某超高层项目地基均匀性评价-中国期刊网

某超高层项目地基均匀性评价

刘震肖守金周游

中机三勘岩土工程有限公司，湖北武汉 430024

摘要：地基的均匀性评价是岩土工程分析与评价的一项重要内容，本文结合工程实例从定性和定量两个方面对地基均匀性进行了评价。

1、引言

在岩土工程勘察中，性评价地基均匀性是岩土工程分析与评价的一项重要内容。根据《高层建筑岩土工程勘察标准》(JGJ/T 72-2017)，对于天然地基的地基均匀性评价可从定性和定量两个方面进行评价。结合工程实例，准确、客观的对地基土的均匀性评价，可使得基础设计时对地基土的不均匀沉降有一定的考虑。

2、工程概况

某新建项目包括1栋45层（高200米）框架核心筒结构的超高层办公楼、1栋3~6层（高32米）裙房及1个3层整体纯地下室，两者均为框架结构。超高层办公楼基础埋深17.5米，裙房和地下室埋深15.5米，总建筑面积约16.1万m²，基础方案拟采用桩基。拟建项目所在场地的大致地层情况及承载力特征值f_ak、压缩模量E_s(1-2)参见表1。

表1 各土层的分布埋藏情况及承载力特征值f_ak、压缩模量E_s(1-2)表

层号及名称及地层年代、成因	分布范围	层面埋深 (m)	地层厚度 (m)	颜色	状态及密度	压缩性	承载力特征值f_ak(kPa)	压缩模量E_s(1-2) (MPa)
(1)杂填土Q^ml	全场地	0	0.5~1.9	杂色	松散	高	/	/
(2-1)粘土Q₃^al+pl	部分地段	0.5~1.4	0.7~1.7	褐黄色	可塑	中	120	70
(2-2)粘土Q₃^al+pl	全场地	0.5~3.0	2.1~6.3	褐黄色	硬塑	中偏低	230	9.5
(3)粉质粘土夹粉土Q₃^al+pl	全场地	3.8~8.0	1.3~5.5	灰黄色	可塑	中	150	7.0
(4-1)粘土Q₃^al+pl	全场地	7.7~11.3	4.1~12.2	褐灰色	可塑	中	150	6.5
(4-2)粘土Q₃^al+pl	全场地	12.1~21.6	1.2~9.2	褐灰色	硬塑	中偏低	260	12.0
(5)粉质粘土夹粉土、粉砂Q₃^al+pl	全场地	18.5~23.7	1.7~6.4	灰色	可塑	中	150	8.0
(6)粘质细砂夹砾、卵石Q₃^al+pl	全场地	22.9-27.0	4.4~11.4	杂色	中密	低	200	17.0
(7-1a)强风化粉砂质泥岩S	全场地	31.0~35.5	1.5~30.0	灰白色	坚硬	低	600	E₀=48.0
(7-1b)强~中风化粉砂质泥岩S	全场地	34.3~62.0	1.6-27.0	灰色	坚硬	低	800	E₀=54.0
(7-2)中风化粉砂质泥岩S	全场地	42.1~75.0	15.5~17.2	灰色	视为不可压缩		fa=1800

场地地层情况参见塔楼及地下室的工程地质剖面图。

图1塔楼部分代表性工程地质剖面图

图2地下室部分代表性工程地质剖面图

3、地基均匀性评价—定性评价

根据《高层建筑岩土工程勘察标准》(JGJ/T 72-2017)第8.2.3条符合下列情况之一者，应判定为不均匀地基：

1、地基持力层跨越不同地貌单元或工程地质单元，工程特性差异显著。

2、地基持力层虽属于同一地貌单元或工程地质单元，但存在下列情况之一：

1）中-高压缩性地基，持力层底面或相邻基底高程的坡度大于10%；

2）中-高压缩性地基，持力层及其下卧层在基础宽度方向上的厚度差值大于0.05b（b为基础宽度）。

3、同一高层建筑虽处于同一地貌单元或同一工程地质单元，但各处地基土的压缩性有较大差异时，可在计算各钻孔地基变形计算深度范围内当量模量的基础上，根据当量模量和当量模量最小值的比值判定地基均匀性。当比值大于表2中地基不均匀系数界限值K时，可按不均匀地基考虑。

