摘要:以河流凸岸處工程地質(zhì)問題為研究對象,結(jié)合佛山市順德區(qū)勒流街道某商品房項目巖土工程勘察,探析項目周邊地形地貌與地質(zhì)的關(guān)系、巖土工程地質(zhì)特點、水文地質(zhì)情況,以及根據(jù)該地質(zhì)情況,分析該項目樁基礎(chǔ)工程施工及基坑支護工程施工時可能遇到的相關(guān)問題及處理方案。通過對該項目的實際情況進(jìn)行綜合分析,總結(jié)了寶貴的經(jīng)驗和教訓(xùn),為今后類似工程項目提供了有益的參考和借鑒。
關(guān)鍵詞:河流凸岸巖土工程地質(zhì)特點工程問題處理方案
Discussiononengineeringsurveyonriverconvexbanks
——TakeaCommercialHousingProjectinShundeasAnExample
ZHOUShengbin
GuangdongShunxieEngineeringsurvryCo.,Ltccbcaea19d6d334e98ffffd33a2ceac203af3601521dcbfb01eb19a5872c1fb8d.,F(xiàn)oshan,GuangdongProvince,528300China
Abstract:Takingtheengineeringgeologicalproblemsattheriverconvexbankastheresearchobject,combinedwiththegeotechnicalengineeringinvestigationofacommercialhousingprojectinLeliuStreet,ShundeDistrict,F(xiàn)oshanCity,therelationshipbetweenthetopographyandgeologyaroundtheproject,thegeotechnicalgeologicalcharacteristics,thehydrogeologicalconditions,andtheBasedonthegeologicalconditions,analyzetherelatedproblemsandtreatmentplansthatmaybeencounteredduringtheconstructionofthepilefoundationengineeringandfoundationpitsupportengineeringoftheproject.Throughacomprehensiveanalysisoftheactualsituationoftheproject,valuableexperiencesandlessonsweresummarized,whichprovidedusefulreferenceandreferenceforsimilarprojectsinthefuture.
Keywords:Riverbank;Geotechnicalgeologicalcharacteristics;Engineeringproblems;Solutions
佛山市某開發(fā)公司擬在佛山市順德區(qū)勒流街道興建某商品房項目,項目為位于甘竹溪凸岸邊上的河間地塊(如圖1所示)。甘竹溪從甘竹灘起,至三漕口匯入北江順德水道,長14.6km,河寬100~300m。甘竹溪流向自北向南,因為受到地轉(zhuǎn)偏向力影響,在北半球,河流右岸一般情況較為容易受到侵蝕而成為凹岸,而左岸則因為水流流速減慢,水中攜帶的泥沙沉積而逐漸堆積成為凸岸。凸岸的形成與地形地貌有密切的關(guān)系,分析該項目凸岸的工程地質(zhì)特點、凸岸的水文地質(zhì)情況,對工程施工尤為重要。因此,就以上幾點進(jìn)行探討,以尋求解決項目施工樁基礎(chǔ)工程及基坑工程時可能遇到的問題及其處理方案。
1.凸岸的形成與地形地貌的關(guān)系
河流凸岸的形成與地形地貌之間存在密切的關(guān)系,具體表現(xiàn)為以下幾個方面。
1.1河流彎曲度
彎曲的河流段更容易形成凸岸。在河流拐彎處,水流的離心力會使河水沖向外側(cè)河岸,導(dǎo)致外側(cè)河岸受到侵蝕,形成凸岸。
