太原理工大学柏林校区工程地质条件与地基处置

太原理工大学柏林校区工程地质条件与地基

处置摘要：本文介绍了区域内的地质构造、地震概况,对其工程地质特性,诸如地层竖向散布和地基土的均匀性、稳固性、湿陷性和地基土的承载能力等。同时又通过对大多数工程地质报告和勘探深度范围内地层土的分析，为设计人员合理选用地基处置方案提供了参考。关键词：地质构造工程地质特性地基处置1太原盆地太原理工大学柏林校区位于太原盆地的西部，区域内的工程地质条件与太原盆地的形成历史、地质构造、地震概况紧密相关。形成历史土的工程性质与土的形成历史紧密相关。自新生代以来，太原盆地处于下降趋势，而双侧山区陆续上生，盆地底部构造复杂，断裂活动频繁，场地构造稳固性受区域构造操纵。汾河自北向南纵贯盆地中部,汾河东岸形成一级、二级阶地,二级阶地与东山洪积平原相连,西岸与西山洪积平原相连。地质构造太原盆地存在两组断裂，一组为横向断裂，即北东东一一东西向断裂；另一组为纵向断裂，即北北东一一北北西向断裂，为上新世一一第四纪断裂，活动性较强，但规模不大。由于太原盆地介于裂谷盆地之间，邻区发生的强震可阻碍到太原盆地，震害也较重。地震活动统计太原盆地为一多震区，要紧表现为次数频繁、强度较弱的特点。据统计,1304年至今，盆地发生4级以上的地震22次，最大震级级。在平面展布上,太原盆地可分3个地震带:1）盆地西缘地震带。位于西山山前断裂带。2）盆地东缘地震带。位于东山山前断裂带，是盆地内发震较多，震级较大的地域。在22次4级以上的地震中,本带达10次之多。最大的级地震就发生于此带。3）盆地中间地震带。要紧散布于太原小店区的流涧至南瓦窑一带及清徐、徐沟一带，也是区内发震较多地域。2柏林校区地形地貌太原理工大学柏林校区为原山西矿业学院老校区，位于太原市的六城区之一万柏林区，校区东西长320米，南北宽340米。校区位于汾河以西，地貌为汾河西岸I级阶地与山前洪积倾斜平原交互区。自然地理上场地南有虎峪河、北有玉门河，相对距离均为数百米，二条河流均为汾河流域季节性河流。其源头均为西山余脉，均向东排泄于汾河。现有自然地貌是由过去河流相系列的地貌单元演变而来。场地地形平缓，地面标高介于〜。区域内地下水位为〜，水位标高〜,不具侵蚀性。地层竖向散布分析区域内以往大多数工程地质报告后得知，勘探深度范围内地层土从上向下依次为：第四系全新统人工堆积物及第四系更新统河流冲、洪积地层组成，岩性要紧为人工填土、生活垃圾和建筑垃圾；I级非自重湿陷性黄土;粉质粘土、粉砂、细砂、粘土,有些土层较薄，厚度转变较大,多数情形为互夹层。场地土类型场地土类型大多为中软场地土，而且场地覆盖层厚度大于80m,多为III类建筑场地。地震烈度及地基液化依照1：100万《山西省工程抗震设防烈度图》可知，太原市抗震设防烈度为8度。场地地面以下15m之内存在饱和粉土和砂土，依照GBJ11-89建筑抗震设计标准中液化初判条件，应进行液化判定。在校区内，除西南部即高层住宅楼场地为轻微液化外，其他部份均判定为不液化。地基土的均匀性校区内各土层层面坡度局部常大于10%，可视为不均匀地基。同时，以紧缩模量加权评判也属不均匀地基。地基土的稳固性校区内未见自然不良地质现象。但“深挖洞”年代修筑的人防工程，属于人工不良地质现象。在建筑荷载作用下，防空洞周围会显现应力集中，形成塑性区，塑性区的进一步扩展将可能致使地基局部失稳，对建筑物的平安利用产生阻碍。同时，也给地基基础设计、施工带来很多问题。校区内27#住宅楼为六层砖混结构，于1997年动工，在基坑开挖时发觉建筑的西山墙恰好在南北走向的防空洞上，且洞顶面已达设计基坑开挖标高。随即对防空洞进行挖除，基础外进行封堵。由于防空洞洞底较深，挖除后分层夯填片石、级配砂石。在审底未见异样的情形下，依照原设计，地基处置进行了三七灰土换填，基础采纳了筏板基础。在一年的施工进程中，参建各方紧密观注沉降量，尤其是西山墙部份。