如何根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)條件建議工程建設(shè)方案

如何根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)條件建議工程建設(shè)方案

Summary：萬(wàn)丈高樓平地起，所有的房屋、道路、橋梁、大壩、機(jī)場(chǎng)等建筑工程都離不開基礎(chǔ)，基礎(chǔ)又離不開地基，地基在人類的工程建設(shè)中起著至關(guān)重要的作用。受地形地貌、沉積歷史、沉積環(huán)境、人類活動(dòng)等多方面影響，造成各個(gè)工程建設(shè)場(chǎng)地地質(zhì)條件千變?nèi)f化，對(duì)人類的工程建設(shè)產(chǎn)生巨大的影響?？辈烊藛T就要查明擬建場(chǎng)地內(nèi)的工程地質(zhì)條件，為設(shè)計(jì)人員提供準(zhǔn)確可靠的設(shè)計(jì)依據(jù)。Keys：地質(zhì)條件；建議；工程建設(shè)；方案引言：在如今的工程實(shí)踐中，一個(gè)項(xiàng)目的勘察、設(shè)計(jì)多數(shù)由不同的單位、不同的專業(yè)、不同的人員完成，造成勘察與設(shè)計(jì)不能行成一個(gè)有機(jī)整體。雖然一些重點(diǎn)項(xiàng)目如機(jī)場(chǎng)、鐵路、大橋、大型石化等項(xiàng)目會(huì)有選址論證、設(shè)計(jì)優(yōu)化環(huán)節(jié)，但對(duì)于一般的中小型項(xiàng)目而言，由于受到工期及其它多方面的影響，很少有根據(jù)地質(zhì)條件改變項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案的案例。合理利用地質(zhì)條件，將能為工程建設(shè)節(jié)約大量的工程投資及建設(shè)工期；反之，則可能造成投資成倍增長(zhǎng)、工期大量延長(zhǎng)，嚴(yán)重影響項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，甚至造成質(zhì)量與安全隱患。下面就我們參與的兩個(gè)工程項(xiàng)目來闡述我們的觀點(diǎn)。一、案例一、宜興景湖天成項(xiàng)目擬建宜興市景湖天成工程位于宜興市西郊，項(xiàng)目東側(cè)、北側(cè)緊臨團(tuán)氿湖風(fēng)景區(qū)，自然風(fēng)光優(yōu)美。項(xiàng)目西側(cè)為氿西路，東側(cè)為新長(zhǎng)鐵路，北側(cè)為恒通路，項(xiàng)目北側(cè)緊臨團(tuán)氿湖，交通十分便利，居住條件優(yōu)越。本工程主要包括8棟33層高層住宅樓，4棟24層高層住宅樓，18棟6層住宅樓，30棟3層獨(dú)棟別墅及27棟3層聯(lián)排別墅、1棟會(huì)所及、1棟超市、3個(gè)純地下車庫(kù)、組成，總建筑面積約42萬(wàn)m2。起初建設(shè)單位從項(xiàng)目居住體驗(yàn)及營(yíng)銷角度考慮，將8棟33層高層住宅樓設(shè)置于場(chǎng)地最側(cè)部位，多層住宅樓設(shè)置于場(chǎng)地南側(cè)部位。將剩余4棟24高層住宅樓設(shè)置于場(chǎng)地中部東側(cè)，即緊臨團(tuán)氿湖的位置，獨(dú)棟別墅與聯(lián)排別墅布置于中部西側(cè)。受無(wú)錫華亨置業(yè)有限公司委托，我院承擔(dān)了該項(xiàng)目的巖土工程詳細(xì)勘察階段的巖土工程勘察工作。根據(jù)勘察資料顯示，擬建場(chǎng)地內(nèi)主要有素填土、粉質(zhì)粘土、粘土、粉質(zhì)粘土夾粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土及碎石土等14層及1個(gè)亞層組成，各土層性質(zhì)描述如下：①素填土（Q4ml）：黃褐色、灰褐色，松散，以粉質(zhì)粘土為主，新近堆積，堆積時(shí)間表2~3年左右，土質(zhì)不均勻，局部含有建筑垃圾，該層屬欠固結(jié)土，層厚0.20～2.30m。②粉質(zhì)粘土（Q4ml）：黃褐色、灰黃色，局部灰褐色，軟～可塑，以可塑為主，干強(qiáng)度中等，中等壓縮性，高韌性，無(wú)搖震反應(yīng)，切面光滑，分布不穩(wěn)定，僅局部有少量分布，土質(zhì)尚均勻，該層屬正常固結(jié)土；頂板標(biāo)高1.16～4.08m，層厚1.90～5.30m。③粘土（Q4ml）：黃褐色，局部灰褐色，可～硬塑，以可塑為主，干強(qiáng)度中等，中等壓縮性，高韌性，無(wú)搖震反應(yīng)，切面光滑，分布不穩(wěn)定，局部缺失，土質(zhì)尚均勻，該層屬正常固結(jié)土；頂板標(biāo)高1.16～4.08m，層厚1.90～5.30m。

