鄭州市區(qū)高層建筑場地穩(wěn)定性評價(jià)探討

xx市區(qū)高層建筑場地穩(wěn)定性評價(jià)探討 前言高層建筑場地穩(wěn)定性評價(jià)是高層建筑巖土工程勘察中一項(xiàng)重要內(nèi)容，但由于這樣那樣的原因，不同勘察單位在勘察報(bào)告中有關(guān)該章節(jié)內(nèi)容上卻千差萬別，甚至同一個(gè)單位不同技術(shù)人員提交的勘察報(bào)告有關(guān)該章內(nèi)容也參差不齊，有的勘察報(bào)告對有關(guān)場地穩(wěn)定性評價(jià)一節(jié)干脆一筆帶過，存在著或多或少忽視的現(xiàn)象，而有的勘察報(bào)告在有關(guān)場地穩(wěn)定性評價(jià)內(nèi)容上往往前后倒置，在一定程度上影響了報(bào)告的技術(shù)質(zhì)量。本文根據(jù)國家有關(guān)規(guī)范、規(guī)程要求結(jié)合xx地區(qū)巖土工程勘察經(jīng)驗(yàn)談一點(diǎn)個(gè)人看法。1.0國家及行業(yè)有關(guān)規(guī)范、規(guī)程對場地穩(wěn)定性評價(jià)的要求1、《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）第5章“不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害”中，有8節(jié)內(nèi)容：（1）巖溶；（2）滑坡；（3）危巖和崩塌；（4）泥石流；（5）采空區(qū)；（6）地面沉降；（7）場地和地基的地震效應(yīng)；（8）活動(dòng)斷裂。2、《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》（JGJ72-90）在第2.0.5條及第6章第一節(jié)中涉及內(nèi)容包括：（1）斷裂，尤其全新活動(dòng)斷裂；（2）地裂縫；（3）對斜坡地段高層建筑的評價(jià)；（4）建筑地段的劃分；（5）采空區(qū)、巖溶、土溝。3、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）第4章包括：（1）場地類型、有利、不利、危險(xiǎn)地段的劃分；（2）發(fā)震斷裂；（3）液化土的評價(jià)，并在第5章第5.1.2條中提出對某些建筑物需進(jìn)行時(shí)程分析。4、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）第6章包括：（1）滑坡、斷裂、人工挖、填方；（2）地基不均勻性；（3）巖溶、土溝；（4）崩塌、泥石流。5、《在巖土工程勘察報(bào)告編制標(biāo)準(zhǔn)》（CECS99：98）在第8.1.5條、第9.2.1條、第9.3.2條中提出，在可研階段、初勘階段應(yīng)對場地穩(wěn)定性和適宜性進(jìn)行評價(jià)，包括對不良地質(zhì)現(xiàn)象和特殊性土的評價(jià)。從上述國家有關(guān)規(guī)范、規(guī)程及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中可以看出場地穩(wěn)定性評價(jià)內(nèi)容應(yīng)包括：近場區(qū)和場地內(nèi)活動(dòng)斷裂的評價(jià)；建筑場地類型及場地有利、不利、危險(xiǎn)地段的劃分；不良地質(zhì)作用及不良地質(zhì)現(xiàn)象；場地和地基土的地震效應(yīng)評價(jià)；在以上四個(gè)方面分析基礎(chǔ)上綜合對場地的穩(wěn)定性和適宜性進(jìn)行評價(jià)。2.0xx市區(qū)高層建筑場地穩(wěn)定性評價(jià)應(yīng)包括的內(nèi)容：xx地區(qū)東部為第四紀(jì)沖、洪積平原，西部為弱切割的黃土臺(tái)塬。東、西區(qū)的地貌特點(diǎn)和斷裂構(gòu)造背景決定了xx地區(qū)高層建筑對場地穩(wěn)定性評價(jià)內(nèi)容與其它地區(qū)相比即有其共性，也有一定差異。