拟建场地液化土横向动力特性分析_刘慧源.pdf

江西建材规划设计与勘察1232023年1 月作者简介：刘慧源（1992-），女，山西山阴人，本科，工程师，主要研究方向为岩土工程勘察。拟建场地液化土横向动力特性分析刘慧源中国建筑材料工业地质勘查中心山西总队，山西 太原 030031摘 要：文中以太原市万柏林区老年医养照护中心项目为例，通过液化土横向动力参数统计、地基土液化判别计算、液化土承载力评价与震陷影响等方面，分析液化土横向动力特性。结果表明，拟建场地液化等级为严重，液化土的最大深度为20.0m，无需考虑基础土震陷问题，拟建设场地的区段属于不利地段。关键词：岩土工程；液化土；动力特性中图分类号：TU473.1文献标志码：A文章编号：1006-2890（2023）01-0123-03Analysis of Lateral Dynamic Characteristics of Liquefied Soil at Proposed SiteLiu HuiyuanShanxi General Team of China Geological Exploration Center for Building Materials Industry,Taiyuan,Shanxi 030031Abstract:Taking the project of the elderly medical care center in Wanbailin District,Taiyuan City as an example,this paper analyzes the lateral dynamic characteristics of liquefied soil through the statistics of lateral dynamic parameters of liquefied soil,the calculation of liquefaction discrimination of foundation soil,the evaluation of bearing capacity of liquefied soil and the impact of earthquake subsidence.According to the analysis,the liquefaction grade of the proposed site is serious,and the maximum depth of liquefied soil is 20.0m;There is no need to consider the seismic settlement of the foundation soil.The section of the proposed construction site is an unfavorable section.Key words:Geotechnical engineering;Liquefied soil;Dynamic characteristics0 引言由液化土引发的地面塌陷和不均匀沉降是地震荷载作用下造成房屋建筑毁坏的主要原因。因此，研究并解决液化土已经成为建筑领域的重点问题。在实际施工中，若施工前能够对施工现场及周边开展岩土工程勘察，则能通过勘察结果实现对液化土各项动力特性的分析，从而解决实际问题1。基于此，本文以某工程项目中的勘察工作为例，开展对液化土横向动力特性的分析研究。1 工程概况太原市万柏林区老年医养照护中心位于太原市万柏林区彭西二巷与双拥路交叉口东南角，该项目拟建建筑物情况见表1。根据工况条件确定勘探方法，实测仪器采用南方 GPS RTK。勘探孔引测点共有2 个，1 个引测点位于拟建场地北侧彭西二巷与双拥路人行横道上，该点（K1）坐标和高程为（X=632671.790，Y=4195421.460，H=788.85m）；另1个引测点位于拟建场地北侧现状彭西二巷主路人行路面上，该点（K2）坐标和高程为（X=632741.660，Y=4195423.750，H=788.64m），全部勘探孔定位均由上述引测点引测所得2。为避免产生误差，确保后期施工的准确度，建议后期施工前进行复核。