1.2坡度與落差
較平緩的坡度和較小的落差有利于凸岸的形成。平緩的地形使水流速度相對較慢,更容易發(fā)生沉積。
1.3河岸質(zhì)地
軟弱的河岸質(zhì)地,如砂土、泥土等,更容易受到水流的侵蝕和沉積作用,從而形成凸岸。
1.4河谷寬度
較寬的河谷水流流速減慢,導(dǎo)致泥土及砂土沉積,可能更容易形成凸岸。
2項目凸岸的工程地質(zhì)特點
該項目進(jìn)行了工程勘察,場區(qū)屬于沖積平原地貌,第四系土層為填土、沖積土;基巖為白堊系地層,巖性為泥質(zhì)粉砂巖,自上而下敘述如下:①1層碎石素填土及砂性素填土、②1層粉質(zhì)黏土、②2層淤泥質(zhì)土、②3層粉砂、②4層細(xì)砂、②5層淤泥質(zhì)土、②6層粉質(zhì)黏土、②7層圓礫,基巖為白堊系(K)地層,巖性為粉砂質(zhì)泥巖,④1層全風(fēng)化巖該場區(qū)缺失,揭露④2層強風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖與④3層中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖,其中,④2層夾有中風(fēng)化夾層。
河流凸岸的工程地質(zhì)特點具體敘述如下。
(1)工程勘察報告揭露的沖積層有粉砂層、細(xì)砂層、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、圓礫層,表明土體的工程性質(zhì)較為復(fù)雜。
(2)流水對沉積物顆粒的搬運方式也會影響顆粒大小分布。沖積層的沉積物以砂土為主,當(dāng)水流速度較大時垂直方向上粗大較重的顆粒先沉積,當(dāng)水流流速較小時候,細(xì)小顆粒沉積,最后表現(xiàn)為上細(xì)下粗的特征,構(gòu)造上為板狀交錯層理或平行層理。
(3)河水的升降對凸岸的地質(zhì)影響較大,當(dāng)河水上升時,會帶來更多的泥砂,增加沉積作用,河水下降時,侵蝕作用可能相對加強,因此該地區(qū)的沖積層一般都比較厚。
(4)在河水的長期侵蝕下,該地區(qū)的土體強度一般較低,承載能力相對較差。因此,勘察報告中描述的粉細(xì)砂層密實度松散~稍密為主,圓礫層密實度為稍密~中密為主。
(5)河流沉積相的沉積物,一般粉細(xì)砂及圓礫層分選性較好,因為滲透性較強,在與河水的水力聯(lián)系過程中,影響地下水的流動。
(6)勘察資料顯示強風(fēng)化巖面26.70~44.20m,表明受到河流下切侵蝕以及河流階地抬升影響,在長時間的沉積時間,造成該地區(qū)基巖埋藏較深。
3凸岸水文地質(zhì)情況與水文地質(zhì)問題
3.1凸岸水文地質(zhì)情況
根據(jù)勘察報告顯示:擬建場地的地下水類型可分為兩類。一類為孔隙水,主要賦存于沖積層中,其中①1層碎石素填土富水性較強,為強透水性;①2層砂性素填土富水性較強,為中等透水性,為上層滯水;②1、②6層粉質(zhì)黏土,其富水性為弱富水性,透水性為為微透水性;②2、②5層淤泥質(zhì)土,其富水性為弱富水性,透水性為微透水性;②3層粉砂,其富水性為弱富水性,透水性為弱透水性;②4層細(xì)砂,富水性為中等富水性,透水性為弱透水性;②7層圓礫,其富水性為強富水性,透水性為強透水性,為承壓水;受大氣降水入滲或側(cè)向補給,以蒸發(fā)或滲流方式進(jìn)行排泄。另一類為裂隙水,主要賦存于風(fēng)化巖的裂隙中,④2層強風(fēng)化巖,為弱富水性,透水性為微透水層。
3.2凸岸水文地質(zhì)問題
河流灘岸水文地質(zhì)問題主要涉及以下方面。
(1)受河水水位變化、季節(jié)變化、降水等因素影響,河岸的地下水位波動一般較大。(2)根據(jù)勘察報告資料顯示,含水層的厚度一般較大、滲透性較強、地層有一定的儲水能力。(3)地下水與河流有較強的水力聯(lián)系,河水與地下水能相互補給、相互排泄,并且由于含水層有一定連通地下水可從一個含水層越流至另一個含水層。(4)由于地下水與河流有較強的水力聯(lián)系,一般情況下地下水的水質(zhì)如果受到污染,一般情況下也會影響河流水質(zhì),反之亦然。不管是河流,還是地下水,都需要保護,禁止有垃圾或廢水等污染。