④

粉質(zhì)粘土夾粉土（Q4ml）：黃褐色、灰褐色，可塑，干強(qiáng)度中等，中等壓縮性，中等韌性，無(wú)搖震反應(yīng)，稍有光澤，分布尚穩(wěn)定，土質(zhì)不均勻,底板部位夾有粉土，該層屬正常固結(jié)土；頂板標(biāo)高-1.99～0.85m，層厚0.80～5.20m。⑤

粉土（Q4ml））：灰黃色，濕～很濕，稍密，干強(qiáng)度低，中等壓縮性，低韌性，搖震反應(yīng)迅速，無(wú)光澤，分布穩(wěn)定，土質(zhì)不均勻，粘粒含量較高，局部夾有粉質(zhì)粘土及淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，該層屬正常固結(jié)土；頂板標(biāo)高-5.63～-1.47m，層厚1.10～5.90m。⑥

淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（Q4ml）：灰褐色，流塑，干強(qiáng)度中等，高壓縮性，中等韌性，無(wú)搖震反應(yīng)，稍有光澤，總體分布穩(wěn)定，土質(zhì)不均勻，局部粉粒含量略高，靈敏度屬高，該層屬正常固結(jié)土；頂板標(biāo)高-9.01～-5.02m，層厚2.50～9.40m。⑦

粉質(zhì)粘土（Q4ml）：灰褐色，硬塑，局部可塑，干強(qiáng)度中等，中等壓縮性，中等韌性，搖震反應(yīng)無(wú)，稍有光澤，分布穩(wěn)定，土質(zhì)不均勻，底板部位粉粒含量較高，局部為粉土，該層屬正常結(jié)土；頂板標(biāo)高-16.54～-9.32m，層厚2.90～10.00m。⑧

粉質(zhì)粘土夾粉土（Q4ml）：灰色，軟～可塑，以可塑為主，干強(qiáng)度中等，中等壓縮性，中等韌性，無(wú)搖震反應(yīng)，稍有光澤，分布尚穩(wěn)定，土質(zhì)不均勻，上部粉粒含量較高，局部夾有淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土薄層，該層屬正常結(jié)土；頂板標(biāo)高-22.37～-13.49m，層厚1.10～6.20m。⑧-1

粉質(zhì)粘土（Q4ml）：灰色，軟塑，干強(qiáng)度中等，中等壓縮性，中等韌性，無(wú)搖震反應(yīng)，稍有光澤，分布不穩(wěn)定，局部缺失，土質(zhì)尚均勻；頂板標(biāo)高-21.99～-18.02m，層厚1.50～15.10m。⑨

粉質(zhì)粘土（Q4ml）：青灰色，局部底部為灰黃色，可～硬塑，以硬塑為主，干強(qiáng)度中等，中等壓縮性，無(wú)搖震反應(yīng)，稍有光澤，總體分布尚穩(wěn)定，局部頂板起伏較大，土質(zhì)不均勻，該層屬正常結(jié)土；頂板標(biāo)高-27.91～-10.95m，層厚2.50～17.90m。⑽

粉質(zhì)粘土（Q4ml）：灰色，可塑，干強(qiáng)度中等，中等壓縮性，中等韌性，無(wú)搖震反應(yīng)，稍有光澤，分布不穩(wěn)定，局部缺失，土質(zhì)不均勻，局部夾有粉砂及少量有機(jī)質(zhì)土，該層屬正常結(jié)土；頂板標(biāo)高-25.21～-22.27m，層厚2.00～3.50m。⑾

粉質(zhì)粘土（Q4ml）：灰褐色，硬塑，干強(qiáng)度中等，中等壓縮性，中等韌性，無(wú)搖震反應(yīng)，稍有光澤，分布不穩(wěn)定，局部缺失，土質(zhì)尚均勻，該層屬正常結(jié)土；頂板標(biāo)高-26.48～-24.49m，層厚4.50～6.50m。⑿