表1 拟建建筑物详细资料表建筑物或构筑物主楼裙房地下汽车库1#门房2#门房结构形式框架剪力墙框架框架框架框架基础形式桩基础桩基础桩基础（抗拔桩）独立柱基独立柱基建筑物尺寸/m49.520.2 26.832.7 61.166.5 5.13.45.13.4地上/地下层数11F/-2F4F/-2F-2F1F1F高度/m49.418.518.54.154.15基础埋深/m8.758.758.751.251.252 液化土横向动力参数统计在统计液化土横向动力参数时，应遵循下述原则：液化土横向动力参数指标按照现场的工程地质单位、地层分类，在统计时，首先剔除不合理、不正常的指标，然后用数理统计3标准剔除过分分散的指标，给出一个一般的区间。在选择指标时，分别选用平均值、最大值、最小值，或通过公式（1）对平均值进行修正，使其成为各指标的标准值。修正公式为：（1）式中，为液化土横向动力指标数值；为统计修正系数；为指标平均值。可通过下述公式得出：（2）江西建材规划设计与勘察1242023年1 月式中，为变异系数；n为统计频数；表示按不利组合考虑计算。根据上述论述，完成对液化土横向动力参数的统计。3 地基土液化判别计算根据初判条件进行判别，地下水位深度取近期内年最高水位（本次勘察最高水位加上1.0m）1.1m。经计算，以上4 个参数值不能满足 GB 50011-2010 建筑抗震设计规范（2016 年版）4.4.3 第3 条中的任一条件，因此，拟建场地存在液化的可能性。进一步用孔逐点判别法进行计算，采用公式（3）进行判别和评价：（3）式中，Ncr为液化土判定依据参数；N0为贯入锤次数；b为调整系数；ds为饱和土标准贯入点深度，m；dw为地下水位，m；rc为黏粒含量，%。液化判定时，测试深度和水位埋深以拟建建筑物的预计室外地坪标高为基准，根据GB 50011-2010 建筑抗震设计规范（2016 年版）判定。4 液化土承载力评价与震陷影响分析通过勘察得知，场地及周边不存在边坡，且拟建场地地形平坦。根据上述方法，通过地基土液化判别计算得到的结果记录，具体如表2 所示。表2 液化判定及液化设置计算表层号标贯深度ds/m黏粒含量rc/%实测标贯击数/N液化判定液化指数4.9514.35不液化0.0012.836.4514.76不液化0.007.9516.57不液化0.009.458.86液化5.4310.9513.75液化5.0612.458.76不液化0.0013.955.89液化1.5118.45314液化0.7619.45315液化0.07根据液化计算结果并结合液化土层分布特征综合考虑，拟建场地液化等级为严重，液化土的最大深度为20.0m，主要液化土层为层粉土、2层细砂、层中砂。结合此次勘察得到的地层揭露情况，以及通过剪切波实测得出的结果，其数值取值在150250m/s，根据相关文献研究结果3-6，对该场地进行全面分析，可以忽略软弱地基的沉降作用。本次实测的基础土体承载能力特性值是由室内土工试验、现场试验和现场施工经验等综合考虑而决定的。表3 为天然地基土承载力特征值建议数值。表3 天然地基土承载力特征值建议数值层序及岩性据物性指标fak/kPa据原位试验fak/kPa静力触探试验 fak/kPa综合建议值fak/kPa粉土10510090902细砂150150粉质黏土110120130110中砂180200180粉土150160140140层序及岩性据物性指标fak/kPa据原位试验fak/kPa静力触探试验 fak/kPa综合建议值fak/kPa1粉质黏土160160粉质黏土190210220190中砂230230粉土2102302101细砂220粉质黏土250280250粉土230260230根据曲线结合标贯击数提供数据得出，拟建老年医养照护中心主楼、裙楼、地下汽车库等各个建筑结构的持力层坡度均未超过10%，且持力层与下卧层结构之间的厚度差小于0.05b。通过数据综合分析得出，在该区域内拟建建筑物地基属于均匀地基类型。5 天然地基可行性分析以上述论述为基础，分析该项目所在位置的天然地基施工可行性。拟建1#门房基底压力为100kPa，整平标高为788.50m，基底标高为787.25m，基础埋深为1.25m，基坑开挖后地基持力层为杂填土，层填土层回填时间短，物理力学性能差，无法满足基底建设的压力要求。因此，不可直接采用天然地基进行施工。