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江湾大酒店位于龙门县县城,建筑物的主要数据和特点见表1:
建筑物名称 地上层数 地下层数 总高度(m) 基础埋置深度(m) 结构类型 江湾大酒店 19 1 57 4.6 框剪结构
场地位于龙门县县城沿江路一巷,位于西林河岸边,在地貌上场地属于山间冲积阶地,现已经人工填平,场地面相对标高为29.60m~30.25m,地形较平坦。表层有卵石、粉土等素填土,第四系为冲积相粘性土、圆砾、卵石等,基岩为石灰岩。场地四周为交通道路及已建多层建筑。
1、地层概况
本次勘察查明,在钻探所达深度范围内,场地地层层序自上而下为①层素填土,②-1层粉质粘土、粉土,②-2层粉砂、局部夹细砂,③-1层砾砂、粗砂,③-2层圆砾,③-3层粉砂,③-4层卵石,③-5层残积粉质粘土、粉土,④-1层强风化石灰岩,④层中风化石灰岩,各层工程特性描述如下:
①层素填土(Qml):灰黄、土黄、灰色,堆填物主要为砾砂、圆砾及粉砂土,局部为卵石,局部含碎砖块与砼碎块。砂粒、圆砾多呈次棱角-次园状,矿物成分主要为石英;卵石大小20~50mm,以次园-园状居多,成分多为石英砂岩。稍湿,为老填土,稍经压密,局部疏松。做重型动力触探试验21次,修正击数2.0~37.0击/10cm,平均8.2击/10cm。该层除ZK18孔外,余孔均见该层,层厚0.40~2.20米,层顶埋深0.00米,层底标高27.50~29.25米。
②-1层 粉质粘土、粉土(Qal):粉质粘土呈灰黄、棕黄、深黄色,颗粒以粉粒为主,次为粘粒,较均匀,可搓1~3mm的细土条,切面稍粗糙,干强度及韧性中等,湿,可塑状,具中等压缩性;粉土呈黄色、土黄色,颗粒以粉粒为主,均匀,偶见少量砾石,稍具粘性,难搓成细土条,切面粗糙,干强度及韧性较低,湿,稍密-中密状,具中等压缩性。取土样7个,试验数据平均值:含水量ω0=27.4%,孔隙比e=0.764,塑性指数IP=9.4,液性指数IL=0.550,压缩系数a1-2=0.32MPa-1,压缩模量ES=5.43Mpa。做标准贯入试验7次,修正击数2.9~4.9击/30cm,平均4.0击/30cm。做重型动力触探试验72次,修正击数1.0~4.0击/10cm,平均2.1击/10cm。场地内所有钻孔均见该层,层厚0.50~3.90米,层顶埋深0.00~2.20米,层底标高24.85~28.15米。②-2层 粉砂、局部夹细砂(Qal):黄色、土黄、灰黄色,颗粒以粉粒为主,均匀,矿物成分主要为石英,无粘性,湿,稍密-中密状,具中等压缩性。ZK12、ZK14孔底部分别夹70cm与80cm的中密状细砂。取土样1个,试验数据:含水量ω0=24.6%、孔隙比e=0.719。做标准贯入试验1次,修正击数8.3击/30cm。做重型动力触探试验21次,修正击数1.0~8.0击/10cm,平均2.5击/10cm。该层除ZK1、ZK2、ZK8、ZK11、ZK15五孔外,余孔均见该层,层厚0.50~2.10米,层顶埋深2.30~5.00米,层底标高24.40~26.45米。
③-1层 砾砂、粗砂(Qal):浅灰黄、灰黄色,颗粒以粗粒为主,含较多的圆砾,余多为中、细粒,少量卵石,分选性中等,不均匀,砂砾多呈次棱角状,矿物成分主要为石英,多呈中密状。做标准贯入试验4次,修正击数11.0~33.2击/30cm,平均18.8击/30cm。做重型动力触探试验32次,修正击数2.0~19.0击/10cm,平均7.0击/10cm。该层局部分布,见于ZK4、ZK6、ZK7、ZK10、ZK14、ZK15、ZK17、ZK18、ZK19、ZK20、ZK21十一个钻孔。层厚0.70~2.40米,层顶埋深2.30~4.70米,层底标高23.80~25.45米。
