摘要:本文结合区域地层成因及分布情况,从勘察角度浅述了地基土特点,介绍了当地常用基础类型及其各自施工中需要注意的要点。
关键词:地基土;预应力管桩;钻孔灌注桩
一、淮安地理位置及地貌概况
淮安地处江淮平原北部,北接连云港,东北接盐城市,东南接扬州市,南邻省会南京市,西北接宿迁市。全市地处江苏省长江以北的核心地区,淮安市区基本位于淮安市中心部位。市区共有4条主要河流,自北向南依次为盐河、古黄河、里运河及京杭大运河。河流均为东西向横穿市区。地貌类型为黄泛冲积平原,区域地质构造位于中国东部新华夏系第二巨型隆起带与秦岭—昆仑维向构造带和淮阳山字形东翼反射弧外带相复合部位。本区域新构造运动缓慢,属较稳定区。
二、区域地层概况
据区域地质资料,市区范围内松散层较厚(达200m以上)。对于一般工程建设所涉及的地层均为第四系地层,大致分布见下表1。
区域地层简表表1
淮安市区地势由北向南缓慢降低,最高的城北淮阴区高程可达17.0m左右,最低的城南清浦区只有9.0m左右(1985国家高程系统)。市区内小范围场地地层分布一般很稳定,局部由于古黄河冲积左右,岩土类别差异较大。本文选用较有代表性的《淮安市运河明珠》地层为例,浅谈地基土性状及基础选用注意事项。
《淮安市运河明珠》土层指标简表表2
层号 名称 时代 厚度 承载力
特征值 含水率 塑性指数 液性指数 直剪 压缩系数 压缩模量 自由
膨胀率
(m) (kPa) W(%) Ip IL C(kPa) Φ(度) a0.1-0.2 Es0.1-0.2 δef(%)
② 粉土 Q4 2~4 100 29.5 8.6 0.70 13.0 23.3 0.33 7.0
③1 粉质粘土 Q3 4.5 190 24.3 16.8 0.26 49.0 16.9 0.25 7.28 22.1~34.8
③2 粉砂夹粉土 Q3 3 180 20.6 10.0 27.1 0.15 13.17
③3 粘土 Q3 23 280 26.2 21.9 0.11 68.0 20.9 0.18 10.64 43.2~48.0
③4 中粗砂 Q3 10 300 15.2 5.0 32.3 0.14 11.73
三、天然浅基础分析
淮安市区表层普遍分布全新世冲积形成的②层粉土层,该层粉土为灰色、灰黄色,稍密状为主,厚度约3~5m。最大的特点是夹薄层软土(淤泥质粉质粘土),均匀性差。市区低层、多层建筑采用浅基础基本多以该层粉土为基础持力层。根据当地多年的工程经验,该层粉土承载力特征值一般为100~110kPa左右。
由于该层粉土夹软弱夹层,均匀性差,一般具轻微液化(局部区域中等液化),野外勘察时应充分查明地基土分布及软弱夹层分布情况。综合考虑上部建筑结构荷载特点、建筑物对地基允许变形特征、地基土均匀性、液化等级等各种因素后,提供准确的承载力及变形设计参数,必要时应建议地基改良方法。
区域地下水位较高,特别是雨季施工,基槽开挖一定要进行降水工作,一般浅基础的基槽较浅,可采用轻型井点降水方式。该层粉土易受人为扰动,机械施工时应在基底设计标高以上预留一定厚度的土(一般20cm以上),改用人工挖除。验槽人员应采用钢钎对基槽进行均匀钎探,验证地层与报告是否相符,查找有无未查明地层分布,确保天然地基的安全性。
四、桩基础分析
本地区常用的桩基础为预制桩和钻孔灌注桩两种类型,参考本文中表2地层,对于一般的多层建筑,由于单桩承载力要求较低,一般短桩可满足承载要求,可以③2层或③3层的上部为桩端持力层,采用预制桩。但对于荷载大的高层建筑,桩要求较长,深部地层强度很高,给沉桩带来一定难度。下面简述当地常用的预应力管桩及钻孔灌注桩的注意事项。
预应力管装:具有桩身强度高、单位面积承载力高、可提前预制等优点,大大缩短了工期,在本地区广泛应用。由于深部的粘性土层,强度高;砂土层,密实度高,超孔隙水压力的影响,桩很难顺利压入设计深度,而锤击法,震动噪音大,影响周围环境,市区内不宜采用该沉桩方法。预钻孔可解决静压沉桩的困难,并可减轻挤土效应带来的不良影响。不少项目由于挤土效应造成了桩偏移较大,严重影响了桩基质量。施工前应编制合理的施工组织方案,合理的施工顺利以防止桩体偏移及上浮。
施工时应严格控制桩入土的垂直度,一般在水平面上垂直的两个方向设置经纬仪观测垂直度。每根桩成桩后应测量桩顶坐标及高程,便于施工过程监测,控制施工顺序及沉桩速度,对于复测出上浮的桩应进行复压。
钻孔灌注桩:淮安市区上部地层均为土层,故钻孔灌注桩成孔较容易,目前在淮安市区大型工程中是最主要的桩基方案。由于③3粘土呈硬塑状,夹大量的钙质结核,具弱膨胀潜势,钻孔桩成孔后大量的钙质结核沉积于孔底,孔壁形成很厚的泥皮,大大增加了沉渣厚度,影响了侧阻力的发挥,故需加强清孔工作,确保孔底沉渣及孔径符合要求。
近年来挤扩多支盘砼灌注桩作为新技术推广项目,当地个别项目采用了该桩型,单桩承载力得到了明显提高,但是缺点是施工程序复杂,支盘的完好性难以检测,目前本地区尚未大面积施工,有待进一步实践、推广。
五、结束语
由于淮安市区部分地区地基土类别差异较大,但深部基本为硬塑状粘性土和密实的砂性土,所以本文仅以其中一个项目的地层进行浅述,主要浅谈了本地区常用的基础类型及各自在勘察、施工中应注意的几个要点。
参考文献
[1]《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)中国建筑工业出版社,2008北京
[2]《工程地质手册》(第四版)中国建筑工业出版社
[3]《区域水文地质普查报告》(清江幅)1:20万
[4]张忠苗主编《桩基工程》中国建筑工业出版社2007年
[5]汤光威编写《淮安市运河明珠》岩土工程勘察报告(编号2007477-1)