一、工程概況
　　福林小區(qū)暨省林勘院勘察設(shè)計業(yè)務(wù)樓項目地處長沙市市中心，總建筑面積79690m2。主要建筑物有1#、2#、3#、4#及勘察設(shè)計業(yè)務(wù)樓，其中1#地上34層、地下1層；2#、3#棟地上34層、地下2層；勘察設(shè)計業(yè)務(wù)樓地上17層、地下2層，4#棟公寓樓地上14層、地下2層。基坑開挖深度8.4-10.0m，最深處為省林勘院物業(yè)管理樓段，深達14.8m。以上建筑物結(jié)構(gòu)安全等級均為二級，對差異沉降敏感。本場地為中等復(fù)雜場地,地基為中等復(fù)雜地基。工程組于2007年10月12日開始先后組織2-9臺GY-100型工程鉆機進場，于同年11月10日結(jié)束外業(yè)工作。
　　二、勘察目的和依據(jù)的技術(shù)標準
　　本次勘察的主要目的是：提出詳細的巖土工程資料和設(shè)計、施工所需的巖土參數(shù)；對建筑地基做出巖土工程評價，并對地基、基礎(chǔ)型式、地基處理、基坑支護、工程降水和不良地質(zhì)作用的防治等提出建議。
　　本次勘察依據(jù)下列的技術(shù)標準：
　　1．《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）
　　2．《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》（JGJ72-2004J366-2004）
　　3．《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）
　　4．《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JTJ94-94）
　　5．《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007－2002）
　　6．《土工試驗方法標準》(GBJ50123-1999)
　　7．《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）
　　8．《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99）
　　9．《工程巖體試驗方法標準》（GB/T50266-99）
　　10．設(shè)計方提供的《工業(yè)與民用建筑詳細勘察階段工程地質(zhì)勘察任務(wù)書》及勘察合同。
　　三、勘察方法和勘察工作布置
　　本次勘察根據(jù)擬建建筑物特性，按照《巖土工程勘察規(guī)范》、《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》等規(guī)定，綜合天然地基和樁基礎(chǔ)方案及深基坑支護工程等因素，共布置鉆孔56個，其中控制性勘探孔28個，一般性勘探孔28個。受現(xiàn)有建筑物地形地物的影響，AZK15孔和AZK25孔做了適當?shù)囊苿印＞唧w采用的方法包括：測量、鉆探、原位測試及室內(nèi)試驗等。所完成的工作量詳見表1。
　　表1勘察工作量統(tǒng)計表
　　項目 計量單位 工作量
　　鉆孔 m/孔 1889.95/56
　　標準貫入試驗 次 131
　　重型(II)動力觸探試驗 m 8.2m
　　土樣 原狀樣 組 58
　　 擾動樣 組 11
　　巖樣 組 28
　　水樣 組 4
　　鉆孔簡易抽水試驗 孔 2
　　剪切波波速試驗 孔 5
　　水位觀測 孔 56
　　測量定點 點 56
　　4工程地質(zhì)條件
　　4.1地形地貌：地勢西北最高，東南最低，地貌單元為湘江高階地，呈三級臺階狀，地面高程介于56.00-64.00m。
　　4.2地層巖性：本場地的地層從新至老依次為：第四系全新統(tǒng)的人工填土，第四系更新統(tǒng)白沙井組的粉質(zhì)粘土、中砂、圓礫和卵石，基巖為下第三系的泥質(zhì)粉砂巖。主要土層原位測試統(tǒng)計參數(shù)見表2。
　　表2各主要土層原位測試統(tǒng)計參數(shù)表
　　巖土名稱
　　
　　項目 標準貫入試驗 重型動力觸探試驗
　　 人工填土① 粉質(zhì)粘土② 中砂
　　③ 殘積土⑥ 強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖⑦ 圓礫④ 卵石⑤
　　統(tǒng)計數(shù) 25 37 10 38 11 33 44
　　范圍值 5-25 8-46 19-36 9-45 ＞50 6-41.4 11.7-47.8
　　平均值 10.3 24.2 24.7 19.3  18.5 27.4