③-2层 圆砾(Qal):浅灰黄、灰黄、黄色,颗粒以圆砾为主,次为卵石与粗粒,不均匀,砂砾多呈次棱角-次园状,矿物成分主要为石英,卵石大小20~50mm,多呈次园-园状,成分多为石英砂岩、脉石英等。饱和,多呈中密状。做标准贯入试验2次,修正击数2.8~20.9击/30cm,平均11.9击/30cm。做重型动力触探试验9次,修正击数4.0~15.0击/10cm,平均8.4击/10cm。该层局部分布,见于ZK1、ZK2、ZK3、ZK4、ZK5、ZK6、ZK10、ZK11、ZK14、ZK15十个钻孔。层厚1.50~6.80米,层顶埋深2.60~5.90米,层底标高20.05~25.60米。
③-3层 粉砂(Qal):灰白色,颗粒以粉粒为主,均匀,无粘性,局部稍具粘性,很湿,中密状。该层成透镜体状分布,仅见于ZK4、ZK10孔,层厚1.30~4.10米,层顶埋深7.40~10.00米,层底标高18.60~18.75米。
③-4层 卵石(Qal):浅灰黄色,颗粒以卵石为主,含量在50%以上,余为圆砾与砂粒,分选性差,不均匀。卵石大小20~50mm,以次园-园状居多,成分多为石英砂岩,脉石英等。砂粒及砾石多呈次棱角-次园状,成分主要为矿物石英,局部为石灰岩角砾。饱和,多呈中密状。做标准贯入试验2次,修正击数25.2~33.4击/30cm,平均29.8击/30cm。做重型动力触探试验16次,修正击数5.0~12.0击/10cm,平均8.1击/10cm。场地内除ZK1、ZK2、ZK3、ZK6、ZK14五孔外,余孔均见该层,层厚2.10~9.20米,层顶埋深4.00~11.50米,层底标高13.45~22.15米。
③-5层 残积粉质粘土、粉土(Qel):灰黄、褐黄、灰色,为石灰岩风化产物,颗粒以粉粒为主,次为粘粒或粘粒少量,含较多半风化石灰岩角砾,切面较粗糙,干强度及韧性中等,残积粉质粘土呈可塑状,残积粉土呈中密-密实状,具中等-低压缩性。做标准贯入试验2次,修正击数6.1~31.7击/30cm,平均18.9击/30cm。该层局部分布,仅见于ZK16、ZK19、ZK21三孔,层厚4.30~12.20米,层顶埋深12.70~17.00米,层底标高0.50~12.70米。
④-1层 强风化石灰岩(C):灰、灰黄色,岩芯呈角砾状,灰岩角砾多较硬,部分用手可以折断。该层仅见于ZK16孔,层厚2.90米,层顶埋深18.90米,层底标高7.90米。
④层 中风化石灰岩(C):灰色,岩芯呈柱状-长柱状,断面新鲜,岩质坚硬,敲击声脆,局部裂隙较发育,偶见溶洞。场地内有ZK4、ZK15、ZK17、ZK18、ZK20、ZK21六个钻孔揭露到该层,层面不平,场地西北部及中部顶板埋深较浅,东南侧顶板埋深较大。揭露厚度0.20~3.60米,层顶埋深7.50~29.20米,揭露层底标高0.30~19.65米。
2、岩土的物理力学性质
地 基 土 物 理 力 学 指 标 数 理 统 计 表
地层编号 地层名称 统计指标 物理性质指标 压缩系数 压缩模量 天然快剪试验 含水率 密度 比重 孔隙比 饱和度 液限 塑限 液性指数 塑性指数 粘聚力 内摩擦角 ω0 ρ Gs e Sr ωl ωp IL IP α1-2 ES c φ % g/cm3 % % % MPa-1 MPa kPa ° ②-1 粉土、粉质粘土 统计频数 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 最大值 32.5 1.97 2.69 0.861 100.0 36.5 24.7 0.857 11.8 0.43 6.38 29.0 23.8 最小值 23.0 1.88 2.61 0.691 87.8 27.5 20.5 0.031 7.0 0.26 4.17 10.2 8.6 平均值 27.4 1.91 2.66 0.764 94.99 31.8 22.4 0.550 9.4 0.32 5.43 18.9 16.4 ②-2 粉砂 统计频数 1 1 1 1 1 数值 24.6 1.95 2.69 0.719 92.1
