南昌市双港安置房项目工程勘察实例分析

齐小宏

(中铁十六局集团路桥工程有限公司，北京 100001)

0 前 言

江西省南昌市是我国中部重镇[1]，也被认为是我国华东地区重要的经济中心、长江中游城市群的中心，国家实行的“中部崛起”战略给南昌市的现代化建设带来极大的机会。拟建的双港安置房项目是南昌经开区重点建设的安置房工程项目之一，毗邻赣江、视野开阔、景色优美。双港花园式安置房规划占地面积47亩(1亩≈666.67 m2)，总规划建筑面积10.8万m2，项目主要规划范围包括6栋20～33层的综合型高层住宅、2栋大型商业建筑楼及其整体地下停车场，可以适宜安置双港村内的村民700余户。同时，南昌经开区双港花园安置房小区配套产业用房、商业楼、老年活动室，设置了中央广场、中心绿地、活动场地及康乐场地，给居民提供公共开放的交流空间，凸显社区文化生活的丰富多彩，极大地提高双港村安置居民的生活质量和幸福指数。根据现有文献及相关地勘资料，南昌市地处鄱阳湖冲积平原中心位置，粉砂性软质土分布广泛，复杂的地质条件给工程施工带来了一系列阻碍[2]。南昌及周边区域范围内地下水贮存量很大，潜水位较之其他地区高，因而结合南昌地区的典型地层结构、地质特征，对地下结构和基坑工程采取抗浮措施已十分广泛，并且有学者提出结构设计抗浮水位是解决抗浮问题的关键[3]。

本文以双港安置房岩土工程勘察项目为实例，通过一系列的勘测手段，包括标准贯入试验、岩芯抗压试验等得到地层土性及水文等方面的参数，从而探明拟建项目区域内地质构造及水文地质条件等，进而深入剖析双港安置房项目的工程及水文地质条件，就已勘测到的数据结合规范和经验，提出合理且全面的施工指标以及抗浮设计建议，本次岩土工程勘察实例分析为南昌地区其他类型的工程地下结构抗浮安全性研究提供参考。

1 工程概况

本拟建安置房项目位于江西省南昌市昌北经济技术开发区北山村，北山路北侧，白水湖学校东侧，周围地质条件及地形地貌较为复杂。。本项目总用地面积为30 651.950 m2，总建筑面积100 407.070 m2，地下室面积21 312.000 m2，其中地下室顶板标高为23.400～24.800 m，底板标高为19.350～20.750 m，本次拟建物有：6栋20～33F高层住宅楼(以下简称高层建筑)，1栋4F产业用房、大门1F、地下室-1F(以下简称多层建筑)，本项目基础工程具有开挖工作量大、支护结构多样性和周边环境保护要求高等特点。

2 勘察方案

2.1 勘察等级划分

根据初步设计文件中的各拟建物特征及规模可知，安置房的建筑基本属于高层建筑且人员密集，根据相关规范可知该工程重要性等级为一级；研究区场地地形地貌较繁杂，基础底面标高和顶面标高均位于地下水位以下，故场地复杂程度等级为二级；岩土种类较多，均匀性较差，故地基复杂程度等级为二级，综合考虑，确定该项目岩土工程勘察等级为甲级。

2.2 勘察工作布置

本次岩土工程勘察是根据建设单位提供的总平面规划图，按照相关规范及标准进行勘察工作布置：①建筑物勘探点均按建筑物节点、角部、变形缝及边线率先安排，中间勘探点间距按照端承桩12～24 m的规则来安排测量节点，满足规范要求；②地下室勘探点按网格状布置，勘探点间距按照端承桩12～24 m的原则布置，基坑边线以外1～2倍开挖深度范围内亦布置钻孔，若超出用地红线外则在红线上布置钻孔，满足规范要求，因勘察期间规划未确定，本次按红线角点及网格状布置，钻孔间距在24 m范围内；③控制性钻孔取样点的数目应超过钻孔总数的1/3；④采取原位取样的土试样和进行原地检测的孔数量不少于总勘探孔数的1/2，取原土样孔不少于总检测取样孔数的1/3；⑤钻孔孔深均按桩基础考虑，拟建高层建筑勘钻孔深度以进入中风化岩层不少于6 m为基本原则，地下室及多层建筑钻孔深度进入强风化岩层不少于8 m为基本原则，考虑桩基础要素，综合控制钻孔深度[4-7]。