4水文地質(zhì)問題是樁基礎(chǔ)及基坑的不利因素
(1)基坑開挖后,在預(yù)制樁成樁過程中,地下水及地表水軟化表層地基土,對樁基施工有一定影響。(2)場地靠近河道,河水有漲潮退潮,地下水也可能存在一定的流動性,對灌注樁或水泥止水帷幕的成型有一定的影響。(3)場區(qū)內(nèi)地下水埋深較淺,在進(jìn)行基坑開挖施工時,在基坑底部容易產(chǎn)生滲水、積水現(xiàn)象,而影響基礎(chǔ)施工。應(yīng)在基坑開挖后對基坑底部進(jìn)行降水排水處理。
5地下水及地表水對基坑的主要影響
(1)地下水的存在可能造成施工的困難,常常會使支護結(jié)構(gòu)在嵌固深度不足條件下工作。
(2)一般的巖土體都具有遇水軟化的特點,在與水作用后,巖土體的抗剪強度指標(biāo)c和φ會有較大幅度的降低,危及工程的安全。
(3)地下水滲透容易引起基坑開裂及崩塌。
(4)暴雨襲擊中,基坑長期受到雨水的侵蝕而引起地基土強度降低。
(5)降低地下水位引起地面沉降及周圍建(構(gòu))筑物傾斜開裂。
(6)基坑坑底位于砂土層較厚的地層,基坑突涌導(dǎo)致基坑底板開裂并出現(xiàn)管涌。
6目樁基礎(chǔ)施工可能遇到的問題及解決方案
(1)鉆探過程中發(fā)現(xiàn)上部填土層松散,采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)施工時,對地面荷載要求較高,需要對填土層進(jìn)行處理(換填、壓實等),以便提高表層的承載力,否則樁基礎(chǔ)施工時易產(chǎn)生陷機現(xiàn)象,影響成樁質(zhì)量。
(2)由于場地內(nèi)有較厚粉細(xì)砂層及圓礫層,場地靠近河道,河水有漲潮退潮,地下水也可能存在一定的流動性,粉細(xì)砂層富水性中等,透水性中等,圓礫層富水性強,透水性強,在施工灌注樁時候容易造成縮徑或塌孔現(xiàn)象。因此,在施工灌注樁時候,采用先進(jìn)的成孔工藝和合適的泥漿比重保護孔壁,防止孔壁坍塌;泥漿是通過膨潤土、水以及其他外加劑混合而形成的流狀物質(zhì),泥漿可以有效抵抗地下水產(chǎn)生的靜止壓力,同時在孔壁上形成的泥皮,可以有效地防止孔壁坍塌。合適的泥漿比重對于防止塌孔至關(guān)重要,一般控制在1.05~1.15m之間;合適的泥漿黏度也非常重要,黏度過高會使泵壓升高、排量顯著減少、鉆速下降、排粉困難、壓力增長,泥漿黏度過低則會導(dǎo)致孔內(nèi)水壓力降低,容易造成坍孔[1]。
(3)這對場地內(nèi)有較厚淤泥質(zhì)土的區(qū)域,由于灌注樁施工,特別是旋挖樁施工,由于提鉆桿時容易使孔內(nèi)氣壓造成負(fù)壓,從而引起淤泥質(zhì)土坍塌或者縮頸,影響灌注樁質(zhì)量,因為在遇到加厚的淤泥質(zhì)土?xí)r,灌注樁施工提鉆桿速度減低,減少出現(xiàn)孔內(nèi)負(fù)壓情況。
(4)場區(qū)內(nèi)有加厚的圓礫層,圓礫層密實度為稍密~中密,該層位于凸岸穩(wěn)定性較差,承載力一般,若采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)的應(yīng)穿過圓礫層進(jìn)行強風(fēng)化作為持力層。但若采用靜壓樁方法施工時,一般較難穿透圓礫層,可采用液壓錘擊方式,因為在錘擊震動過程中錘擊樁通過錘頭的沖擊能量傳遞給樁身,產(chǎn)生較大的沖擊力,有利于突破砂層的阻力。在錘擊過程中,樁的下沉?xí)怪車巴潦艿綌D壓,提高砂土的密實度,減少砂土的流動性,從而更容易穿過砂層。錘擊產(chǎn)生的振動效應(yīng)可一定程度上降低砂土對樁的阻力,有助于樁身下沉[2]。
7項目基坑施工可能遇到的問題及解決方案
擬建2層地下室,基坑開挖約為7.60m,基坑開挖深度內(nèi)的開挖土層為①1層碎石素填土、①2層砂性素填土、②1粉質(zhì)黏土、②2淤泥質(zhì)土、②3粉砂、②4細(xì)砂。擬建地下室東南面為新縱一路(距離基坑線約為13~25 m)及西安亭大橋(引橋),西南面為規(guī)劃道路(距離基坑線約為16m)及河道,西面為規(guī)劃道路(距離基坑線約為15m)及河道,北面為規(guī)劃道路(距離基坑線約為15~17m)與河道。