地 基 土 物 理 力 学 指 标 设 计 参 数 表
地层编号 地层名称 物理性质指标 压缩系数 压缩模量 标贯击数最小-最大平均(次) 重力触探击数最小-最大平均(次) 地基承载 力特征值 水下钻(冲)孔桩 含水率 孔隙比 饱和度 液性指数 塑性指数 侧摩阻力特征值经验值 端阻力特征值经验值 ω0 e Sr IL IP α1-2 Es N N63.5 fak qsa qpa % % MPa-1 MPa 击/30cm 击/10cm kPa kPa kPa ① 素填土 2.0-37.08.2(21) 100 ②-1 粉土、粉质粘土 27.4 0.764 94.99 0.550 9.4 0.32 5.43 2.9-4.94.0(7) 1.0-4.02.1(72) 120 25 ②-2 粉砂、细砂 24.6 0.719 8.3(1) 1.0-8.02.5(21) 110 25 ③-1 砾砂、粗砂 11.0-33.218.8(4) 2.0-19.07.0(32) 200 50 ③-2 圆砾 2.8-20.911.9(2) 4.0-15.08.4(9) 300 50 ③-3 粉砂 100 25 ③-4 卵石 25.2-33.429.8(2) 5.0-12.08.1(16) 500 50 1200 ③-5 残积粉质粘土 6.1-31.718.9(2) 160 25 ④-1 强风化石灰岩 1500 80 1200 ④ 中风化石灰岩 3000 150 5000在本次勘察深度范围内有透水性极好卵石层,下伏基岩局部见有溶洞发育,场地距蓄水河边仅有20米,地下水对工程有较大的影响。
在本次勘察深度范围内的地下水属微承压水,勘察期间实测稳定水位埋深为1.10m~2.20m。场地靠近蓄水河边,水位变化主要受河水的蓄放影响,由于水位高于基础,设计和施工时应考虑地下水的影响,采取必要的措施。
在ZK4孔取水样,按分析结果判定:地下水对Ⅱ类场地环境中的混凝土无腐蚀性,建筑物混凝土可不采取防护措施。
三、地基注浆设计
本工程注浆主要有如下几个目的:
1、减小地基的不均匀变形,改善基础底2~3m范围内地基的均匀性;
2、提高地基承载力,使局部的粉砂、细砂、和粉质粘土层的地基承载力特征值达到250Kpa以上;中粗砂、砾砂、园砾、卵石层的地基承载力特征值达到400Kpa以上;
3、使基础底2~3m范围内的地基密实度大幅度提高,起到止水防涌的目的;
4、通过基坑侧壁的注浆,使基坑周边的土层固结,同时起到止水和与螺旋钻孔灌注桩形成复合支护结构的作用。
根据本工程的地质特点和工程对注浆质量的要求,参照类似工程的施工经验,选用袖阀管注浆,注浆浆液采用水泥浆。
袖阀管注浆设计主要依据《建筑地基基础设计规范》DBJ 15-31-2003、《建筑地基处理技术规范》DBJ 15-38-2005。
1、注浆孔距
(1)对局部的粉质粘土、粉土、粉细砂层,孔距取750,排距取700。
(2)粗砂、砾砂、卵石层,孔距取1500,排距取1400。
2、浆液配合比设计
(1)粉质粘土、粉土、粉细砂层注浆浆液配合比
粉质粘土、粉土、粉细砂层的注浆浆液,采用纯水泥浆。
水灰比:
第一轮注浆水灰比为1.0;第二轮注浆水灰比为0.9;第三轮注浆水灰比为0.8。
(2)粗砂、砾砂、卵石层注浆浆液配合比
粗砂、砾砂、卵石层注浆的浆液配合比水灰比:
第一轮注浆
水泥:粘土:水:FDN=100:20:110:3
第二轮注浆
水泥:水:FDN=100:90:3
第三轮注浆
水泥:水=100:90
3、注浆量
水泥用量按平均水灰比0.90计算。由于本工程注浆需同时考虑提高地基承载力和达到止水效果,应采用高强度注浆。
(1)局部的粉质粘土、粉土、粉细砂层每米孔深注浆量
根据勘察报告,粉质粘土、粉土的孔隙比为(0.764+0.719)/2=0.742,孔隙率为0.742/(1+0.742)=0.426。
Q=1000vnβα
