时间:2014-08-05 16:52 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:高伟 点击次数:
摘要:本文介绍了位于北京平原全新世地区的某建校工程的工程概况,并对该工程的土层进行了分析,给出了水文地质条件和地基处理措施,实践证明,效果良好。
关键词:平原全新世地区;土层分析;水文地质;地基处理
京郊平原全新世地区,主要指永定河泛滥平原和潮白河冲积平原,两个河系冲积平原,从岩性上均是沙土类土,从构造上均是分层布局,形成年代均在约距今2000一8000年。在永定河泛滥平原上有石景山、丰台、大兴;在潮白河冲积平原上有怀柔、顺义、通县(区),其间密布广大农村。
1 .工程概况
化工部设计院,承接了北京顺义高等医专新建校工程设计,该校座落在顺义城东南潮白河畔。根据土建设计提出的勘察技术要求和有关规范,对工程地质做了较有力度的勘察。仅在260m×150m范围内做了25 孔,计250m掘进尺,取出近百个土样,测得了物理力学性质分析结果:第一层为耕土,第二层为填土,第三层为亚粘土,第四层为轻亚粘土,第五层为粗砂(埋深为3一4.5m)。
2 .土层分析
2 .1各主要土层的基本情况
(1)耕土:黄褐色,含大量植物根、砖块、煤渣,松散,湿,厚度0.4一0.6m,在场地内均有分布。
(2)填土:黄褐色一杂色一黑色。23号孔、22号孔揭露是以亚粘土为主的素填土,夹有红色、青色砖块、石块。21 号孔揭露的填土含有腐植质具有臭味的烂泥,夹有发霉的麦草、青砖块、朽木等。厚0.9~2.3m,可塑一软塑,湿一饱和。该处原与大东庄池塘相连,近十几年才填平。标贯击数,N63.5:1。
(3)亚钻土:黄褐色一棕黄色。含氧化铁和钙质结核,夹腐植质团块和轻亚粘土薄层。可塑一软塑,湿一很湿。厚度0.5~1.1m,底板埋深1.5m左右。分布不稳定,呈条带出现在场地西北部、中部和东南部。e=0.812,a1-2=0.057,属高压缩性土。
(4)轻亚粘土:褐黄色,土质较均匀,含氧化铁、云母碎片、钙质结核,结核粒径1.5cm左右,夹细砂薄层。可塑一软塑,很湿一饱和,厚度0.6~3.5m。该层由东南向西北逐渐变厚,场内均有分布,西北部较深,底板埋深3~4m,东南部浅,埋深仅1m左右,主要物理力学性质一般值:e=0.65,a1-2=0.018,属中等压缩性土。
(5)粉砂:褐黄色、灰白色。含云母、石英,粒径均匀。局部地段含有少量氧化铁,夹轻亚粘土薄层。22号孔处为淤泥质细砂,并含黑色腐植质具臭味,饱和,中密。由北向南由粉砂渐变为细砂。厚度1~4m,平均2.5m,场内均有分布,北部、西部较厚,向东南逐渐变薄,埋深由西部、北部3 m左右向东南变为1m,是场内一个含水层。在钻探中出现塌孔、涌砂、冒水。标贯击数,15-37。e=0.649,a1-2=0.007,Dr=0.84。
(6)轻亚粘土:青灰色,土质较均匀,含云母踪局部含腐植质。可塑一软塑,饱和。厚度1~4m,平均3m。分布稳定,遍及场地。该层在南部、中部较厚,北部较薄。底部有一层粉砂层,该砂层厚0.5~1m。9号孔、6号孔处最厚,向东逐渐变薄于1号、7号孔处尖灭,向西于10号孔处变薄尖灭。西南部相邻2号孔,北部相邻11号孔均未出现,呈透镜体存在。N63.5:10~24,主要物理力学性质:e=0.783,a1-2=0.019,属中等压缩性土。
(7)亚粘土:青灰色,土质较均匀,致密,含氧化铁,局部含少量腐植质黑色斑点,可塑一软塑,饱和。该层埋深6m左右。本次钻探孔深15 m未揭穿,属中等压缩性土。
该层在南部、东南部7m深左右分别夹一层轻亚粘土层和一粉砂层。因两夹层较厚分别叙述如下:
①轻亚粘土:该夹层在1号孔附近埋深6.5m,厚1.4m。延伸到7号孔以北尖灭,仅分布在南部及东南部。标贯击数:11-12。主要物理力学性质:e=0.691,a1-2=0.016,属中等压缩性土。
②粉砂层:该砂层仅分布在东南部1号孔到8号孔闸,在2号孔以西尖灭,相邻6号孔、9号孔内未见到,可见此砂层向场地东南部延伸。埋深7.4m,厚1.2m,在钻探中出现塌孔、涌砂、冒水现象,标贯击数:15。
3.地基处理措施
(1)耕土、素填土结构较松散,第(3)黄褐色亚粘土层分布不均,均不宜作建筑物天然基础。
(2)第(4)层褐色轻亚粘土,分布稳定,厚度适宜,可作为建筑物的天然地基,〔R〕=0.18MPa。
(3)第(5)粉砂层,位于地下水位以下,饱和中密,[ R ] =0.14 MPa。
经野外采用标准贯入试验鉴定,该粉砂层实际标贯击数N63.5= 9~37。通过“规范”中砂土液化评价公式计算,砂土液化临界标贯击数:7.98~11.72。N63.5>Nl,该层砂土无液化可能。
(4)第(6)轻亚粘土层、第(7)亚粘土层允许承载力[R]按如下值采用:
第(6)轻亚粘土层[R]=0.16 MPa
第(7)亚粘土层:① 亚粘土:[R] =0.16 MPa
② 粉砂:[R] =0.14 MPa
③ 轻亚粘土:[R] =0.18 Mpa
(5)场地东北部21号孔附近,为拟建锅炉房基础,该处是新近填土,原为沟塘边缘,填土厚2.3m,均系软塑到流塑,含大量有机质的淤泥,标贯击数:L9,为此建议锅炉房位置向南移。
(6)教学楼东侧基础处,岩性不均,东北角8 号孔处为亚粘土直接覆盖在饱和砂层上,东南角第④轻亚粘土层厚0.7m,为防止建筑物产生不均匀沉陷,建议对地基做适当处理,换填同一性质的土。
(7)场地周围及在场地内,不宜挖掘低于第(5)粉砂层覆盖厚度的沟壕,以免砂层外露,破坏砂层的结构。
(8)拟建场地地下水对混凝土不具浸蚀性。
(9)场地所在地区地震基本烈度为8度。
(10)场地所在地区冻结深度为0.85m。
(11)建筑场地位于潮白河附近,为冲积成因的土层,岩性变化较大,建议基础开挖后应进行开槽验证。
4 .实际应用
从调查咨询了解到,本地区地基基础设计出于保险,习惯于深挖换土,即挖土至粉砂层,换置天然级配砂石,个别工程换土深度有4.5m的记录。在初设阶段,设计者对地基和基础设计做了宏观的技术经济分析,认为采用浅基是经济的,特别是本地区地下水位高,浅基为施工提供很大方便。在进行施工图设计时,为了解决硬基软土受力传递的突变性,在刚性基础与轻亚粘土之间做一步200mm厚的灰土垫层;为了解决轻亚粘土层薄厚不均可能带来的副作用:对于过薄的轻亚粘土层采用同类土夯填,对此部分条形基础做加宽和加强筋;对基础墙外侧沟槽用灰土夯填;墙外做成加宽型散水,采用一次浇筑加厚混凝土;与外墙接缝处用油豪麻辫塞填牢固,对与外墙相距小于3m的检查井做成混凝土结构;上水水管道穿墙均做成加长套管;建议建筑学专业布置局部高层时,要特别注意地基强弱的分布特点。对于影响地基使用的特殊情况做了特殊处理。如教育楼外4m有一条农用混凝土水管,为防止漏水对地基塑性的影响,在管道与建筑物间做一条φ300混凝土孔管,及时将渗出水疏干,在建筑物施工后,又做了地基沉降对比试验。对于采取特殊的部位进行使用观察,经使用13 年来均未发生质量问题。经过实践验证的地基设计方法,又在顺义城西部公路三段办公楼和铁十六局医院大楼等工程中推广使用,均取得了理想的效果。
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