(1)由于基坑坑底位于砂土層,基坑開挖深度較大。根據(jù)上述分析了解河流與地下水之間有較強的水力聯(lián)系,地下水可能有一定的流動性,因為在選擇基坑止水方案尤其重要[3]。根據(jù)勘察資料顯示,該場地的粉細(xì)砂層及圓礫層的地下水基本連通,對于該基坑的止水帷幕一般需要穿過粉細(xì)砂層與圓礫層,進(jìn)入強風(fēng)化不少于2m。
(2)對施工止水帷幕的工藝及設(shè)備的選取尤其重要。由于圓礫層為碎石土,顆粒較大,最大埋深超過30m,圓礫層以下為強風(fēng)化巖層。但根據(jù)工程經(jīng)驗,單軸攪拌樁與三軸攪拌樁設(shè)備一般情況較難進(jìn)入較厚的圓礫層和強風(fēng)化土層,該項目采用地下連續(xù)墻成本過高,不合適。因此,可考慮采用雙輪銑攪拌樁設(shè)備,或采用灌注樁咬合工藝,采用軟咬合的方式進(jìn)行止水帷幕的施工[4]。
(3)由于基坑開挖范圍內(nèi)有較厚的粉細(xì)砂土層,富水性中等,透水性中等,即使采用了全斷面止水帷幕的情況下,場區(qū)內(nèi)還會富有較多的地下水。因此,在土方開工過程中,為了避免土中的潛水過多,可在基坑內(nèi)設(shè)置井點降水以及明溝排水等方法,在基坑挖土前預(yù)先把基坑內(nèi)的地下水降至基坑底以下1.5m后,然后進(jìn)行土方開挖,即可保證基坑土潛水過多的問題[5]。
8成效與總結(jié)
該項目位于河岸凸岸位置,河流沉積層序自下而上由河底滯留沉積開始,垂向沉積剖面上常具有二元結(jié)構(gòu),下部為礫、砂質(zhì)沉積,上部為粉砂、泥質(zhì)沉積。隨著粒度的變化,層理類型也會相應(yīng)變化,從大型槽狀交錯層理到小型交錯層理、水平層理等??辈靾蟾娣从车牡刭|(zhì)情況為河流相沉積特征,勘察資料的準(zhǔn)確從而指導(dǎo)項目的正確施工。對于工程施工來說,工程地質(zhì)問題具備以下特點。
(1)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù):包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地層分布、地下水位等,為工程設(shè)計和施工提供依據(jù)。
(2)確定地基條件:了解地基的承載能力、穩(wěn)定性等,確保建筑物的安全。
(3)指導(dǎo)施工方案:根據(jù)地質(zhì)情況選擇合適的施工方法和技術(shù)。
(4)預(yù)測工程問題:提前發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的工程問題,如地面沉降、管涌或流砂問題等。
(5)節(jié)約工程成本:避免因地質(zhì)問題導(dǎo)致的工程變更和額外費用。
(6)保障施工進(jìn)度:減少地質(zhì)因素對施工進(jìn)度的影響。
(7)降低施工風(fēng)險:了解地質(zhì)條件,降低工程建設(shè)和資源開發(fā)中的風(fēng)險。
(8)優(yōu)化工程設(shè)計:根據(jù)工程勘察結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化,提高工程的質(zhì)量和效益。
9結(jié)語
經(jīng)過對勒流街道某商品房項目的深入探析,發(fā)現(xiàn)巖土工程勘察對樁基礎(chǔ)和基坑設(shè)計產(chǎn)生了重要影響和挑戰(zhàn)。在探析項目時,發(fā)現(xiàn)了一些問題和不足之處。本文為樁基礎(chǔ)施工和基坑設(shè)計工程的規(guī)范化和優(yōu)化提供了有益的參考和借鑒,同時也為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展和改進(jìn)提供了有益的指導(dǎo)。
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