粉質(zhì)粘土（Q4ml）：灰色，軟～可塑，以可塑為主，干強(qiáng)度中等，中等壓縮性，中等韌性，無(wú)搖震反應(yīng)，稍有光澤，分布不穩(wěn)定，局部缺失，土質(zhì)不均勻，局部粉粒含量較高，該層屬正常結(jié)土；頂板標(biāo)高-32.48～-25.82m，層厚2.50～5.50m。⒀粉質(zhì)粘土（Q4ml）：灰黃色、灰褐色，可～硬塑，以硬塑為主，干強(qiáng)度中等，中等壓縮性，中等韌性，無(wú)搖震反應(yīng)，稍有光澤，分布不穩(wěn)定，局部缺失，土質(zhì)不均勻，底板部位夾有少量中細(xì)砂，該層屬正常結(jié)土；頂板標(biāo)高-36.77～-27.06m，層厚1.00～11.00m。⒁中風(fēng)化石灰?guī)r：灰白色、青灰色，層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙較發(fā)育，局部具溶蝕現(xiàn)象，巖芯呈塊狀及短柱狀，結(jié)構(gòu)面主要為層面及節(jié)理面，結(jié)合程度一般，巖體完整程度為較完整～較破碎，取芯率為70～95%，RQD為70%左右。巖石堅(jiān)硬程度為較硬巖-堅(jiān)硬巖。巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅲ-Ⅳ級(jí)。巖層走向?yàn)镹E5°,傾向?yàn)镹W85°，傾角15°～30°。局部地段有溶洞、溶孔及溶蝕裂隙發(fā)育，洞隙多被黏性土充填，鉆進(jìn)時(shí)孔內(nèi)多有明顯漏水現(xiàn)象。該層未揭穿；頂板標(biāo)高-1.15～-40.21m，該層在本次勘察中未揭穿，最大控制厚度15.80m。根據(jù)勘察資顯示，擬建場(chǎng)地內(nèi)地條件極其復(fù)雜，地下有高大14層及1亞層分布，且分布范圍也極其不穩(wěn)定，特別是場(chǎng)地中段部位，⒁層中風(fēng)化石灰?guī)r呈東高西低狀，東側(cè)最低處埋深僅2-3m，而場(chǎng)地西側(cè)埋深達(dá)45m左右，且該部位還在淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土分布。如采用原有建設(shè)方案，場(chǎng)地內(nèi)西側(cè)部位高層住宅需采用樁基礎(chǔ)，而該部位17-22m之間，有一層約5m的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，其屬高靈敏度土，不宜采用混凝土預(yù)制樁，而如采用⒁中風(fēng)化石灰?guī)r作為樁端持力層，又需進(jìn)行施工勘察，對(duì)成本與工期影響極大。而場(chǎng)地西側(cè)靠近新長(zhǎng)鐵路部位，中風(fēng)化石灰?guī)r埋深僅2-3m，其承載力特征值達(dá)1500kpa，完全滿足24層住宅樓對(duì)地基承載力的要求。而東側(cè)部位，建設(shè)3層別墅，以③層粘土作為基礎(chǔ)持力層，承載力完全滿足要求，且淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土已經(jīng)在附加應(yīng)力影響范圍以外，無(wú)需考慮其對(duì)沉降的影響。故我院建議將場(chǎng)地中部的4棟高層住宅樓與別墅進(jìn)行對(duì)調(diào)，以充分利用現(xiàn)有的地質(zhì)條件。最終，無(wú)錫華亨置業(yè)有限公司接受我院建議，將4棟24層高層住宅樓調(diào)到場(chǎng)地西側(cè)，由于該四棟住宅樓由樁基改為天然地基，僅此一項(xiàng)，就為建設(shè)單位節(jié)約了2000萬(wàn)左右的投資和近3個(gè)月的建設(shè)工期，我院的地質(zhì)勘察報(bào)告得到建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位的一致好評(píng)。二、案例二、新建揚(yáng)州儀征棗林灣小學(xué)工程擬建儀征棗林灣小學(xué)位于江蘇省揚(yáng)州市儀征市胥浦鎮(zhèn)，漢金路東側(cè)，358鄉(xiāng)道西側(cè)，銅長(zhǎng)路南側(cè)，棗林路北側(cè)，交通十分方便。該學(xué)校為儀征棗林灣社區(qū)的配套工程，而棗林灣社區(qū)為2009年度江蘇省萬(wàn)傾良田工程的重點(diǎn)項(xiàng)目，22個(gè)自然村征地拆遷的安居工程，該區(qū)域也是儀征市今后重點(diǎn)發(fā)展建設(shè)的方向。該項(xiàng)目是2010年度儀征市政府為民辦實(shí)事的重點(diǎn)工程，受到省、市領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。擬建棗林灣小學(xué)南北長(zhǎng)約400m，東西寬約220m，總占地面積約88000m2，項(xiàng)目擬建4棟4層教學(xué)樓，1棟辦公樓，1棟圖書館，以及體育場(chǎng)等相關(guān)配套項(xiàng)目，總建筑面積約14000m2。起初，建設(shè)單位擬用一條南北向的中央大道將學(xué)校分為東西二個(gè)部分，其東側(cè)部份為教學(xué)區(qū)，由南至北依次分布1棟綜合辦公樓，4棟教學(xué)樓，樓間距60m左右，并輔以適當(dāng)景觀綠化、停車場(chǎng)等配套工程；其西側(cè)部分主要以籃球場(chǎng)、足球場(chǎng)、圖書館為主。受業(yè)主委托，我院對(duì)該場(chǎng)地進(jìn)行巖土工程詳細(xì)勘察，根據(jù)勘察資料得知，擬建項(xiàng)目場(chǎng)地分為階地與坳溝兩個(gè)部位，其場(chǎng)地東側(cè)主要以坳溝為主，坳溝部位有淤泥質(zhì)分質(zhì)粘土分布，其埋藏最深處達(dá)到近15m，抗震地段為不利地段；階地部分主要以硬塑狀粉質(zhì)粘土為主，抗震地段為一般地段；下伏基巖為中風(fēng)化石灰?guī)r，埋深約21m左右，其中風(fēng)化石灰?guī)r中有巖溶發(fā)育，巖溶最大厚度約2m，各土層的物理力學(xué)指標(biāo)詳見下表