2.3 勘察方法

勘测方法具体包括放孔放线、原位钻孔取样、原位标准贯入试验、原位重型动力触探试验、室内常规土工试验、土质腐蚀性试验、水质简易分析、单孔侧向剪切波速测试等，以保证提供完整、准确的详勘成果。

3 数据成果分析

3.1 工程地质条件

3.1.1 场地地形、地貌

拟建场地位于北山大道北侧，地表起伏不定，西高东低，南高北低，场地内西南侧原为民房(现已拆除)，东侧为荒地、沼泽地(荒废农田)及小水塘，经孔口测量场地高程在17.562～26.700 m，平均标高21.151 m，经测量现有北山道路标高在26.859～27.358 m，场地现地面平均标高较北山大道平均低约6 m。

3.1.2 地质构造和地层岩性

拟建场地位于南昌市昌北经开区内，构造上属于南昌断陷盆地西北边缘，上部覆盖层主要为人工填土层及冲积层粉质黏土层，下卧岩层以前震旦系千枚岩为主。通过本次勘察查明，在钻探深度范围内从上到下揭露土层分别为：①杂填土；②淤泥；③粉质黏土；④全风化千枚岩；⑤强风化千枚岩；⑥中风化千枚岩；⑦石英。

中风化千枚岩层揭露的层顶面埋深25.20～47.50 m，揭露该层层顶面标高-27.500～-5.800 m，中风化千枚岩层埋深起伏变化较大，且详细勘察及本次补充勘察过程中均发现石英夹层，其分布不均、层厚不均。

3.1.3 各岩土层主要参数指标统计

通过室内试验，本次勘探在淤泥层中取原状样7件，其物理力学性能数理统计结果如表1所示，多次测量取平均值，在粉质黏土层中取原状样42件，其物理力学性能数理统计结果如表2所示；在中风化千枚岩层中取岩芯样22件，经饱和强度抗压试验后，其数理统计结果如表3所示；本次现场原位测试类型、数量等统计结果如表4所示。

表1 淤泥物理力学性质指标统计表

表2 粉质黏土物理力学性质指标统计表

表3 岩石饱和抗压强度试验统计表

表4 原位测试统计表

3.1.4 岩土参数的可靠性及适宜性评价

本次勘察工作室内试验部分及现场原位测试均按照相关规定[4-7]进行操作，得出的数据经统计分析后，报告中所提供的参数更接近真实，更可靠。本工程地基承载力特征值使用条件：必须保证岩土体处于纯天然状态，无人工干扰，不得有泡水软化的情况。

3.2 水文地质条件

3.2.1 地下水类型

勘察期间测得初见水位埋深2.00～5.30 m，初见水位标高14.990～23.220 m；稳定水位埋深0.70～3.80 m，稳定地下水位标高16.290～24.520 m，年变化幅度为1.0～3.0 m。其主要形式为地表水、孔隙潜水及基岩裂隙水。

①地表水：主要存在于沼泽地及水塘中，主要靠大气降雨形成，靠水气蒸发及低处迳走排泄，随降雨量变化而变化；②孔隙潜水：主要赋存于粉质黏土及全风化千枚岩层中，受大气降水、地表水渗透及相邻含水层侧向补给及排泄，勘察期间水量较小；③岩层裂隙水：该层地下水赋存于强风化及中风化千枚岩层中，主要由上层地下水的渗透补给形成，随裂隙四处迳走，裂隙发育处水量稍大，常年水量较贫乏。

3.2.2 地下土对建筑材料的腐蚀性

对该场地所取的2组孔隙水水样进行水质简易分析成果评定：该场地水对混凝土结构与混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。因场地周边无污染源，故未取上层滞水水样。根据场地所取2件土样进行土质腐蚀性分析成果评定：该场地土对混凝土结构、混凝土结构中的钢筋以及钢结构具有微腐蚀性。根据相关标准[4，8]判定：该场地环境类型属于Ⅱ类，地下水按地层渗透性为B类(弱透水层)。

3.3 不良地质作用及地质灾害

根据区域地质资料显示，本地区的区域地壳相对稳定。本次勘察结果表明，本场地地势较低，基底由千枚岩构成，且未见发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。经调查及现场了解，未发现埋藏的河道、河滨、墓穴、防空洞、孤石、其他管道等对工程不利的埋藏物。根据本次勘察结果，本场地上部覆盖层存在杂填土、耕土、淤泥等不良地质作用，对工程存在一定的影响。未见地下空洞、采空区、地面沉陷和岩熔等不良地质，区域地质相对稳定。