拟建2#门房基底压力为100kPa，整平标高为788.85m，基底标高为787.60m，基础埋深为1.25m，基坑开挖后地基持力层为杂填土，层填土层回填时间短，物理力学性能差，因此，同样不可采用天然地基直接开展施工工作。拟建老年医养照护中心主楼基底压力为260kPa，主要液化土层为层粉土、2层细砂、层中砂，故拟建主楼不能采用天然地基进行施工。拟建老年医养照护中心裙楼基底压力为120kPa，主要液化土层为层粉土、2层细砂、层中砂，故拟建裙楼不可采用天然地基进行施工。拟建老年医养照护中心地下汽车库基底压力为120kPa，整平标高为789.0m。地下汽车库抗震设防类别为重点设防类（乙类），拟建场地为严重液化场地，故本工程拟建地下汽车库不能采用天然地基进行施工。6 工程桩检测建议灌注桩的桩长、桩径、布桩形式由设计部门根据上部结构及实际荷载计算，并通过试桩确定。灌注桩施工前，应对混凝土配合比、坍落度等进行检查。场地地基存在层中砂或层中砂，压桩稍有困难，当设计要求或施工需要时，可采用引孔法压桩。本次勘察场地北边临彭西二巷，西边临彭村东街，东边紧邻市教委宿舍（距离约10.0m，层高为67层），南边紧邻恒大书院在建项目（距离售楼部约13.0m），即相对距离比1.0a2.0；拟建老年医养照护中心主楼、裙楼、地下汽车库的基坑开挖深度为8.75m（相对于整平标高），场地类型为类；拟建1#门房和2#门房的基坑开挖深度为1.25m（相对于整平标高），场地类型为类。根据 DBJ 04/T306-2014建筑基坑工程技术规范 3.0.4 条判定，拟建老年医养照护中心主楼、裙楼、地下汽车库基坑安全等级确定为一级；拟建1#门房和2#门房基坑安全等级为二级。拟建老年医养照护中心主楼、裙楼、地下汽车库，从安全和经济角度考虑，结合太原地区成功经验，可以考虑钻（续表）（下转第131 页）江西建材规划设计与勘察1312023年1 月下，结构基础常可采取多种形式，传统的设计和施工分开模式，往往导致设计过程侧重于安全性，高于经济性和工期要求。在EPC总承包模式下，设计单位在初始选取结构方案时，必须考虑安全性、经济性和工期的协调，在项目开展前进行基础方案类型比较，在保证安全性的前提下，选用合适的基础形式，可提高工程效率，避免资源浪费。参考文献 1 邓南，丁国鑫，陈浩平，等.多塔楼建筑工程基础设计方案选型J.佛山科学技术学院学报：自然科学版，2010，28（6）：18-23.2 马春来.广州萝岗万达广场结构选型方案论证J.建筑建材装饰，2020（19）：103-104.3 骆炜.某商业项目基础方案选型分析 J.建材与装饰，2015（48）：70-71.4 张玮鹏，陈帅光，黄湖亮.高层建筑地基基础方案选型分析J.广东建材，2017，33（8）：61-64.5 陈信春.某工程基础方案选型实例分析J.山西建筑，2015，41（4）：65-66.6 陈云琴.某高层办公楼设计中的基础方案选型分析J.福建建设科技，2014（4）：35-38.7 柏孝辉.多层商业楼基础方案优化设计J.装饰装修天地，2020（4）：163.8 李庆文，唐百晓.超高层地基模型的简化及基坑底部等效刚度公式的推导J.科教导刊，2009（36）：113，158.9 龚耀清，李珂.考虑地基变形时超高层建筑束筒结构的半解析自由振动分析J.工程力学，2008，25（8）：97-103.参考文献 1 裴玉娜，温亚斌.浅谈光岳楼的修缮与文化遗产保护J.住宅科技，2012，32（5）：40-43.2 李欣.BIM 技术在古建筑保护中的应用研究J.绿色环保建材，2019（3）：234，237.3 潘鑫晨，肖奕萱.基于 BIM 多维技术的古建筑保护思想初探J.建筑工程技术与设计，2015（27）：94.4 孙文，刘赟，杨全兵.基于 BIM 技术及三维激光扫描技术的古建筑修复保护研究J.中国建材科技，2019，28（3）：144-145.5 石若利.BIM 技术、三维扫描技术、GIS 技术在古建筑修复保护中的运用研究J.软件，2020，41（9）：123-126.6 王瑶瑶.基于 LiDAR 遥感的古建筑文化遗产三维重建与数字化保护研究D.济南：山东建筑大学，2019.3 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