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地下水條件
依據本建筑《探槽、驗槽及地基處理記錄》,基坑開挖至標高為794.58m(絕對標高)基底標高的過程中未發現異常情況,說明在該深度范圍內沒有地下水。這次勘察各鉆孔均揭露地下水,地下水穩定水位埋深7.8~8.5m。在探井挖掘過程中,均不同程度遇到地下水,具體情況如下:T1在挖至混凝土墊層頂面時探井南側(靠近基礎一側)有地下水從側壁滲出。挖至灰土與素土墊層交界面處,探井西側有少量地下水從側壁滲出。該探井完成后一直未進行回填,5天后,該探井北側有大量水從3.0m處側壁滲出。經現場踏勘,該探井北側2.0m處有污水井,判斷為污水井漏水所致。T3挖掘至7.5m處時,探井四周井壁出現滲水現象,挖至8.0m處探井底部涌水,水量較大,水位穩定在8.0m;T4探井在挖至灰土與素土墊層交界面處時,探井南側側壁出現少量滲水。
巖土工程評價
1灰土、素土墊層施工評價
根據竣工資料《探槽、驗槽及地基處理記錄》,地基處理施工方式為:將地基內雜填土清理干凈,釬探驗收符合設計要求,碾壓機審地碾壓3遍,隨后換土回填,素土1.27m,分7步,三七灰土1m,分五步再虛鋪250~300mm,用壓路機碾壓,夯實5遍以上,壓實系數達0.96。根據竣工資料《土壤干容重試驗報告》,三七灰土分5步實驗得到結論,最大值1.63g/cm3,平均值1.69g/cm3,干密度為0.97g/cm3;素土分7步試驗得到結論,最大值1.73g/cm3,平均值1.69g/cm3,干密度為0.97g/cm3。根據竣工資料,素土最大干密度為1.73g/cm3,灰土最大干密度為1.63g/cm3。根據此次勘察土工試驗成果,5件素土墊層試樣的壓實系數為0.86~1.04,3件小于0.96,兩件大于0.96。據此判定素土墊層施工質量未能達到設計要求。根據T1探井揭露,灰土墊層厚度為0.1m,不符合設計要求;T2探井揭露,素土墊層厚度為0.77m,不符合設計要求;T3探井揭露,素土墊層厚度為1.17m,不符合設計要求;T4探井揭露,素土墊層厚度為1.22m,不符合設計要求;T5探井揭露,灰土墊層厚度為0.4m,不符合設計要求;T6探井揭露,灰土墊層厚度為0.7m,不符合設計要求。4件灰土墊層試樣的壓實系數為0.79~0.89,均小于0.96,判定灰土墊層施工質量不符合設計要求。
2建筑物傾斜原因分析
因委托方未能提供本建筑物巖土工程勘察報告,根據2000年9月完成的北側住宅樓巖土工程勘察報告(該建筑物距本建筑物北約25.0m):最大勘探深度為18.0m,勘察深度內未見地下水;根據距本建筑物南約25.0m的住宅樓巖土工程勘察報告,地下水埋深11.40m;本建筑物1998年10月1日《探槽、驗槽及地基處理記錄》表明,挖至基坑底(794.580m絕對標高)時,未見地下水。據此判斷,本報告中提及的“場地地下水”應為滲漏水。根據南北側住宅樓巖土工程勘察報告,勘察期間,地表下4.0m地基土含水量介于10.7%~19.9%,平均17.3%,飽和度介于40.7%~76.7%,平均值為62.8%。場地濕陷類型為非自重,地基濕陷等級為Ⅰ級;根據距本建筑物南約25.0m的住宅樓巖土工程勘察報告,勘察期間,地表下11.3m以上地基土含水量介于6.9%~17.5%,平均11.3%,場地濕陷類型為非自重,地基濕陷等級為Ⅰ級。
根據勘察,地表下4.0m地基土含水量介于16.0%~27.8%,平均值為21.4%。飽和度介于58.7%~86.4%,平均值為75.2%。含水量為北側住宅樓勘察報告中的1.24倍,為南側建筑勘察報告中的1.89倍,飽和度為北側住宅樓勘察報告中的1.20倍。這充分說明,素土墊層下的第六層地基土被水浸濕。根據北側住宅樓勘察報告,該層為濕陷性黃土,由于含水量的增大,而導致原本具濕陷性的第六層粉土濕陷性退化,由于地基土受水浸濕,結合水膜增厚鍥入顆粒中,骨架強度隨著降低,地基土在附加壓力與自重壓力共同作用下,其結構破壞,土粒滑向大孔,粒間孔隙減少,產生附加下沉。
根據各勘探點揭露,T1探井在挖至混凝土墊層頂面時探井南側(靠近基礎一側)有水從側壁滲出,表明在混凝土墊層頂面有水存在,挖至灰土與素土墊層交界面處,T1探井西側有少量從側壁滲出,表明在灰土與素土墊層交界面處有水存在。該探井完成后一直未進行回填,5天后該探坑北側有大量水從3.0m處(即灰土與素土墊層交界面處)側壁涌出。經現場踏勘,該探井北側2.0m處有污水井,另根據水質分析成果:污水井所取水樣的pH值為6.78,T1探井所取水樣的pH值為6.10,較為接近。由此判斷T1探井的水為污水井漏水所致。T3探井挖掘至7.5m處時,探井四周井壁出現滲水現象,挖至8.0m處探井底部涌水,水量較大,水位穩定在8.0m。T4探井在挖至灰土與素土墊層交界面處時,探井南側井壁出現少量滲水。判斷滲水源頭在T4探井南側地段附近。
由于素土墊層施工質量較差,未能發揮應有的防水隔水作用,滲漏水發生垂直下滲,流經原本具濕陷性的第六層粉土,使得第六層粉土產生濕陷變形,最終進入含水性較好的第七粗砂層。因第八粉土不具濕陷性,為弱透水層,使得滲漏水在第七層粗砂層匯集。因粗砂層滲透系數較大,滲漏水又產生水平向滲透,故各鉆孔在第七粗砂層均揭露水。另根據水質分析成果:T3探井8.0m所取水樣的pH值為7.84,K5鉆孔7.8m所取水樣的pH值為7.63。二者較為接近,也能印證這一判斷。滲水源頭在本建筑物西北角與南側中部,根據第七粗砂層的傾向,T1探井滲漏水向南,T4探井滲漏水向西,在T3探井地段富集。因此,建筑物南側受到滲漏水的影響比北側大,尤以建筑物西南角為最嚴重,導致本建筑物整體向南傾,以西南角傾斜為最嚴重(向南傾斜248mm)。同時說明,建筑物的傾斜方向與滲水流向基本吻合。因素土墊層下的濕陷性黃土厚度不大且濕陷等級為Ⅰ級。灰土、素土墊層施工質量雖差,但畢竟能起到一定的的防水隔水作用,所以在十幾年的時間內,該建筑物下沉速度較緩,未出現突變型沉降。
結論
綜上所述,該建筑物產生傾斜,是由于污水井、管道滲水,素土墊層未能發揮應有的防水、隔水作用,致使第六層粉土遭受滲漏水,從而出現自上向下的浸水,從而產生濕陷變形,致使建筑物傾斜及墻體開裂。
作者:王強單位:山西省煤炭規劃設計院