2.1近場和場區(qū)內(nèi)活動(dòng)斷裂的評價(jià)2.1.1xx市區(qū)斷裂構(gòu)造活動(dòng)背景據(jù)xx地震局和xx地礦局對本區(qū)調(diào)查，xx市區(qū)及附近不存在深斷裂構(gòu)造，均屬蓋層斷裂，且這些斷裂自新生代以來表現(xiàn)微弱。據(jù)文獻(xiàn)[6]及xx市1996年5月發(fā)布的“關(guān)于xx市地震安全評價(jià)的通知”，xx市區(qū)內(nèi)工程近場（指工程場地及外圍25km范圍內(nèi)）及場區(qū)（指工程場地及外圍5km范圍內(nèi)）對工程有影響的活動(dòng)斷裂主要是xx斷裂和xx斷裂。據(jù)文獻(xiàn)[7]，xx斷裂北起xx老橋，大致自xx東側(cè)通過，向南東延伸，經(jīng)xx省體育館穿過市區(qū)。走向315-330度，傾向北東，傾角60-75度，錯(cuò)斷了中更新統(tǒng)地層。1974年在斷裂北端（據(jù)市區(qū)中心約26km）發(fā)生過2.6級地震。xx斷裂：分布在距市區(qū)中心東北約10km，大致沿xx---xx---xx城一線，呈北西向展布，長19km，自第三系以來仍有活動(dòng)，第四系底界有錯(cuò)動(dòng)。2.1.2近場和場區(qū)內(nèi)活動(dòng)斷裂的評價(jià)1、按“GB50021-2001”第5.8條及條文說明，重大工程應(yīng)進(jìn)行斷裂勘察。重大工程是指對社會(huì)有重大價(jià)值或重大影響如醫(yī)療、通迅、交通、供水、供電、供氣等工程，具體規(guī)定應(yīng)按國務(wù)院、各省、市人民政府及各主管部門的要求執(zhí)行。大型工業(yè)建設(shè)場地或“GB50011-2001”規(guī)定的甲、乙類建筑及部分重要的丙類建筑應(yīng)屬于重大工程。2、按“GB50011-2001”第四章條文說明，對甲類建筑應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評價(jià)報(bào)告確定。對一般的高層建筑，只考慮1.0萬年（全新世）以來活動(dòng)過的斷裂，在此之前的活動(dòng)斷裂不予考慮。按照以上有關(guān)規(guī)定及說明，在xx市區(qū)，對一般的丙類高層建筑（甲、乙、丙、丁類建筑的劃分應(yīng)按文獻(xiàn)[8]的規(guī)定確定）可不考慮活動(dòng)斷裂的影響。對應(yīng)進(jìn)行時(shí)程分析或地震安全性評價(jià)的甲、乙類建筑及部分丙類高層建筑應(yīng)參考地震安全性評價(jià)報(bào)告的有關(guān)內(nèi)容。2.2場地有利、不利、危險(xiǎn)地段的劃分按照“GB50011-2001”第4.1.1條及軟土地區(qū)工程地質(zhì)勘察規(guī)范（JGJ83-91）第5.1.3-5.1.8條的規(guī)定進(jìn)行劃分。按照以上有關(guān)規(guī)定及說明，xx市區(qū)東區(qū)一般有液化土存在，屬建筑抗震不利地段，而市區(qū)西區(qū)一般屬建筑抗震有利地段。另外按“GB50011-2001”條文說明，對那些即不屬于有利地段，也不屬于不利地段和危險(xiǎn)地段的場地，應(yīng)屬于可以進(jìn)行建設(shè)的一般場地。2.3不良地質(zhì)作用及不良地質(zhì)現(xiàn)象如上所述，xx市區(qū)東區(qū)屬第四紀(jì)沖、洪積平原，西區(qū)屬弱切割的黃土臺(tái)塬區(qū)，地形平坦，一般不存在巖溶、滑坡、崩塌、泥石流等山區(qū)地基常遇到的不良地質(zhì)現(xiàn)象，也較少遇到地面沉降及地裂縫。在東區(qū)有時(shí)遇到暗浜、古河道、污水坑等不良地質(zhì)現(xiàn)象，在xx西區(qū)常遇到的有防空洞、土坑、土溝、沖溝、古墓等不良地質(zhì)現(xiàn)象，其中對工程穩(wěn)定性影響較大的不良地質(zhì)現(xiàn)象是防空洞。對防空洞的評價(jià)應(yīng)在詳細(xì)查明其分布特征、埋深、跨度、拱高、是否襯砌等因素基礎(chǔ)上，據(jù)文獻(xiàn)[9]，常采取的措施有：（1）盡量淺埋；（2）；當(dāng)防空洞較淺時(shí)，采用深埋基礎(chǔ)；（3）柱梁跨越；（4）采用筏板基礎(chǔ)，減少基底壓力；（5）采用樁基礎(chǔ)，穿過防空洞；（6）加固地道，如橫向分格砌墻，或上部打孔用細(xì)石混凝土灌封等。