=1000×0.525×0.426×0.45×1.15
=115.7 L/m
浆液注入率为115.7/525=0.22=22%。
水泥用量t=115.7×0.818=94.6 kg/m
Q-每米注浆量(L);
v-加固土体积(m3);
n-土的孔隙率;
β-浆液填充系数,中密粉土取0.45;
α-浆液损耗系数,一般取1.15~1.30。
粉质粘土、粉土、粉细砂层每米孔深水泥注入量设计取值为95.0kg/m。
(2)粗砂、砾砂、卵石层每米孔深注浆量
根据勘察报告,粗砂、砾砂、卵石层均为中密状。参考《岩土注浆理论与工程实例》第106页提供的指标,孔隙率为0.35。
Q=1000vnβα=1000×2.1×0.35×0.8×1.05
=617.4 L/m
水泥用量=617.4×0.818=505.0 kg/m。
浆液注入率为617.4/2100=0.294=29.4%
粗砂、砾砂、卵石层每米孔深注入量设计取值为:
水泥=460.0 kg/m,粘土=45 kg/m。
3、注浆压力
本工程注浆依控制注浆量为主,注浆压力只作为参考。注浆压力以水泥浆液能顺利注入为原则,在注入率大于10L/min的情况下,尽可能采用较小的注浆压力,减小地面冒浆的可能性。因此,注浆压力可按0.5Mpa~2.0Mpa控制。
(三)、注浆施工
1、袖阀注浆总体程序
放线定位→小片区注浆试验→大面积注浆→质量检查
2、放线定位
根据设计图纸的孔位进行测量放线,定出注浆孔位置。
3、小片区注浆试验
在展开全面注浆前,应进行小片区注浆试验,试验区可采用6×6孔排成方块,主要检查设计水泥用量、注浆压力和注浆效果。
4、大面积注浆
小片区注浆试验完成后,即可展开大面积注浆,注浆拟分二序进行,即跳孔注浆,并沿周边向内逐圈注浆。
5、袖阀劈裂注浆单孔工艺流程
钻孔→灌注封壳料→安装袖阀管→进行第一轮次注浆→清洗袖阀管内的残留浆液→待凝12小时→进行第二轮次注浆→清洗袖阀管内的残留浆液→待凝12小时→进行第三轮次注浆
(1)、采用地质钻机钻注浆孔,采用90mm钻头钻进。开钻前应调整好钻机的垂直度,确保钻孔的垂直度偏差小于1%。
(2)、钻孔到设计位置后,从钻杆内向孔内注入封壳料。封壳料采用水泥、粘土混合浆,配合比为水泥:粘土:水=1:1.5:1.88,3天龄期抗压强度约为0.3Mpa。
(3)、注入封壳料后,应立即将制作好的塑料袖阀管插至孔底,并尽量使袖阀管垂直和位于孔的中央。
(4)、待封壳料的强度达到0.3Mpa后,可开始第一轮次注浆,水泥用量为设计注浆量的50%。采用带有双向密封装置的专用注浆枪注浆,注浆从下而上逐环进行,浆液水灰比为9.0,全孔注浆段注浆完成后,把铝塑管插至袖阀管底,用清水把袖阀管内的残留浆液清洗干净。
(5)、待凝12小时后,可开始第二轮次注浆,水泥用量为设计注浆量的30%。注浆方法同第一轮次注浆,浆液的水灰比调整为0.8。
(6)、待凝12小时后,可开始第三轮次注浆,水泥用量为设计注浆量的20%。注浆方法同第一轮次注浆,浆液的水灰比调整为0.8。
(7)、注浆施工过程应做好相应的施工记录,对钻孔深度、每轮次注浆压力、每轮次注浆量、每轮次注浆时间和总注浆量等参数进行详细记录。及时整理资料,经常分析对比相邻注浆孔和相邻排注浆孔的注浆流量、注浆压力和注浆量等参数,根据各参数的变化情况估计注浆效果。对注浆过程中存在的问题,及时进行分析处理。
6、注浆过程注意事项
注浆过程中,应对地面、周围建筑物、地下管线进行沉降、倾斜、变形和位移观测。
1、设计要求
本工程袖阀管注浆要求注浆完成28天后的地基承载力特征值:
(1)粉砂、细砂、和粉质粘土层的地基承载力特征值达到250Kpa以上;
(2)中粗砂、砾砂、园砾、卵石层的地基承载力特征值达到400Kpa以上;≥400Kpa;
(3)渗透系数≤1×10-4。
2、注浆效果检测
本工程的注浆效果检测采用取芯抗压、标贯试验、压板试验、抽水试验四种方法综合检测。注浆效果检测应在注浆结束14天后进行。