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挖方填方區建筑場地類別的確定
 

挖方填方區建筑場地類別的確定

李春亮     郭衛群

(中化河北地質勘查院   石家莊   050031     河北永衡工程檢測有限公司   石家莊   050031

摘要:本文通過實例,探討建筑場地在大挖大填后巖土勘察時建筑場地類別    確定的影響,以便合理確定建筑場地類別,同時提出遇到該類場地時評價時注意的事項。

關鍵詞:挖方填方 場地   等效剪切波速    場地類別

 

1.3 地層情況

根據鉆探,場地內相關地層情況見表1:

1       地層概況表

地層編號

地層名稱

層厚(m

剪切波速(m/s

簡要描述

1

雜填土

0.30~6.50

124~146

北部以生活及建筑垃圾為主,南部為耕土

2

黃土狀粉土

0.30~6.30

235~248

褐黃色,稍濕,稍密

3

粉土

3.10~8.30

298~310

褐黃色,稍密~中密,稍濕。

4

粉質黏土

0.90~4.90

283~295

褐黃色,可塑。含少量小姜石

5

粉土

0.70~2.90

342~350

淺褐黃色,中密,稍濕

6

細砂

3.10~4.70

380~410

灰黃~灰白色,稍密~中密,稍濕

7

粉質黏土

1.00~5.40

302~315

褐黃色,可塑狀態

2           建筑場地類別的確定

2.1 鉆孔實測剪切波速

按抗震規范4.1.3條要求,本工程在每棟建筑物選擇了一個鉆孔進行了剪切波速測試,根據現場8個鉆孔剪切波速測試結果,鉆孔等效剪切波速值:217.86~307.70m/s,該區覆蓋層厚度大于50米。各層土的剪切波速測試值見表1,表2中列出了四個有代表性的鉆孔等效剪切波速測試結果,鉆孔地層情況見圖二所示。

2    鉆孔剪切波速測試結果表

測試鉆孔編號

1

9

21

31

等效剪切波速Vsm/s

250.51

217.86

307.70

288.01

代表建筑物編號

1號樓

3、5號樓

2、4號樓

6、7、8號樓

注: 7、8號樓位于6號樓南部,圖中未標出

 

 

2.2 鉆孔等效剪切波速結果分析

從測試結果可以看到各鉆孔20m深度等效剪切波速值差異很大,其原因主要是受(1)雜填土的影響。根據測試結果分析,當雜填土厚度約大于3時,等效剪切波速值小于250m/s,而小于約3m時,鉆孔等效剪切波速值則大于250m/s,鉆孔1號鉆孔測試值在250m/s界線附近。

下面針對每棟建筑物的測試結果分析:

1號建筑物所測試的1號鉆孔位于回填土的邊部,其他鉆孔中雜填土厚度均大于3。若根據1號鉆孔所測結果,1號樓為中硬場地土,場地類別為II類,若考慮到其他鉆孔資料,則應確定為中軟場地土,場地類別為III類。

2、4號建筑物所測試的鉆孔均在未回填的坑內,雜填土厚度較小,依其測試結果則為中硬場地土,場地類別為II類。由于這二棟建筑物均有部分地段位于較厚的雜填土區,若測試孔選擇雜填土厚的位置,據其他相關也測試資料,則應定為中軟場地土,場地類別為III類。

3、5號均位于雜填土較厚的區域,按測試結果定為中軟場地土,場地類別為III類。

6、7、8號樓位于受雜填土影響較小區域,按測試結果為中硬場地土,場地類別為II類。

根據最后確定的結構設計,1~5號樓基礎埋深6.5,6~8號樓基礎埋深約4,基底持力層均為(2)層黃土狀粉土。

這樣就出現一個問題,該小區高層建筑物處于同一個場地、同一地質單元,且具有相似的反應譜特征,而僅是由于人們取土、填土等原因,而以每棟建筑物下鉆孔的測試結果將各建筑物劃分為不同的場地類別,顯然是不盡合理的。

對于這種情況,需要我們認真對測試結果分析,確定影響其結果的各影響因素及權重,了解場地變化歷史,通過合理的分析來合理確定建筑場地的類別。

2.3 場地歷史

針對實際情況,我們對場地現狀的歷史進行了調查,根據取得的不同時期地形圖及其他相關資料顯示,本場地在1980年以前還為耕地,地勢上北高南低,地形相對平坦,地面高程為86.60~87.22m。在80年代改革開放后,由于建設用土,就在場地北部挖坑取土,挖土坑范圍見圖一,坑底高程80.08~81.8m。近幾年,由于建設城市建筑垃圾及生活垃圾的大量增多,該取土坑成了附近建筑工地及廠礦臨時的垃圾堆場。伴隨新一輪的土地開發,本區規劃為住宅小區,得到開發利用。