此外，還應(yīng)注意：（1）若保留防空洞，應(yīng)做好防水措施，防止防空洞進(jìn)水引起塌陷；（2）若保留防空洞，原有拱圈體與原有土體間的空隙（一般10cm左右）應(yīng)采用壓密注漿補(bǔ)強(qiáng)，避免可能出現(xiàn)的不均勻沉陷。2.4場地和地基土的地震效應(yīng)評價(jià)2.4.1建筑場地類別的劃分 按“GB50011-2001”第四章規(guī)定“建筑場地類別劃分，應(yīng)以土層等效剪切坡速和場地覆蓋層厚度確定，在xx東區(qū)土層等效剪切坡速一般在140-250m/s之間，場地覆蓋層厚度>50m，為Ⅲ類建筑場地。xx西區(qū)一般為Ⅱ類場地。2.4.2場地抗震設(shè)防烈度，設(shè)計(jì)基本地震加速度和設(shè)計(jì)特征周期的確定按照“GB50011-2001”附錄A規(guī)定，xx地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g。另據(jù)第5.14條，其特征同期對Ⅲ類建筑場地為0.45s，對Ⅱ類建筑場地為0.35s。2.4.3地基土液化可能性評價(jià)“GB50011-2001”和“GB50021-2001”均要求按初判和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)進(jìn)行判別。這是應(yīng)注意（1）在xx市區(qū)東區(qū)當(dāng)?shù)叵滤宦裆睿?m時(shí)務(wù)必先按第4.3.3條進(jìn)行初判，確定是否須進(jìn)行進(jìn)一步判別。否則，若直接按第4.3.4條進(jìn)行判別,將導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)論。如在在xx市區(qū)東區(qū)當(dāng)?shù)叵滤宦裆睿?.5m時(shí)，當(dāng)采用天然地基淺基礎(chǔ)(假定db=2m)時(shí)按第4.3.3條進(jìn)行初判時(shí),可不考慮液化影響；但若直接按第4.3.4條進(jìn)行判別,判別結(jié)果可能是輕微液化甚至是中等液化場地，同一場地而判別結(jié)論卻大相徑庭，這一點(diǎn)務(wù)必引起注意。（2）“初判”結(jié)果是最終確定性結(jié)論而非初步判斷。當(dāng)須進(jìn)行進(jìn)一步判別時(shí)，評價(jià)場地液化等級的方法是逐點(diǎn)判別，按孔計(jì)算、綜合評價(jià)。即按單元單點(diǎn)法判定液化土層的深度、液化土層分布、液化指數(shù)及液化等級，同時(shí)參照靜力觸探試驗(yàn)、剪切坡速測試成果進(jìn)行判定，并根據(jù)場地地貌特征及鄰近場地經(jīng)驗(yàn)綜合判定所在場地的液化等級。在xx東區(qū)，一般為輕微液化場地。應(yīng)該提出的是，以上規(guī)定針對平原地區(qū)而言，對河岸、斜坡地帶應(yīng)專門確定研究（見“GB50021-94第5.7.6及5.7.7條文說明）。2.5場地震陷可能性評價(jià)按照“GB50021-2001”第5.7.11條條文說明表5.5要求進(jìn)行判別。另外按照構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范“GB50191-93”認(rèn)為烈度7度及7度以下地區(qū)均不考慮震陷問題，根據(jù)以上規(guī)定，因xx市區(qū)為7度區(qū)，當(dāng)承載力特征值fa>80kpa，等效剪切坡速Vsr>90m/s時(shí)，可不考慮震陷對工程的影響。2.6對場地和地基抗震措施的建議以xx東區(qū)為例，在抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15s的條件下，地基均需進(jìn)行天然地基抗震承載力和樁基抗震承載力驗(yàn)算。場地為輕微液化場地，液化深度6-10m以上。場地可不考慮震陷對工程的影響，但應(yīng)根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別結(jié)合具體情況采取相應(yīng)的