(shè)勘探孔，間距14～24m。其中，會(huì)議中心擬采用樁基礎(chǔ)，控制性勘探孔深35m，一般性勘探孔深30m；附屬用房擬采用淺基礎(chǔ)，控制性勘探孔深25m，一般性勘探孔深20m。采用的勘察手段有鉆探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)、室內(nèi)篩分試驗(yàn)等，如表 1 所示【2】。

表1 勘察完成工作量

3 工程地質(zhì)條件

贊比亞全境屬于非洲地臺(tái)的一部分，大致可分為班韋烏盧地塊、基巴爾安構(gòu)造區(qū)、盧弗里安弧、莫桑比克帶、古生代-中生代盆地5 個(gè)地質(zhì)構(gòu)造單元區(qū)。首都盧薩卡位于贊比亞中南部高原上，平均海拔1 280m，市區(qū)以丘陵為主，起伏較小，地層為變質(zhì)巖類和巖漿巖類。

本項(xiàng)目場(chǎng)地為西高東低的坡地，場(chǎng)地坡度約3%～5%，最大高差約13m，地貌單元為高原丘陵。

根據(jù)場(chǎng)地地層時(shí)代、成因類型、巖性特征及物理力學(xué)性質(zhì)等，將勘探深度范圍內(nèi)地基土劃分如下5 個(gè)主要工程地質(zhì)層：

①層粗砂：褐黃色，礦物成分以石英、長(zhǎng)石為主，稍濕，稍密為主，局部中密，層厚1.0～5.0m。

①1 層含黏性土碎石：雜色，稍濕，中密，主要成分為角礫、圓礫及碎石。該層分布不連續(xù)，場(chǎng)地西北角可見(jiàn)，層厚1.0～1.3m。

②層全風(fēng)化片巖：褐紅～褐黃色，原巖結(jié)構(gòu)已完全破壞，巖芯風(fēng)化呈砂夾粉末狀，含云母、石英顆粒，局部含石英巖脈，層厚 1.0～8.7m。

③層全風(fēng)化片巖：灰黃～青灰色，原巖結(jié)構(gòu)大多破壞，巖芯呈砂夾粉末狀，少量塊狀，含大量石英顆粒，層厚12.5～27.0m。

④層強(qiáng)風(fēng)化片巖：灰白～青灰色，原巖結(jié)構(gòu)部分破壞，巖石礦物成分以云母、石英、長(zhǎng)石為主，巖芯呈塊狀，一般塊徑3～8cm，最大約10cm，該層分布不連續(xù)，場(chǎng)地東北角可見(jiàn)，最大揭露厚度12.0m。

各地層的標(biāo)貫和重型動(dòng)力觸探擊數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值指標(biāo)如表2所示。

表2 原位試驗(yàn)參數(shù)

4 水文地質(zhì)條件

盧薩卡無(wú)大的河流，市區(qū)南部約45km 為卡富埃河。當(dāng)?shù)貧夂蚍譃?5～8 月干冷季，9～11 月干熱季，12～次年 4 月濕熱季（雨季）3 個(gè)季節(jié)，年平均雨量為760mm。

本項(xiàng)目勘察范圍內(nèi)無(wú)地表水體，臨近地帶無(wú)地表河流。地下水類型為第四系潛水，補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水和地下徑流，主要排泄方式為徑流及地表蒸發(fā)。地下水位隨干冷季、干熱季、濕熱季的變化而變化，幅度約1.0～2.0m?？辈炱陂g為濕熱季，穩(wěn)定水位埋深 12.8～20.1m，標(biāo)高 1 243.7～1 246.7m，建議抗浮設(shè)防水位標(biāo)高1247m。

根據(jù)水質(zhì)簡(jiǎn)分析測(cè)試結(jié)果，結(jié)合場(chǎng)地環(huán)境類別，判定地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性。

5 地震效應(yīng)