4 岩土工程分析与评价

4.1 场地稳定性与适宜性评价

拟建场地在勘探深度内，除场地有杂填土、耕土、淤泥层外，未见滑坡、崩塌、暗河、溶洞等不良地质现象存在。本次勘察结果表明，场地地势十分平缓，远离山体，未发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。场地基底由千枚岩构成，在勘察深度范围内无人为采空区、地面沉降和岩溶等不良地质作用。根据区域地质资料，该区域新构造运动不明显，近场区构造活动微弱，地震震级小、强度弱、频度低，自有记载以来，未产生过破坏地震，场地稳定性良好，适宜修建本拟建物。

4.2 地基的稳定性与均匀性评价

场地在勘察深度范围内未发现其余埋藏的河道、沟滨、防空洞、临空面、溶洞等对地基安全影响较大的不利埋藏物，场地内各地层起伏平稳，地基的稳定性良好。拟建场地位于同一个地貌单元上。除部分表层杂填土、淤泥分布不均匀，粉质黏土仅ZK6未分布外，其他各地层各钻孔均有分布，且空间分布良好，无不良地质现象；岩层整体分布良好，无不良地质作用，其均匀性较好；总体来看，场地地基的均匀性较好。

4.3 不良土层参数建议及性能评价

杂填土①、淤泥②层部分钻孔分布，物理力学性能差，承载力低，压缩性高，不可作为拟建物的基础持力层，施工前建议挖除。粉质黏土③层物理力学性能及承载力均稍差，层薄，不建议作为拟建物基础持力层。全风化千枚岩④层，物理力学性能及承载力均一般，层薄不一，不建议作为拟建物物基础持力层。强风化千枚岩⑤层分布良好，承载力较好，可作为拟建多层建筑桩基础持力层，亦可作为20～21F建筑桩基础持力层。中风化千枚岩⑥层承载力较高，钻探深度范围内虽未见洞穴、软弱夹层等不良地质现象存在，整体稳定性良好，但其埋深较大，建议拟建高层建筑以该层作为桩基础持力层。

依照国家有关技术规范，根据地勘的数据并结合地区施工和设计经验，各岩土层承载力特征值fak、压缩模量Es等参数建议值见表5。

表5 各岩土层物理力学参数推荐值表

4.4 基坑工程设计建议

4.4.1 基坑安全等级及周边位置关系

根据本项目总平面规划图，本次为一个大地下室-1F，目前该地下室区域场地标高在17.562～25.421 m，最高处位于西侧ZK80孔处，平均标高21.151 m，地下室底板设计标高为19.350～20.750 m，故基坑开挖最大深度为5.100 m。目前基坑边线南侧距北山路约34.300 m，西侧大门处距白水湖学校约40.600 m，东侧3#楼东侧处距南昌市第6粮食仓库最小距离约16 m，该处钻孔ZK58孔口标高在20.670 m，较地下室底板高约0.700 m，北侧为空地。场地内西侧存在含建筑垃圾的杂填土，东侧含有淤泥，建议基础施工前先进行基坑开挖，将建筑垃圾、杂填土及淤泥挖除，然后再进行桩基施工。详见《地形图》。按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120—2012)规程相关规定，判定该基坑安全等级为二级。

4.4.2 基坑支护方案建议

根据概述及场地地形图，地下室底板设计标高及场地标高，大部分地势较地下室设计底板还低，地表为杂填土、淤泥及粉质黏土层，结合基坑四周场地条件及地质条件，基坑北侧、西侧、东侧大部分均有条件进行放坡开挖，建议采用放坡加挂网喷浆进行支护，东南角6#楼东侧处，防止基坑开挖对已有建筑物造成影响亦可采用放坡及土钉墙支护方式并加挂网喷浆进行支护。建议填土及淤泥层开挖坡率1∶1.5，粉质黏土层及全风化千枚岩层开挖坡率1∶1.25。

4.4.3 地下水对基坑的影响及应对措施

本场地地下水对基坑有一定的影响。地表水主要由大气降雨形成，会停滞在基坑表面，建议基坑坡顶做好明沟排水，坑底做好明沟、集水坑等明排水措施。孔隙潜水主要赋存于粉质黏土及全风化千枚岩层中，受大气降水、地表水渗透及相邻含水层侧向补给及排泄，勘察期间水量较小。建议基坑坡顶做好明沟排水，坑底做好明沟、集水坑等明排水措施，若开挖时水量较大建议在基坑内进行井点降水。