類別層號(hào)ω（%）r(KN/m3)ILea1－2(MPa－1)建議值fak(KPa)②28.618.40.740.9440.31130③35.318.21.081.0650.5870④27.619.10.650.8150.37140⑤25.619.30.240.8060.19250⑥21.919.9-0.050.7650.09330⑦28.518.90.560.8560.39190⑧frk=18.6MPafa=0.2frk鑒于擬建教學(xué)樓柱網(wǎng)間距較大，單柱荷載較高，且抗震設(shè)防均為乙類建筑，對(duì)抗震要求較高，又考慮到坳溝部位軟土較厚，其含水量較高，壓縮性較大，對(duì)工程建設(shè)極為不利。如采用原方案，一般天然地基顯然不能滿足設(shè)計(jì)要求，如采用預(yù)制樁，其擠土效應(yīng)易造成淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土產(chǎn)生剪切變形，從而造成已完成樁的破壞；如采用鉆孔灌注樁，以⑧層中風(fēng)化石灰?guī)r作為樁端持力層，其中風(fēng)化石灰?guī)r中有巖溶發(fā)育，需對(duì)其進(jìn)行施工勘察，并對(duì)巖溶進(jìn)行專門處理，從而造成工程造價(jià)的提高和建設(shè)工期的延長(zhǎng)。為充分運(yùn)用有利的地持條件，避讓不利的地質(zhì)因素，我院建議將方案作用適當(dāng)調(diào)整，可將綜合辦公樓、教學(xué)樓、圖書館放置于場(chǎng)地西側(cè)階地部位同，而將籃球場(chǎng)、足球場(chǎng)、停車場(chǎng)等放于場(chǎng)地坳溝部位。這樣各擬建物均可采用天然地基，而不需采用樁基礎(chǔ)，且場(chǎng)地類別、特、場(chǎng)地地段、特征周期等都能得到優(yōu)化，不僅在基礎(chǔ)類型上節(jié)約投資，也能在上部結(jié)構(gòu)上節(jié)約投資。最終建設(shè)單位采用我院建議，從而產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。通過以上兩個(gè)案例，充分說明了勘察專業(yè)在工程建設(shè)中的作用遠(yuǎn)不止為設(shè)計(jì)單位提供準(zhǔn)確可靠的地質(zhì)資料那么簡(jiǎn)單，勘察專業(yè)也應(yīng)該有自己的思想和靈魂。然而，在實(shí)際的工程實(shí)踐中，由于專業(yè)分隔、單位分隔等多種原因，造成勘察與設(shè)計(jì)兩個(gè)專業(yè)間缺少必要的溝通，從而不能選擇出最優(yōu)的建設(shè)方案。為解決以上問題，我們認(rèn)為應(yīng)該從如下兩個(gè)方面入手三、增強(qiáng)勘察人員的專業(yè)能力與職業(yè)素養(yǎng)對(duì)于從事勘察專業(yè)的人員，不僅對(duì)于各種土層的物理力學(xué)性質(zhì)、抗震參數(shù)要清楚了解，對(duì)于各種建筑物對(duì)地基土的要求也要充分了解。如有場(chǎng)地條件變化較大，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地地層條件對(duì)場(chǎng)地的建筑物布置提出優(yōu)化建議，應(yīng)充分利用有利的地質(zhì)條件，避讓與改造不利的地質(zhì)因素，從而達(dá)到建設(shè)方案優(yōu)化的目的。四、增加設(shè)計(jì)方案合理性審查環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)方案合理性審查可分為企業(yè)審查與主管部門審查兩