基于岩土工程勘察技术的桩型方案选择探究.pdf

2023年4月江西建材程技术与应用基于岩土工程勘察技术的桩型方案选择探究刘贤德，赵伟河，祁荣伟，胡仁立1.中化地质矿山总局山东地质勘查院，山东济南250013;2.绿地集团济南绿能置业有限公司，山东济南250012;3.山东建勘集团有限公司，山东济南250031摘要：文中以实际工程为研究对象，简要阐述了岩土工程勘察过程，并结合勘察结果对边坡稳定性以及基础选型方案进行深入分析。得出如下结论：（1）本工程设计坡比的稳定系数满足规范要求，天然工况、暴雨工况以及地震工况稳定系数分别为2.3 0 3、1.18 7以及2.18 0；（2）结合工程地质条件，根据不同建筑物类型以及不同持力层分别给出基础建议方案。关键词：勘察技术；桩基础；基础选型中图分类号：TU473.1文献标识码：A文章编号：10 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 4-0 2 5 1-0 3Research on Pile Type Scheme Selection Based on GeotechnicalEngineering Investigation TechnologyLiu Xiande,Zhao Weihe,Qi Rongwei,Hu Renlis1.Shandong Geological Exploration Institute of CCGMB,Jinan,Shandong 250013;2.Greenland Group Jinan Lvneng Real Estate Co.Ltd.,Jinan,Shandong 250012;3.Shandong Jiankan Group Co.Ltd.,Jinan,Shandong 250013Abstract:Taking the actual project as the research object,this paper briefly expounds the process of Geotechnical investigation,and deeplyanalyzes the slope stability and foundation selection scheme based on the investigation results.The following conclusions are drawn:(1)The stability coefficient of the design slope ratio of the project meets the specification requirements,and the stability coefficients of naturalcondition,rainstorm condition and earthquake condition are 2.303,1.187 and 2.180 respectively;(2)Based on the engineering geologicalconditions,provide foundation recommendations for different building types and bearing layers.Key words:Exploitation technique;Pile foundation;Basic selection0引言随着城市化进程的不断深入，城市内建筑数量不断增加，且高层建筑数量逐年增加，大大促进了建筑行业的发展，同时也为工程建设带来了新的挑战 。在工程建设过程中，往往会出现天然基础无法满足工程建设需求的情况，此时需要采用桩基础保证建筑结构安全 2-4。桩基础的选择主要根据建筑物上部结构体系以及岩土体力学性质综合考虑，因此，勘察结果对基础选型具有十分重要的影响 5 。为进一步明确岩土工程勘察成果在基础选型中的应用要点，文中以实际工程为研究对象，分析了边坡稳定性以及基础选型中勘察结果的应用要点，具体研究内容如下。1工程概况本工程为一公园建设项目，本次勘察为第一期，构筑物主要有游步道、观景阁、空中廊桥、车库，车库有地下室分布。其中，观景廊桥位于滨江道路侧，向江边延伸，廊桥下为湿地景观植物。本次勘察以工程地质钻探为主，并辅以工程地质测绘、现场原位测试、室内岩土检测等勘察手段。本次勘察范围共布置勘察钻孔2 9 7 个，剖面线9 2 条。根据工程评价需要确定测绘范作者简介：刘贤德（19 8 2-），男，山东日照人，本科，工程师，主要研究方向为岩土工程勘察。围为拟建场地及其周边5 0 10 0 m以内。2勘察成果简述2.1勘察方案制定2.1.1观景廊桥结合水文地质调查需要，勘察方案拟将机械钻孔取样兼顾地下水取样点布设。机械钻孔布设在地貌地质等条件特殊和构筑物布设具有代表性的区域，且相邻机械采样钻孔间距不宜超过5 0 m，在避免出现异常地质漏探的前提下，尽量节省投入。