太原理工大學(xué)柏林校區(qū)工程地質(zhì)條件與地基處理(1)

1、    太原理工大學(xué)柏林校區(qū)工程地質(zhì)條件與地基處理(1)    本文介紹了區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造、地震概況,對(duì)其工程地質(zhì)特性,諸如地層豎向分布以及地基土的均勻性、穩(wěn)定性、濕陷性和地基土的承載能力等。同時(shí)又通過(guò)對(duì)大多數(shù)工程地質(zhì)報(bào)告和勘察深度范圍內(nèi)地層土的分析,為設(shè)計(jì)人員合理選用地基處理方案提供了參考。 關(guān)鍵詞：地質(zhì)構(gòu)造 工程地質(zhì)特性 地基處理 1 太原盆地 太原理工大學(xué)柏林校區(qū)位于太原盆地的西部，區(qū)域內(nèi)的工程地質(zhì)條件與太原盆地的形成歷史、地質(zhì)構(gòu)造、地震概況密切相關(guān)。 1.1 形成歷史 土的工程性質(zhì)與土的形成歷史密切相關(guān)。自

2、新生代以來(lái), 太原盆地處于下降趨勢(shì),而兩側(cè)山區(qū)陸續(xù)上生,盆地底部構(gòu)造復(fù)雜,斷裂活動(dòng)頻繁,場(chǎng)地構(gòu)造穩(wěn)定性受區(qū)域構(gòu)造控制。汾河自北向南縱貫盆地中部,汾河?xùn)|岸形成一級(jí)、二級(jí)階地,二級(jí)階地與東山洪積平原相連,西岸與西山洪積平原相連。 1.2地質(zhì)構(gòu)造 太原盆地存在兩組斷裂，一組為橫向斷裂，即北東東東西向斷裂；另一組為縱向斷裂，即北北東北北西向斷裂，為上新世第四紀(jì)斷裂，活動(dòng)性較強(qiáng)，但規(guī)模不大。由于太原盆地介于裂谷盆地之間，鄰區(qū)發(fā)生的強(qiáng)震可影響到太原盆地，震害也較重。 1.3 地震活動(dòng)統(tǒng)計(jì) 太原盆地為一多震區(qū),主表現(xiàn)為次數(shù)頻繁、強(qiáng)度較弱的特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),1304年至今,盆地發(fā)生4級(jí)以上的地震22次,最大震級(jí)6

3、.5級(jí)。在平面展布上,太原盆地可分3個(gè)地震帶:1)盆地西緣地震帶。位于西山山前斷裂帶。2)盆地東緣地震帶。位于東山山前斷裂帶,是盆地內(nèi)發(fā)震較多,震級(jí)較大的地區(qū)。在22次4級(jí)以上的地震中,本帶達(dá)10次之多。最大的6.5級(jí)地震就發(fā)生于此帶。3)盆地中間地震帶。主分布于太原小店區(qū)的流澗至南瓦窯帶及清徐、徐溝一帶,也是區(qū)內(nèi)發(fā)震較多地區(qū)。 2柏林校區(qū) 2.1 地形地貌 太原理工大學(xué)柏林校區(qū)為原山西礦業(yè)學(xué)院老校區(qū)，位于太原市的六城區(qū)之一萬(wàn)柏林區(qū)，校區(qū)東西長(zhǎng)320米，南北寬340米。 校區(qū)位于汾河以西，地貌為汾河西岸I級(jí)階地與山前洪積傾斜平原交互區(qū)。自然地理上場(chǎng)地南有虎峪河、北有玉門河，相對(duì)距離均為數(shù)百米，

4、二條河流均為汾河流域季節(jié)性河流。其源頭均為西山余脈，均向東排泄于汾河?，F(xiàn)有自然地貌是由過(guò)去河流相系列的地貌單元演變而來(lái)。場(chǎng)地地形平緩，地面標(biāo)高介于800.03804.61m。區(qū)域內(nèi)地下水位為4.526.5m ，水位標(biāo)高795.1798.23m,不具腐蝕性。 2.2地層豎向分布 分析區(qū)域內(nèi)以往大多數(shù)工程地質(zhì)報(bào)告后得知,勘探深度范圍內(nèi)地層土從上向下依次為:第四系全新統(tǒng)人工堆積物及第四系更新統(tǒng)河流沖、洪積地層構(gòu)成,巖性主為人工填土、生活垃圾和建筑垃圾;級(jí)非自重濕陷性黃土;粉質(zhì)粘土、粉砂、細(xì)砂、粘土,有些土層較薄,厚度變化較大,多數(shù)情況為互夾層。 2.3場(chǎng)地土類型 場(chǎng)地土類型大多為中軟場(chǎng)地土,并且場(chǎng)地

