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武汉石灰岩地区某工程基础选型的介绍论文.doc
武汉石灰岩地区某工程基础选型的介绍论文
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图一 工作量布置图
该项目单柱荷载较大,由于其特殊功能,工程重要性等级较高。我们在初勘基础上(初勘由其它单位完成),共布设勘探点23个,4个物探验证孔,2个岩溶裂隙水位观测孔,同时还委托神龙地质勘察院进行了物探工作(包括地质雷达和瞬变电磁法)。目的是从宏观上探测溶洞和软土的规模,以其达到缩短“卡洞”工期,节约勘察投资的目的。
二、场区岩土层的分布条件
图二:典型工程地质剖面图
表一 场区土层主要特征及力学性质
层号
岩石层名称
层面埋深(m)
一般厚度(m)
Ps范围值(MPa)
N范围值(击)
综合
岩性描述
fak(kPa)
Es(MPa)
2
淤泥
1.5-2.0
0.5-1.0
0.3-0.4
50
2.2
黑灰,饱和,流塑,局部软塑,普遍分布
3-1
粘土
2.5-3.0
0-3.5
0.9-1.8
110
4.3
褐灰,软塑,部分地段分布
3
粉质粘土
2.5-3.2
0-3.0
1.2-2.0
150
6.0
褐灰-褐黄,可塑,大部分地段分布
4
粉质粘土
夹粉土
5.5-6.5
0-3.5
0.6-1.0
95
3.8
褐黄-褐灰,湿,软塑,大部分地段分布
5
粘土夹碎石
7.5-10.0
3.5-6.0
N63.5=23.4
350
13.0
黄褐-褐黄,稍湿,硬塑,碎石稍有磨园度,以石英砂岩为主。
5-1
粘土夹碎石
14.0-16.0
0-10.0
3.5-9.0
60-180
2.0-7.0
黄褐-褐黄,很湿-饱和,由硬→可→软→流塑,仅沟槽分布
6
石灰岩
13.0-18.0
未钻穿
frk=34~109MPa
fa=1000
不可
压缩
浅灰、灰白,溶蚀裂隙发育,分布在图一地质介线以南
7
砂岩、泥岩
10.0-11.0
未钻穿
fa=400
Eo=45
褐黄—砖红色,呈碎解状,分布在图—地质介线以北
三、场区水文地质条件
拟建场区东西两侧在勘察期间地貌仍为沟塘,上层滞水赋存于填土和淤泥层中,下伏石灰岩中不均匀分布有岩溶裂隙承压水,其水仅分布在溶沟、溶槽、溶洞等裂隙之中。距该场区约200米处,有武锅水井,每年均抽取地下水作工业冷却水用。此水井与场区属同一灰岩条带,抽水量约为400吨/日,夏季白天抽取。
本次勘察期间在3#、5#钻孔内设有水文观测孔,测得其动水位为13.18-14.20m,水温20°(见下图)。由于勘察期间正值抽水季节,只能提供岩溶动水位值,但留下水文观测孔,在工程施工时可作水位监测用。
图三 水位随时间变化图
四、本场区基础选型的不利条件
本场区对建筑物基础选型明显存在有以下不利条件:
1、7.5-10.0m以上均为Q4地层,承载力低、压缩性高,不经地基处理,不能选作天然浅基础持力层。
2、第(5)层粘土碎石层,强度高、压缩性低,但埋深大、厚度小,且下卧有(5-1)软土和岩溶分布,不能满足《建筑地基基础设计规范》第6.5.2条。如选作基础持力层,土方量大,且存在基础的稳定性问题。
3、在16个石灰岩的钻孔中,见洞率,另据物探测出,钻孔中所遇到的洞体均有一定的规模,且洞体附近还有其它的物探异常。如以石灰岩为桩基持力层,必须逐柱逐桩进行岩溶勘察,耗时、耗力、投资大,且为工程工期不能接受。
4、从区域地质资料了解,场区处在大断层附近,灰岩地质年代为石炭系,灰岩的质地较纯,岩溶发育。从武锅抽水井资料得知,场区的岩溶承压水位高,水量丰富,如采用桩基础,必须降低地下水位,方可保障施工质量及人事安全。其降低承压地下水,投资很大。
5、采用钻孔灌注桩,钻穿第(5)层困难(内含有大块石英砂岩块石)需采用反循环,特殊钻头;采用人工挖孔桩,需对部分岩体实施爆破,这都是耗时、耗力、投资大的施工难点。
五、基础形式的确定
还在勘察外业工作的初期,勘察施工的难度,及基础选型的不利形势已经显露出来。本着为业主竭诚服务的宗旨,我们在边进行外业勘察的同时,边与建设单位、设计人员不断沟通。经过多次的技术论证、对比(还包括建址的前后移动方案对比),并由我院出面聘请资深专家召开咨询会,终于说服了建设单位和设计人员,放弃了原定的桩基方案,采用了我们推荐的基础方案,即:
1、确定可以在原址上建筑,保证了建筑物的最佳位置气势。
2、对地下室底板至(5)层之间的Q4地层,进行满堂地基处理,处理方案由我们提出。
3、采用有足够刚度的筏板基础,砌置在满堂处理后的复合地基之上。
六、为什么要选择筏板基础和地基处理方案
(一)首先基于我们对场区岩溶现象的地质成因,分布范围,发展趋势和危害程度有了较大程度的了解。
1、场区历史上曾遭受过强烈的地质构造运动
武汉市地质构造主要受燕山期造山运动的影响,形成了一系列近东西走向的紧密线状褶皱压扭性断层和北北东、北北西张性断
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