直至目前沉降均匀，西山墙及其他墙体均未发觉裂痕。湿陷性评判依照地基土含水量的转变、地表渗水和地下水位转变，湿陷性土的湿陷品级为I级非自重湿陷性。地基土承载力上部杂填土承载力:80kPa〜100kPa;粉质粘土承载力：120kPa〜160kPa;粉细砂承载力：大于等于150kPa。校区内的29层高层住宅楼的场地土层散布见工程地质剖面图(图，地基各层土承载力标准值fk见表。3地基处置本校区地基处置要紧有换土垫层法和桩基两种。高层住宅楼地基各层土承载力标准值fk(kPa)查表法标贯法静探法理论计算及体会承载力标准值层杂填土层粉土15085130150110层粉土140808011580层中粗砂185205190层粉土1751802101901801层粉土1601351251302层粉细砂1501101401层粉细砂160200180层粉土1702201901701701层粉土140225801302层粉土165220140130150层粉土2002601502601层粉细砂2152802102层中粗砂2652607-3层中粗砂270270层卵砾石500500换土垫层法经常使用于基坑面积宽大和开挖土方量较大（且开挖时不阻碍相邻建筑物的平安利用）的回填土方工程，一样适用于地下水位较低，处置浅层软弱地基、湿陷性黄土地基、杂填土地基。在近几年，校区内的六层砖混结构住宅楼采纳了三七灰土换填及筏片基础。桩基适用于对场地要求较高的多、高层建筑。目前在基础施工中比较经常使用的桩型有钻孔灌注桩、沉管灌注桩、静压桩、高压旋喷桩、人工挖孔扩底桩等;和近几年来进展起来的超流态素砼桩、多支盘桩、钻孔桩+注浆等。人工挖孔扩底桩该桩型特点是:施工设备简单,工程本钱低;适应性强,环境污染少;成孔速度快,工期短;成桩质量容易操纵,单桩承载力高。由于受地下水位埋深及地层地质条件（如流砂、淤泥、涌水带等）的限制。沉管灌注桩该桩型为刚性桩，其特点主若是:单桩承载力高，施工速度快,工程造价低。但由于其受桩径、最大沉管深度、地层及地下水条件的制约。钻孔灌注桩是目前应用最多的一种桩基础。优势为该桩型适应范围普遍，几乎在各类复杂工程地质和水文地质条件下都能适应。缺点为由于其工程造价相对较高，且在施工中泥浆排量大，具有必然的噪声污染，在繁华市区内施工时对环境具有较大阻碍，因此不能作为首选桩型，只有在其它桩型不适应或不能知足承载力要求的情形下才选用这种桩型。校区内的29层高层住宅楼桩型选择时，由于相临建筑超级近，地下水埋较浅，其它桩型均不适应现场条件，因此采纳了钻孔钢筋混凝土灌注桩。在持力层的选择时，依照《高层建筑岩土工程勘探规程JGJ72-90》及《建筑桩基技术标准JGJ94-94》规定，原那么上选择层位厚度稳固的中低紧缩性土、粉土、中密〜密实状态的砂土，下无软弱土层或可液化土层。⑦层粉土以上各层均不知足这些要求，而⑧层卵砾石承载力很高，但层面埋深转变大，桩长太长。因此⑦层粉土作为桩端持力层，桩长36米，桩身直径800mm。 4基础选型基础的选型应依照场地岩土工程条件及建筑物的重要性，从地基稳固性、承载能力、操纵不均匀沉降和施工工期、施工难度、工程造价等方面综合分析比较。校区内要紧有三种基础形式：1） 条型基础：在初期的五层以下砖混结构中，经常使用墙下条形基础。2） 筏片基础：考虑场地的不均匀性，后期的五至六层建筑大多为此基础形式。3） 箱型基础。箱形基础突出的优势是抗震稳固性好，刚度也比较大，抗击不均匀沉降的能力也比较强。由于高层建筑一样荷载较大，对地基的附加应力阻碍范围广，因此为了减少地面产生过大荷载，就要考虑建筑物地面下设置地下室，以卸除土的自重压力，予以平稳，使基础多加稳固。目前太原市区及建造的高层建筑高度在60m乃至百米以上，其地面下都弄了1〜3层地下室，即增加了利用空间，又解决了基础稳固问题。故此，将高层建筑基础埋在地面下5〜10m是完全