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楼体的土质工程勘探阐述

2013/03/21 阅读:

地下水条件

依据本建筑《探槽、验槽及地基处理记录》,基坑开挖至标高为794.58m(绝对标高)基底标高的过程中未发现异常情况,说明在该深度范围内没有地下水。这次勘察各钻孔均揭露地下水,地下水稳定水位埋深7.8~8.5m。在探井挖掘过程中,均不同程度遇到地下水,具体情况如下:T1在挖至混凝土垫层顶面时探井南侧(靠近基础一侧)有地下水从侧壁渗出。挖至灰土与素土垫层交界面处,探井西侧有少量地下水从侧壁渗出。该探井完成后一直未进行回填,5天后,该探井北侧有大量水从3.0m处侧壁渗出。经现场踏勘,该探井北侧2.0m处有污水井,判断为污水井漏水所致。T3挖掘至7.5m处时,探井四周井壁出现渗水现象,挖至8.0m处探井底部涌水,水量较大,水位稳定在8.0m;T4探井在挖至灰土与素土垫层交界面处时,探井南侧侧壁出现少量渗水。

岩土工程评价

1灰土、素土垫层施工评价

根据竣工资料《探槽、验槽及地基处理记录》,地基处理施工方式为:将地基内杂填土清理干净,钎探验收符合设计要求,碾压机审地碾压3遍,随后换土回填,素土1.27m,分7步,三七灰土1m,分五步再虚铺250~300mm,用压路机碾压,夯实5遍以上,压实系数达0.96。根据竣工资料《土壤干容重试验报告》,三七灰土分5步实验得到结论,最大值1.63g/cm3,平均值1.69g/cm3,干密度为0.97g/cm3;素土分7步试验得到结论,最大值1.73g/cm3,平均值1.69g/cm3,干密度为0.97g/cm3。根据竣工资料,素土最大干密度为1.73g/cm3,灰土最大干密度为1.63g/cm3。根据此次勘察土工试验成果,5件素土垫层试样的压实系数为0.86~1.04,3件小于0.96,两件大于0.96。据此判定素土垫层施工质量未能达到设计要求。根据T1探井揭露,灰土垫层厚度为0.1m,不符合设计要求;T2探井揭露,素土垫层厚度为0.77m,不符合设计要求;T3探井揭露,素土垫层厚度为1.17m,不符合设计要求;T4探井揭露,素土垫层厚度为1.22m,不符合设计要求;T5探井揭露,灰土垫层厚度为0.4m,不符合设计要求;T6探井揭露,灰土垫层厚度为0.7m,不符合设计要求。4件灰土垫层试样的压实系数为0.79~0.89,均小于0.96,判定灰土垫层施工质量不符合设计要求。

2建筑物倾斜原因分析

因委托方未能提供本建筑物岩土工程勘察报告,根据2000年9月完成的北侧住宅楼岩土工程勘察报告(该建筑物距本建筑物北约25.0m):最大勘探深度为18.0m,勘察深度内未见地下水;根据距本建筑物南约25.0m的住宅楼岩土工程勘察报告,地下水埋深11.40m;本建筑物1998年10月1日《探槽、验槽及地基处理记录》表明,挖至基坑底(794.580m绝对标高)时,未见地下水。据此判断,本报告中提及的“场地地下水”应为渗漏水。根据南北侧住宅楼岩土工程勘察报告,勘察期间,地表下4.0m地基土含水量介于10.7%~19.9%,平均17.3%,饱和度介于40.7%~76.7%,平均值为62.8%。场地湿陷类型为非自重,地基湿陷等级为Ⅰ级;根据距本建筑物南约25.0m的住宅楼岩土工程勘察报告,勘察期间,地表下11.3m以上地基土含水量介于6.9%~17.5%,平均11.3%,场地湿陷类型为非自重,地基湿陷等级为Ⅰ级。

根据勘察,地表下4.0m地基土含水量介于16.0%~27.8%,平均值为21.4%。饱和度介于58.7%~86.4%,平均值为75.2%。含水量为北侧住宅楼勘察报告中的1.24倍,为南侧建筑勘察报告中的1.89倍,饱和度为北侧住宅楼勘察报告中的1.20倍。这充分说明,素土垫层下的第六层地基土被水浸湿。根据北侧住宅楼勘察报告,该层为湿陷性黄土,由于含水量的增大,而导致原本具湿陷性的第六层粉土湿陷性退化,由于地基土受水浸湿,结合水膜增厚锲入颗粒中,骨架强度随着降低,地基土在附加压力与自重压力共同作用下,其结构破坏,土粒滑向大孔,粒间孔隙减少,产生附加下沉。

根据各勘探点揭露,T1探井在挖至混凝土垫层顶面时探井南侧(靠近基础一侧)有水从侧壁渗出,表明在混凝土垫层顶面有水存在,挖至灰土与素土垫层交界面处,T1探井西侧有少量从侧壁渗出,表明在灰土与素土垫层交界面处有水存在。该探井完成后一直未进行回填,5天后该探坑北侧有大量水从3.0m处(即灰土与素土垫层交界面处)侧壁涌出。经现场踏勘,该探井北侧2.0m处有污水井,另根据水质分析成果:污水井所取水样的pH值为6.78,T1探井所取水样的pH值为6.10,较为接近。由此判断T1探井的水为污水井漏水所致。T3探井挖掘至7.5m处时,探井四周井壁出现渗水现象,挖至8.0m处探井底部涌水,水量较大,水位稳定在8.0m。T4探井在挖至灰土与素土垫层交界面处时,探井南侧井壁出现少量渗水。判断渗水源头在T4探井南侧地段附近。

由于素土垫层施工质量较差,未能发挥应有的防水隔水作用,渗漏水发生垂直下渗,流经原本具湿陷性的第六层粉土,使得第六层粉土产生湿陷变形,最终进入含水性较好的第七粗砂层。因第八粉土不具湿陷性,为弱透水层,使得渗漏水在第七层粗砂层汇集。因粗砂层渗透系数较大,渗漏水又产生水平向渗透,故各钻孔在第七粗砂层均揭露水。另根据水质分析成果:T3探井8.0m所取水样的pH值为7.84,K5钻孔7.8m所取水样的pH值为7.63。二者较为接近,也能印证这一判断。渗水源头在本建筑物西北角与南侧中部,根据第七粗砂层的倾向,T1探井渗漏水向南,T4探井渗漏水向西,在T3探井地段富集。因此,建筑物南侧受到渗漏水的影响比北侧大,尤以建筑物西南角为最严重,导致本建筑物整体向南倾,以西南角倾斜为最严重(向南倾斜248mm)。同时说明,建筑物的倾斜方向与渗水流向基本吻合。因素土垫层下的湿陷性黄土厚度不大且湿陷等级为Ⅰ级。灰土、素土垫层施工质量虽差,但毕竟能起到一定的的防水隔水作用,所以在十几年的时间内,该建筑物下沉速度较缓,未出现突变型沉降。

结论

综上所述,该建筑物产生倾斜,是由于污水井、管道渗水,素土垫层未能发挥应有的防水、隔水作用,致使第六层粉土遭受渗漏水,从而出现自上向下的浸水,从而产生湿陷变形,致使建筑物倾斜及墙体开裂。

作者:王强单位:山西省煤炭规划设计院

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