5、覆蓋層厚度大于80,多為類建筑場(chǎng)地。 2.4地震烈度及地基液化 根據(jù)1100萬(wàn)山西省工程抗震設(shè)防烈度圖可知,太原市抗震設(shè)防烈度為8度。場(chǎng)地地面以下15以內(nèi)存在飽和粉土和砂土,根據(jù)GBJ11- 89建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中液化初判條件,應(yīng)進(jìn)行液化判定。在校區(qū)內(nèi)，除西南部即高層住宅樓場(chǎng)地為輕微液化外，其他部分均判定為不液化。 2.5地基土的均勻性 校區(qū)內(nèi)各土層層面坡度局部常大于10%,可視為不均勻地基。同時(shí)，以壓縮模量加權(quán)評(píng)價(jià)也屬不均勻地基。 2.6地基土的穩(wěn)定性 校區(qū)內(nèi)未見(jiàn)自然不良地質(zhì)現(xiàn)象。但“深挖洞”年代修筑的人防工程，屬于人工不良地質(zhì)現(xiàn)象。在建筑荷載作用下，防空洞周圍會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中，形成塑性區(qū)，塑

6、性區(qū)的進(jìn)一步擴(kuò)展將可能導(dǎo)致地基局部失穩(wěn)，對(duì)建筑物的安全使用產(chǎn)生影響。同時(shí)，也給地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工帶來(lái)很多問(wèn)題。 校區(qū)內(nèi)27#住宅樓為六層磚混結(jié)構(gòu)，于1997年開(kāi)工，在基坑開(kāi)挖時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑的西山墻恰好在南北走向的防空洞上，且洞頂面已達(dá)設(shè)計(jì)基坑開(kāi)挖標(biāo)高。隨即對(duì)防空洞進(jìn)行挖除，基礎(chǔ)外進(jìn)行封堵。由于防空洞洞底較深，挖除后分層夯填片石、級(jí)配砂石。在審底未見(jiàn)異常的情況下，按照原設(shè)計(jì)，地基處理進(jìn)行了三七灰土換填，基礎(chǔ)采用了筏板基礎(chǔ)。在一年的施工過(guò)程中，參建各方密切觀注沉降量，尤其是西山墻部分。直至目前沉降均勻，西山墻及其他墻體均未發(fā)現(xiàn)裂縫。 2.7濕陷性評(píng)價(jià) 根據(jù)地基土含水量的變化、地表滲水和地下水位變化,濕

7、陷性土的濕陷等級(jí)為級(jí)非自重濕陷性。 2.8地基土承載力 上部雜填土承載力:80kPa100 kPa;粉質(zhì)粘土承載力:120 kPa160 kPa;粉細(xì)砂承載力:大于等于150 kPa。 校區(qū)內(nèi)的29層高層住宅樓的場(chǎng)地土層分布見(jiàn)工程地質(zhì)剖面圖(圖2.8)，地基各層土承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk見(jiàn)表2.8。 3地基處理 本校區(qū)地基處理主有換土墊層法和樁基兩種。 高層住宅樓地基各層土承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk (kPa) 查表法 標(biāo)貫法 靜探法 理論計(jì)算及經(jīng)驗(yàn) 承載力標(biāo)準(zhǔn)值 層雜填土 層粉土 150 85 130 150 110 層粉土 140 80 80 115 80 層中粗砂 185 205 190 層粉土 175

8、180 210 190 180 5-1層粉土 160 135 125 130 5-2層粉細(xì)砂 150 110 140 5-1層粉細(xì)砂 160 200 180 層粉土 170 220 190 170 170 6-1層粉土 140 225 80 130 6-2層粉土 165 220 140 130 150 層粉土 200 260 150 260 7-1層粉細(xì)砂 215 280 210            摘本文介紹了區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造、地震概況,對(duì)其工程地質(zhì)特性,諸如地層豎向分布