盧薩卡歷史上無(wú)強(qiáng)震記錄，項(xiàng)目場(chǎng)地地層穩(wěn)定且未發(fā)現(xiàn)活動(dòng)斷裂通過(guò)，并且該地區(qū)一般建筑都不考慮地震影響，不進(jìn)行抗震設(shè)防。考慮到本工程為援建項(xiàng)目，各方關(guān)注度高，故參考我國(guó)抗震規(guī)范，判定按6 度進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，可不進(jìn)行土層的液化判別和處理【3】。

6 樁基礎(chǔ)方案及承載力

會(huì)議中心為主體建筑，體型復(fù)雜，故宜采用樁基礎(chǔ)方案。根據(jù)鉆探揭露的地層情況，樁端持力層宜采用③層全風(fēng)化片巖，該層厚度分布穩(wěn)定，工程性質(zhì)好，承載能力較大，宜作為樁端持力層。

國(guó)內(nèi)規(guī)范主要考慮土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)和原位測(cè)試數(shù)據(jù)，給出的各地層泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁的承載力設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表 3【4】。

表3 中、英規(guī)范單位面積側(cè)阻、端阻參數(shù)表

英國(guó)規(guī)范則是建立樁側(cè)阻力、樁端阻力與原位測(cè)試數(shù)據(jù)的相關(guān)方程，由此計(jì)算相應(yīng)側(cè)阻和端阻。英國(guó)規(guī)范給出的單位面積側(cè)阻、端阻與標(biāo)貫擊數(shù)的關(guān)系式如下【5，6】：

式中，ps，j為樁側(cè)土層 j 的單位面積極限側(cè)阻；pb，0.1為對(duì)應(yīng)沉降10%B（B 為樁徑）時(shí)的單位面積極限端阻；ns，j、nb，0.1為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)可查表4；Nj、Nb分別為樁側(cè)土層j 及樁端處土的標(biāo)貫擊數(shù)；pref為系數(shù)，取值100kPa。

表4 英國(guó)規(guī)范側(cè)阻經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ns 及端阻經(jīng)驗(yàn)系數(shù)nb，0.1

因本項(xiàng)目所處地層較好，故按非擠土樁的上限值進(jìn)行側(cè)阻、端阻的計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表3。由此可見(jiàn)，按英國(guó)規(guī)范計(jì)算的側(cè)阻要小于國(guó)內(nèi)規(guī)范值，但其端阻值則大于國(guó)內(nèi)規(guī)范值。

本項(xiàng)目選取代表性鉆孔，按預(yù)估樁長(zhǎng)進(jìn)行了中、英規(guī)范樁基承載力計(jì)算，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 中、英規(guī)范鉆孔灌注樁承載力值比較

由表5 可見(jiàn)，按英國(guó)規(guī)范計(jì)算的承載力，端阻大于中國(guó)規(guī)范，側(cè)阻小于中國(guó)規(guī)范，但總承載力約為中國(guó)規(guī)范計(jì)算值的91.5%，相差并不大。建議施工前應(yīng)先選擇代表性地段進(jìn)行試樁，確定單樁極限承載力并檢驗(yàn)修正樁基設(shè)計(jì)參數(shù)。

7 結(jié)語(yǔ)

1）依據(jù)中國(guó)規(guī)范，采用鉆探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)、室內(nèi)篩分試驗(yàn)等手段，對(duì)援贊比亞穆隆古希新國(guó)際會(huì)議中心項(xiàng)目進(jìn)行了巖土工程勘察。

2）會(huì)議中心主體建筑宜采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。按照中國(guó)規(guī)范給出了側(cè)阻、端阻推薦值；按英國(guó)規(guī)范，由標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)計(jì)算得到單位面積側(cè)阻、端阻。

3）按英國(guó)規(guī)范計(jì)算的樁基承載力，端阻大于中國(guó)規(guī)范，側(cè)阻小于中國(guó)規(guī)范，總承載力約為中國(guó)規(guī)范計(jì)算值的91.5%，相差不大。