在該區附近大范圍內,地質條件相似,根據調查附近其他小區的相關波速測試資料,其結果與31號鉆孔測試結果類似。

2.4 建筑場地類別最終確定

根據現場鉆孔的測試結果,綜合考證場地歷史、參考周邊相關地質資料以及建筑結構設計條件,綜合確定本建筑場地土為中硬場地土,場地類別為II。

3 影響場地類別確定的因素分析

確定場地類別的主要因素為場地、鉆孔等效剪切波速、場地覆蓋層厚度。而對這幾個因素的理解及應用上,對結果有很大影響。

為什么該場地最終確定的場地類別結果與直接應用測試結果有較大的區別呢?也就出在對以上幾個因素的理解上。

(1)場地:規范中是這樣解釋的:場地為工程群體所在地,具有相似的反應譜特征,其范圍相當于廠區、居民小區和自然村或不小于1.0平方千米的平面面積。在從其他相關解釋中,局部的人類活動比如挖、填、地基處理等不影響場地類別的確定。

我們確定的是建筑場地類別,不是某一建筑物的場地類別,而是在進行鉆孔波速測試時,是以點(鉆孔)帶面(場地)的,要具有一定的代表性。

在抗震規范4.1.3條規定中,對剪切波速的測試規定很詳細,即在詳勘階段處于同一地質單元的高層建筑群,測度數量每棟建筑物下不少于一個。這一條很容易給人以錯覺,也就是每棟建筑物下有一個點,用一個點評價一棟建筑物,從隱含意義上就成了把評價場地變成了評價單一建筑物了,即單一從測試結果來確定場地類別,就會出現以局部點的結果,來決定大的面的結果。

(2)波速測試的起始面:依據國標《建筑抗震設計規范》GB50011-2001中第4.1.4條中則指出了測量剪切波速時起點:地面。

規范中明確土層等效剪切波速的測量是從地面開始,而我們通常遇到的地面有以下幾種:

、自然地面(原生態地面),即沒有受人類活動影響的地面(或僅局部很小的范圍或深度影響);

、人工地面(受人類活動影響范圍較大的地面),又有三種情況:填方后地面、挖方后地面及地基加固后的地面。

采用自然地面才能真正反應場地的概念內涵。而人工地面,一般為局部的,在場地中占比較小的比例,但在進行剪切波速測試時,可能對結果產生較大的影響(見下表2)。因此,在測量土層剪切波速時應該避開人工地面或者考慮到其影響,應在測試結果中予以修正。

3    人工地面對場地類別確定的影響

人工地面類型

對覆蓋層厚度的影響

對剪切波速值的影響

填方地面

增大覆蓋層厚度

減小了相對地層的測試深度,影響程度視填方時的施工方法確定

挖方地面

減小覆蓋層厚度

相對增大了測試地層深度

地基加固地面

影響較小

一定程度上增加了加固區的剪切波速值,有可能合測試結果改變場地類別

 

雖然在規范的相關解釋中明確了人類活動不改變場地類別,但在抗震規范表4.1.3中我們卻隱約看出考慮了填方的影響,也就是其也隱含的承認人類的活動對場地類別的影響。在實際工作中如何確定其影響,這就需要掌握一個影響度的問題。如本工程在回填土區當回填土厚度超過約3米后根據剪切波速結果確定場地類別就會受到影響,而當回填土厚度小于約3米時,則對最終判斷結果不產生影響。

另外,在確定一個場地的類別時,還應該盡量參考附近場地的相關測試資料,這樣就更能準確了解場地的實際情況。但目前有一個不成文規定,當我們借用相鄰場地的剪切波速資料時,最大距離不宜超過30米,這一點應該放松些,在場地內進行相關測試以外,盡量多的參考相鄰建筑的資料。

4 總結

我們在進行巖土工程勘察時,在鉆孔波速測試時盡量做到起測位置以自然形成的地面為測量起點。當遇到大挖大填場地時,應該去進一步去調查了解場地的歷史以及其對測試結果的影響程度,同時盡量收集附近相關的測試資料,以期客觀的進行場地類別的評價。而當影響不好確定時,則在評價時按不利因素考慮。對于較大的范圍及深度的挖方、填土以及地基處理后的場地,在勘察時確定場地類別時,則應進行專項研究和論證。

 

參考文獻

1、《工程地質手冊》(第四版) 常士驃等 中國建筑工業出版社,2009年11月

2、《建筑抗震設計規范》 GB50011-2001   中國建筑工業出版社 

 
 
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