2.1.2观景平台观景平台区域基岩埋深较浅，而观景平台桩基承受较大的竖向荷载，且受到水平推力不小，设计桩基需要嵌人基岩，因此应采用机械钻孔勘探方式，钻芯取样，确定端呈桩持力层相关岩土物理参数。单个群桩基础平面范围四角布设勘探点，在群桩基础尺度较大的方向上，需在特征位置按照一定间距要求增设勘探点位，本次设计观景平台纵向尺度较大，除在端部布置勘探点位外，端部之间间隔10 m再设置勘探点位。2.2地形地貌与地层岩性拟建场地原始地貌属构造剥蚀浅丘地貌，斜坡及冲沟地形，地形坡角一般为2 5。场地位于河流阶地，地势总体较为平坦，局部较陡。东侧高西侧较低，场地地面高程在2 5 3 2 9 8 m之间，相对高差约为45 m。拟建场地位于龙凤场向斜南侧，为单斜252.下转第2 5 5 页）2023年4月工程技术与应用江西建材岩层产出，岩层产状：3 0 乙3，岩层层面平直光滑，呈闭合状，一般未见充填物；砂岩、泥岩接触面结合很差，为软弱结构面。中等风化岩体较完整。场地岩土体物理力学性质见表1所示。表1场地部分岩土体物理力学参数表内摩压缩压缩标贯侧摩层厚重度粘聚力层号擦角系数模量击数阻力/m/(kN/m)/kPa/MPa1/MPa/N/kPa素0.4553填土淤泥质粉12.9417.7913.44.50.712.981.99质黏土10.8118.965.927.70.1510.9912.194粉砂黏4.5117.8120.019.60.385.276.890质粉土?13.4219.0844.910.40.296.459.070黏土黏土3.8819.4059.611.70.189.5913.1120粉砂19.106.126.90.1610.8823.71802.3水文地质条件场区构造条件简单，基岩以泥岩、砂岩为主，地下水主要赋存于地势低洼地带的砂岩裂隙和松散土层中，由于裂隙不发育且土层厚度差异大，场地地下水水量贫乏，主要为局部土层中上层滞水和少量的低洼地带的砂岩裂隙水。3稳定性评价及桩型选取根据岩土工程勘察结果，结合工程建设实际，本章对场地内边坡稳定性进行了分析，同时结合建筑物类型与岩土工程勘察成果，选择持力层，最后根据持力层选择结果对空中廊桥、游步道以及车库部分基础选型进行分析，具体如下。3.1稳定性评价路堤沿岩土界面滑动的稳定性分析可采用不平衡推力法计算其稳定系数，计算公式如下 6-7 1E,=Wo,sin,c,l,+W.cos,tan,+E.-(1)FStan g,sin(i-,)di-,=cos(i-1-,)（2)Fs式中，Woi：第i个土条的重力与外加竖向荷载之和（kN）；ai：第i个土条底滑面的倾角（）；cCi、Q i：第i个土条底的黏聚力（kPa）和内摩擦角（）；l：第i个土条底滑面的长度（m）；ai-1：第i-1个土条底滑面的倾角（）；E-1：第i-1个土条传递给第i个土条的下滑力（kN）。根据土工试验结果填土天然重度取19.3 0 kN/m，填土饱和重度取2 0.10 kN/m。岩土界面处土体参数取值：天然粘聚力取18.00kPa，天然内摩擦角,取5，饱和粘聚力取10.0 0 kPa，饱和内摩擦角取8。本工程中以17-17 剖面为例，按照1：1.5坡率回填后坡体结构计算模型如图1。EI67.16E255.18E3E448.72E5E6E736.71E8E912.994.57E106.797.20E16.906.20E125.234.30图1稳定性计算模型本次稳定性计算采用天然工况、暴雨工况、地震工况。路堤达坡天然工况的稳定安全系数取1.3 0，暴雨工况的稳定安全系数取1.20，地震工况的稳定安全系数取1.2 0。计算结果如表2 所示，由表2 可知在天然工况、暴雨工况、地震工况下，处于稳定状态。表2 达边坡稳定性计算结果模型计算工况稳定系数安全系数剩余下滑力/（kN/m）稳定状态天然工况2.3031.300稳定17 17暴雨工况1.1871.200稳定剖面地震工况2.1801.200稳定3.2持力层选择根据地质勘查结果发现，场地内第四系填土层结构松散，均匀性差，厚度变化较大，不宜直接作为拟建物基础的持力层；粉质黏土厚度变化较大，强度低，厚度变化较大，物理力学性质差异大，易造成不均匀沉降，不宜作为拟建物基础的持力层；卵石土分布局限，均匀性差，厚度变化较大，可作为游步道持力层。强风化、中等风化层基岩层位稳定，力学性质较好，可作为拟建物基础持力层。3.3基础选型结合工程实际以及工程地质条件，拟采用桩基础，根据相关规范要求，以中风化砂泥岩作为基础持力层，建筑物的单桩竖向极限承载力标准值计算如下 8 Quk=Qsk+Qk+O=UZ5sqsil,+U5frh,+5,freA,(3)式中，Quk：单桩竖向极限承载力标准值（kPa）；Q s k、Q k vQpk：土的总极限侧阻力、嵌岩段总极限侧阻力、总极限端阻力标准值（kPa）；U：桩身周长（m）；s i：覆盖层第i层土的侧阻力发挥系数;qsik：桩周第i层土的极限侧阻力标准值（kPa）;f e：岩石饱和单轴抗压强度标准值（kPa）;h,：桩身嵌岩深度（m），超过5 d时，取hr=5d；、：嵌岩段侧阻力和端阻力修正系数。