某超高层建筑砂卵石地基力学性质评价

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1、某超高层建筑砂卵石地基力学性质评价摘要本文通过某以巨厚砂卵石层为持力层的超高层建筑的勘察实践，分析总结了砂卵石地层勘察的勘探和原位测试方法，通过采用SM植物胶卵石地层钻探新工艺、物探、探井、大型原位直剪试验、动力触探试验等方法，为正确评价和利用砂卵石地层奠定一定的基础，为类似工程实践提供借鉴与参考。关键词砂卵石地层探井SM植物胶物探原位直剪试验中图分类号：TU97文献标识码：A0引言随着经济的发展，建设用地越来越紧张，建筑形式多以高层、超高层为主，相应的基坑开挖深度越来越大，有的基坑坑壁分布有厚度较大的砂卵石层。砂卵石层的特点是岩性不均，软硬不一，有的级配均匀，有的级配

2、无规律，粒间充填着砾石、砂和粘性土。利用普通钻进手段难以取得保持原级配、原结构状试样，也就难以查明砂卵石地层的力学特征。现阶段勘察报告中提供的砂卵石力学指标往往忽视其内聚力的存在，认为粗颗粒土内聚力可忽略不计，这样对工程设计浪费较大，特别基坑支护工程属于临时工程，而砂卵石的抗剪强度指标对支护体系的类型、钢筋用量、围护桩的长度都有重要的影响，其经济效益不言而喻［1］。本文通过采用SM植物胶卵石地层钻探新工艺、波速测试、地脉动测试、电阻率测试、探井、大型水平推剪试验、动力触探试验等方法，为正确评价卵石的工程地质条件，挖掘砂卵石层容许承载能力、抗剪强度指标的潜力，达到安全、合

3、理、经济的利用砂卵石土层进行了有益的尝试。1工程概况作者简介：马培贤，男，髙级工程师，1972年生，硕士,主要从事工程及技术管理工作。某项目地上建筑面积为30万m2,地下建筑面积25万m2o拟建建筑物由3栋塔楼及其裙房组成，塔楼分别为地上45层和55层，建筑高度分别为240m和200m,裙房分别为地上20层和15层，地下部分连成一体，基础埋深约为30m。2场地工程地质条件概况2.1地形地貌拟建场地位于永定河冲洪积扇的中上部，位于古潔河的故道上。场地范围内自然地形基本平坦，地面标高约为43.6〜44•加。2.2地层分布及岩性特征在场地勘探深度100m范围内的地基土主要由人

4、工填土层、新近沉积层、一般第四纪冲洪积层和第三系构成。拟建场区表层普遍为人工填土层，岩性主要为素填土和杂填土，素填土为粘质粉土粉质粘土填土①层、杂填土①1层，填土层厚度约为2.8〜5.5m。填土下部发育有新近沉积的粘质粉土砂质粉土②层和细砂②1层。人工填土层及新近沉积层以下为一般第四纪冲洪积卵石层，分布连续、厚度较大，地表下5〜40m之间普遍分布卵石层，局部分布有大漂石，漂石的分布随机性较强，其中在地面下25〜35m范围内，漂石含量较多。一般第四纪冲洪积卵石层下为砾岩和泥岩互层。其中砾岩⑧层，杂色，呈中厚层状，泥质胶结，胶结程度差，天然单轴抗压强度为0.12〜0.92M

5、Pa,分布连续；泥岩⑧1层，棕红色，呈巨厚层状，胶结程度差，遇水易软化，分布连续。2.3地下水概况本次勘察钻探深度范围内，实测到一层地下水，地下水类型为潜水，水位埋深24〜25m,水位标高20〜21m,含水层主要为卵石层，含水层底板主要为泥岩。地下水位变化和北京市区总体变化趋势一样都呈下降趋势，但因为含水层颗粒大，渗透性好，其水位受自然和人为因素影响较大，历史上大的降雨年份和官厅水库放水时可使水位大幅回升。该层地下水对混凝土结构具微腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋在干湿交替条件下具弱腐蚀性，在长期浸水条件下具微腐蚀性。3砂卵石地层勘测方法实践3.1SM植物胶金刚石钻进新

6、工艺目前常用钻探工艺为泥浆护壁回转钻进方式进行卵石地层的勘探，该方法在实际施工中因采芯率低、孔壁稳定差、效率不高、成本较大的特点，很难真实反映卵石地层的物理力学性质特点。本次勘察引进SM植物胶护壁金刚石单动双管钻进方法,SM植物胶是用植物加工成的粉末，与水溶成半透明的棕红色胶体，具有粘度髙、弹性好的粘弹性作用和突出的减振作用。同时，具有润滑性好、流动性好的特点，可润滑钻具，减少回转阻力，提高钻速和钻进效率，降低钻头、钻具和钻杆的磨损，是一种很好的冲洗液［2］。在砂卵石地层钻探施工中,采用SM植物胶冲洗液高浓度的配比，同时，加入CMC（降水剂）和KHM（腐植酸钾），以改善

7、SM浆液的性能，使护壁防塌效果更加显著：3］o布置了4个钻孔使用本钻进工艺，岩芯平均采取率可达80%〜90%,获取原状级配、原状结构的砂卵石岩样。3.2探井拟建场地围护结构施工可能遇到的卵石地层主要为卵石层，地层中不均匀分布有大粒径的漂石，大粒径卵、砾石其分布规律在空间上具有随机性，无明显的成层规律。卵石层中大粒径的漂石对围护桩、基础桩施工影响极大，而一般的钻探由于孔径小而无法查明最大粒径及其分布概率等特征。为了更真实的获取卵石的特性参数，本次研究采用直径1.5m的人工探井进行卵石地层勘探，在场地卵石地层分布区布置2个人工探井，同时在探井