9、以及地基土的均勻性、穩(wěn)定性、         本篇論文是由3COME文檔頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡(luò)上收集整理餅投稿至本站的，論文版權(quán)屬原作者，請(qǐng)不用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學(xué)習(xí)之用，否者后果自負(fù)，如果此文侵犯您的合法權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們。7-2層中粗砂 265 260 7-3層中粗砂 270 270 層卵礫石 500 500 3.1 換土墊層法 常用于基坑面積寬大和開(kāi)挖土方量較大(且開(kāi)挖時(shí)不影響相鄰建筑物的安全使用)的回填土方工程,一般適用于地下水位較低,處理淺層軟弱地基、濕陷性黃土地基、雜填土地基。 在近幾年，校區(qū)內(nèi)的

10、六層磚混結(jié)構(gòu)住宅樓采用了三七灰土換填及筏片基礎(chǔ)。 3.2 樁基 適用于對(duì)場(chǎng)地求較高的多、高層建筑。目前在基礎(chǔ)施工中比較常用的樁型有鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、靜壓樁、高壓旋噴樁、人工挖孔擴(kuò)底樁等;以及近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的超流態(tài)素砼樁、多支盤樁、鉆孔樁 注漿等。 3.2.1人工挖孔擴(kuò)底樁 該樁型特點(diǎn)是:施工設(shè)備簡(jiǎn)單,工程成本低;適應(yīng)性強(qiáng),環(huán)境污染少;成孔速度快,工期短;成樁質(zhì)量容易控制,單樁承載力高。由于受地下水位埋深及地層地質(zhì)條件(如流砂、淤泥、涌水帶等)的限制。 3.2.2 沉管灌注樁 該樁型為剛性樁,其特點(diǎn)主是:單樁承載力高,施工速度快,工程造價(jià)低。但由于其受樁徑、最大沉管深度、地層及地下水條件

11、的制約。 3.2.3 鉆孔灌注樁 是目前應(yīng)用最多的一種樁基礎(chǔ)。優(yōu)點(diǎn)為該樁型適應(yīng)范圍廣泛,幾乎在各類復(fù)雜工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件下都能適應(yīng)。缺點(diǎn)為由于其工程造價(jià)相對(duì)較高,且在施工中泥漿排量大,具有一定的噪聲污染,在繁華市區(qū)內(nèi)施工時(shí)對(duì)環(huán)境具有較大影響,因此不能作為首選樁型,只有在其它樁型不適應(yīng)或不能滿足承載力求的情況下才選用這種樁型。 校區(qū)內(nèi)的29層高層住宅樓樁型選擇時(shí)，由于相臨建筑非常近，地下水埋較淺，其它樁型均不適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)條件，因而采用了鉆孔鋼筋混凝土灌注樁。在持力層的選擇時(shí)，按照高層建筑巖土工程勘察規(guī)程JGJ72-90及建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-94規(guī)定，原則上選擇層位厚度穩(wěn)定的中低壓縮性土、

12、粉土、中密密實(shí)狀態(tài)的砂土，下無(wú)軟弱土層或可液化土層。層粉土以上各層均不滿足這些求，而層卵礫石承載力很高，但層面埋深變化大，樁長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)。因此層粉土作為樁端持力層，樁長(zhǎng)36米，樁身直徑800mm。     4 基礎(chǔ)選型 基礎(chǔ)的選型應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地巖土工程條件及建筑物的重性，從地基穩(wěn)定性、承載能力、控制不均勻沉降以及施工工期、施工難度、工程造價(jià)等方面綜合分析比較。 校區(qū)內(nèi)主有三種基礎(chǔ)形式： 1） 條型基礎(chǔ)：在早期的五層以下磚混結(jié)構(gòu)中，常用墻下條形基礎(chǔ)。 2） 筏片基礎(chǔ)：考慮場(chǎng)地的不均勻性，后期的五至六層建筑大多為此基礎(chǔ)形式。 3） 箱型基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)突出的優(yōu)點(diǎn)是抗震穩(wěn)定性好，剛度也比較大，抵抗不均勻沉降的能力也比較強(qiáng)。由于高層建筑一般荷載較大，對(duì)地基的附加應(yīng)力影響范圍廣，因此為了減少地面產(chǎn)生過(guò)大荷載，就考慮建筑物地面下設(shè)置地下室，以卸除土的自重壓力，予以平衡，使基礎(chǔ)多加穩(wěn)定。目前太原市區(qū)及建造的高層建筑高度在60m甚至百米以上，其地面下都搞了13層地下室，即增加了使用空間，又解決了基礎(chǔ)穩(wěn)定問(wèn)題。故此，將高層建筑基礎(chǔ)埋在地面下510m是完全可以