4.4.4 不良地质对基坑底板的影响及处理办法

本场地不良地质有杂填土、耕土及淤泥层，基坑底板大部分落在粉质黏土层上，其中东北侧及东南侧上部水塘及沼泽地处存有淤泥会对其有一定影响，建议在此处基坑开挖前清除地表水及淤泥，用黏性土进行回填。

为保证工程质量，桩基施工过程中若见有坚硬的石英夹层，必须穿透该层到达稳定中风化岩层。鉴于中风化千枚岩层埋深起伏较大，工程剖面图中地层连线为成图软件自动生成，属理想状态，钻孔与钻孔间地层可能存在起伏，施工过程中应当重点监测。出现异常情况时，多方共同协商解决，必要时补充施工勘察工作。

4.4.5 抗浮水位建议

拟建地下室板设计标高为23.400～24.800 m，底板标高为19.350～20.750 m，建成后该区域场地地坪标高为24.900～27.100 m，场地测量稳定水位标高在16.287～23.921 m(西高东低)，根据场地环境及建成后地坪标高，建议施做抗浮结构。抗浮水位按地下室顶板标高进行，因本次地下室顶板及底板标高存在起伏，故本次地下室顶板设计抗浮标高随底板标高的变化而变化，即采取分区抗浮辅以排水盲沟的措施，建议设计抗浮水位按地下室顶板取值为23.400～24.800 m。基坑未回填期间，若遇下雨天气，对于坑内积水应采用集水明排的方法排出。施工结束后坑壁回填建议采用防渗性较好的黏性土回填夯实以减少地表水的渗入。经设计计算后，如需抗浮，可考虑设置抗浮锚杆或抗浮桩墙，以满足工程的抗浮稳定性。抗拔桩或抗浮锚杆的桩侧极限摩阻力或土体与锚固体极限摩阻力参数见表6。各项建议参数根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120—2012)及相关规范提供，内摩擦角参数参照《工程地质手册》(第四版)并结合参加各方及专家的会审意见确定。

表6 基坑设计相关参数建议值表

4.5 勘察质量评述及处置效果

本次勘察工作在充分研究区域地质文献之后，严格执行相关规范及标准的基础上进行。本着高质量、高效率的原则，精心布置项目勘察任务及与施工单位对接的后续工作。各种原位测试按照相关的操作规程进行，测试数据可靠。外业工作于2018年8月25日进场，于2018年10月22日结束。通过采用多种勘探技术相互对比分析，将各类数据统计处理。勘察资料的自检、互核落实到位，成果报告实行了一校二审制度，确保勘察质量和进度。

双港安置房岩土工程勘察项目的室内试验和现场勘验全程按高质量和高标准的要求进行，并按江西省住建厅有关规定邀请参建各方和主管单位进行了野外见证工作。在基坑开挖支护的过程中，地勘数据与工程现场情况基本吻合，针对地下水和不良土质的影响，采用的应对措施和处理方法取得了良好的效果。在地下工程施工中，设计的抗浮水位及其他参数也基本满足工程实际需要。项目结束后，专家综合评定本次勘察各项工作质量和成果质量良好，勘测和试验数据准确，提出的建议可靠，在安置房项目施工过程取得了良好的效果。

5 结论与建议

1)在南昌地区的复杂地质条件下进行勘探工作，应结合工程本身特点，根据初步的项目设计方案，选用合理有效的检测方法，同时在勘察全过程均应遵循科学组织、精心实施的原则，用一丝不苟的态度完成每一项工作。工程地质勘测，参建各方都应不同程度地参与进来，既便于日后统筹协调和安排，又有利于集思广益解决实际问题，并且有利于从勘察作业过程中积累宝贵经验。

2)工程参建各方应当重视现场地勘数据的重要性，将各项汇总的成果与项目现场的条件结合分析，进而保障针对复杂施工环境提出更合理、更科学的建议。

3)本工程项目区地下水位较高且地质条件复杂，设计时应进行基础的抗浮和排水设计，设计时还应考虑地表水与地下水的交互作用以及由于人为作用引起的周围地下水情况改变的因素。在后续的基础和地下过程施工过程中，应严格按照相关规范进行施工和监测，若无法穿透石英层，建议引孔施工。

4)勘察工作结束后，要结合工程建设经验和实际条件，对项目所在地不良土质进行处理，对项目区的坑穴、岩洞予以妥善填埋，做好重点设防区域的保护，避免由于软土沉降导致地面构造出现坍塌。

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