根据计算结果结合持力层埋深、拟建物结构型式及基础荷载情况，建议以中等风化基岩为基础持力层，具体建议地基持力层及基础型式如表3。表3建议各拟建物地基持力层及基础型式楼层单位拟建物总荷重拟建物荷重建议持力层基础型式层数/kN/(kN/m)空中廊桥1F30kN/m14128.20kN中等风化基岩桩基础天然基础、车库2F30kN/m36122.10kN中等风化基岩桩基础碾压夯实后的天然基游步道/填筑土、卵石础、碎石桩土及基岩基础4结语（1）本工程设计坡比的稳定系数满足规范要求，天然工况、暴雨工况以及地震工况稳定系数分别为2.3 0 3、1.18 7 以及2.180。（2）结合工程地质条件，根据不同建筑物类型以及不同持力层分别给出基础建议方案，例如空中廊桥部分持力层为中风化基岩，推荐基础形式为桩基础；游步道持力层选择夯实后的填筑土、卵石层以及基岩，推荐基础类型为天然基础和碎石桩基础。参考文献【1蒙晓红，方崇，罗捷.桩基础选型的模糊优化方法J】.广西大255上接第2 5 2 页）上接第2 5 0 页）江西建材2023年4月工程技术与应用性，可以满足市政桥梁现浇混凝土箱梁的施工要求。3结语目前，我国市政桥梁工程中，现浇混凝土箱梁早期开裂现象普遍存在。为提升现浇混凝土箱梁质量，本文深人研究了箱梁预应力张拉施工技术，并依托实际工程，证明了该技术具有一定实用性。当然，本文仅基于对称张拉进行了研究，在实际市政桥梁施工中可能会出现非对称张拉，今后需针对预应力钢束的非对称张拉做进一步的研究，为我国市政桥梁工程的发展提供理论助力。参考文献1 马培新，张永水，刘林，等.高海拔峡谷地带高墩桥梁风致行车安全性分析J】.重庆交通大学学报：自然科学版，2 0 2 0（8）：72-76.2袁涛，祝志文，陈魏，等。增设观光电梯的超大跨桥梁塔柱风荷载与气动干扰特性J.工业建筑，2 0 2 0，5 6 7（4）：142-148.3夏飞龙，王林凯，刘志文，等.识别桥梁断面颤振临界风速的一种新方法J】.公路，2 0 19，6 4（8）：5 9-6 5.4刘高，陈上有，王昆鹏，等.跨海公铁两用桥梁车桥风浪流耦合振动研究J】.土木工程学报，2 0 19，5 2（4）：7 6-9 1.5董锐，葛耀君，杨昕，等.大跨度桥梁多目标等效静力风荷载基向量法J】.土木工程学报，2 0 19，5 2（7）：110-117.6邹思敏，何旭辉，王汉封，等.横风作用下高速列车桥梁系统气动特性风洞试验J.交通运输工程学报，2 0 2 0（1）：13 2-13 9.5.2工期效益可周转式垂直水平双向吊运装置设备制作简单，便于拆卸，吊运灵活。吊装时，相比传统的塔吊吊装单元块体，吊运速度显著提升。吊块吊装到指定位置时，卸装时间缩减，工人施工难度降低，节约工期至少8 4d。5.3社会效益自行设计的独立吊车和环形轨道方案，有效填补了公司空白，使得幕墙工程更加高效安全，获得了一致好评，提升了企业形象。6结语该技术在扬子科创中心三期项目中的应用结果与其他工艺相比，控制措施合理有效，工艺更加安全可靠，节省了工期；该工艺能够很好地对吊装设备进行周转，在一定程度上降低了成本。该工艺吊装方式先进，有效地减少吊装过程中的碰撞，能够很好地解决当前吊装中存在的问题，具有广阔的应用前景。学学报（自然科学版），2 0 0 5（3）：2 0 7-2 10.2吴正群.工程勘察中桩基础的选型与考虑因素分析J】.砖瓦，2023,421（1):7 4-7 6,8 0.3林良进.地基处理选择与桩基选型研究【D.厦门：厦门大学，2009.4刘胜.试论岩土工程勘察报告中建筑工程基础选型的若干问题J.建材与装饰（下旬刊），2 0 0 8（4）：3 0 7-3 0 8.【5】李军伟.建筑工程勘察对基础选型的影响分析J.低碳世界，2013（16)：13 0-13 1.【7】左太辉，何旭辉，邹云峰，等，紊流影响下车桥系统气动力特性风洞试验J】中国公路学报，2 0 19，3 2（10）：17 8-19 0.8草韩旭，彭栋，向活跃，等.横风作用下高速铁路桥梁全封闭声屏障气动特性的风洞试验研究J】.铁道建筑，2 0 19，5 9（7）：15 1-155.9裴城，马存明，王明志，等.紊流积分尺度对典型桥梁断面静力系数影响规律的风洞试验研究J.土木工程学报，2 0 2 0，5 3（1）：64-72.【10】朱青，陈文天，朱乐东，等.大攻角下超大跨度斜拉桥颤振性能节段模型风洞试验J.中国公路学报，2 0 19，3 2（10）：6 7-7 4.【11】韦远武，號韬，张鹏程，等.脉动风场覆冰导线动态气动力特性研究J】.振动与冲击，2 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