表2 地基不均匀系数K界限值

同一建筑物下各钻孔压缩模量当量值的平均值(MPa)	≤4	7.5	15	＞20
不均匀系数界限值K	1.3	1.5	1.8	2.5

3.1定性评价

根据勘察结果对场地地基均匀性进行定性评价。本场地地层属同一工程地貌单元及同一地质分区，各主要土层均为中~低压缩性的地基土层和不可压缩的岩层，工程特性差异不明显，各主要地基岩土层（第(2-1)~(6)、(7-2)层）层底面有一定起伏，但起伏不大，地层层底面坡度一般小于10%，(7-1a)和(7-1b)层局部持力层的层底面起伏较大，且大于10%。

拟建建筑物荷载很大，采用天然地基无法满足设计要求，须采用桩基础。根据《高层建筑岩土工程勘察标准》(JGJ/T 72-2017)，拟建超高层办公楼、裙楼及纯地下室采用桩基以(7-1a)层、(7-1b)层、(7-2)层作为桩端持力层时，因(7-1a)层、(7-1b)层、(7-2)层视为不可压缩地层，故本场地地基均匀性评价属于均匀地基。

3.2定量评价

根据《高层建筑岩土工程勘察标准》(JGJ/T 72-2017)第8.2.3条，在地基变形计算深度范围内，某一个钻孔的压缩模量当量值XX应根据平均附加应力系数在各层土的层位深度内积分值A_i和各土层压缩模量E_si（按实际应力段取值）按下式（1）计算，并按表2判别。

式（1）

式中： ——计算深度范围内E_s的加权平均值(MPa)；

E_si——计算深度范围内第i层土的E_s值(MPa)；

A_i——第i层土的层位深度内平均附加应力系数的积分值。

在超高层办公楼和裙楼及地下室范围内各选取3个代表性钻孔，按照式（1）分别计算其当量模量，以确定其不均匀系数及地基均匀性。计算深度按Z_n=b(2.5－0.4lnb)控制，基底压力按均布荷载考虑。超高层办公楼的基础型式按整板基础考虑，b取建筑物宽度42.5米；裙楼及地下室的基础型式按独立柱基考虑，b取5米。计算结果及判定结果参见表3。

表3 各建筑物代表性钻孔地基不均匀系数K及地基均匀性表

建筑物名称	孔号	地基变形计算深度Z_n（m）	当量模量(MPa)	不均匀系数K	当量值平均值	地基均匀性
超高层办公楼	1^#	42.5	26.22	1.16	24.51	均匀
	6^#		24.77
	14^#		22.54
裙楼及地下室	55^#	9.3	8.36	1.50	8.99	均匀
	66^#		7.45
	85^#		11.16

4、结论

根据勘察结果，通过定性评价和定量评价分别对场地的地基均匀性进行了评价，评价结果均属均匀地基。

本文通过根据规范《高层建筑岩土工程勘察标准》(JGJ/T 72-2017)，结合项目情况，介绍了地基均匀性评价的两种基本方法，对于地质条件简单的情况，定性评价能够直观的给出评价结果，如果地质条件复杂、定性评价不容易评价的情况下，定量评价是必要的方式。用计算数据评价比模棱两可的断定更具说服力。

参考文献：

1、JGJ/T 72-2017 高层建筑岩土工程勘察标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2017.

2、郑水敢，何珊儒，朱石稳，岩土工程勘察报告中地基均匀性及稳定性评价[J].西部探矿工程,2006,01.

3、燕志恒，工程地质勘察过程中的地基均匀性评价问题探析[J].科技视界,2013,02.

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