　　標準差 5.055 9.082 5.167 8.279  2.781 10.216
　　變異系數(shù) 0.491 0.334 0.152 0.428  0.150 0.373
　　標準值 8.5 23.0 20.3 17.0  17.7 24.7
　　注：上表中統(tǒng)計數(shù)據(jù)均已剔除異常值。
　　東北坡面上出露硬塑-堅硬的網(wǎng)紋狀粉質(zhì)粘土層，邊坡基本垂直，高約4-5m，歷經(jīng)幾十年風(fēng)雨未失穩(wěn)。
　　4.3水文地質(zhì)：勘探期間，場地內(nèi)各鉆孔均遇見地下水，地下水類型主要類型為第四系人工填土中的上層滯水和賦存于圓礫、卵石層的孔隙水，孔隙水略具承壓性，水量較豐富。
　　場地內(nèi)各巖土按透水性強弱可劃分如下：人工填土①和圓礫④、卵石⑤屬中等透水—強透水性地層，根據(jù)抽水試驗測得圓礫層和卵石層的滲透系數(shù)為K=44.27-57.06m/d，影響半徑15.56-30.88m，單位涌水量q=0.136-0.162l/s.m；中砂③屬中等透水地層，基巖強風(fēng)化—中風(fēng)化帶屬弱透水性地層，其余各粉質(zhì)粘土層屬微透水—不透水地層。
　　表3抽水試驗成果表
　　試驗孔項目 AZK9 BZK1
　　降深次段 2 2
　　抽水延續(xù)時間(h) 10 8
　　水位恢復(fù)時間(h) 6.15 3
　　靜止水位(m) 2.41 2.84
　　動水位(m) 7.06 5.41
　　水位下降值S(m) 4.65 2.57
　　涌水量Q(l/S) 0.633 0.417
　　單位涌水量q(l/s.m) 0.136 0.162
　　含水層厚度(m) 10.2 3.3
　　滲透系數(shù)K(m/d) 57.06 44.27
　　注：抽水試驗以整個卵石層為含水層，試驗孔半徑取0.06m。
　　場地西南部圓礫④、卵石⑤分布厚度大于10m，屬白沙井組，為長沙市主要地下水通道之一。
　　5勘察結(jié)論與建議
　　5.1本次勘察未發(fā)現(xiàn)影響場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)構(gòu)造及其它不良地質(zhì)現(xiàn)象，場地土場地中I區(qū)為中硬場地土，建筑物所在場地類別為Ⅱ類；Ⅱ區(qū)為中軟場地土，建筑物所在場地類別為Ⅱ類。總的說來，工程地質(zhì)條件較好，作為擬建建筑物場地是適宜的。
　　5.2根據(jù)勘察結(jié)果，結(jié)合擬建建筑物的特點，建議擬建建筑物主體部分采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，以中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖⑧作樁端持力層，其樁端進入所選持力層深度應(yīng)根據(jù)上部荷重通過計算來確定且不得小于一倍樁徑；地下室部分考慮到地下水的浮力影響，建議采用筏樁復(fù)合基礎(chǔ)，選卵石層⑤、殘積土⑥與中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖⑧作基礎(chǔ)持力層，基礎(chǔ)進入持力層深度不小于0.5m或一倍樁徑。不同基礎(chǔ)型式之間應(yīng)設(shè)置沉降縫。
　　5.3根據(jù)所取水樣的簡分析結(jié)果，場地地下水中上層滯水對混凝土具弱腐蝕性，基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)考慮防護；孔隙承壓水對混凝土不具腐蝕性。
　　基底設(shè)計需考慮到地下水的浮力，建議抗浮設(shè)計水位以12-12’剖面為界，剖面以西抗浮設(shè)計水位為為57.40m；剖面以東自西北向東南抗浮設(shè)計水位為57.40-53.50m。
　　鑒于擬建場地基坑開挖需進行止水帷幕與基坑支護設(shè)計，根據(jù)場地地形條件，建議止水帷幕設(shè)計結(jié)合基坑支護設(shè)計采用盲溝（充填透水性好的砂礫石層）疏排地下水，同時在場地東南角（標高為50.60m）設(shè)置集水井，可消散地下水水頭差，減除地下水對基礎(chǔ)的浮力作用。
　　5.4筏樁基礎(chǔ)施工時，正處于地下水位以下，應(yīng)加強地下室的防水、止水、防滲措施；大口徑人工挖孔嵌巖灌注樁基礎(chǔ)施工時，應(yīng)控制樁徑和垂直度、樁長和進入中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖中的深度、樁底沉碴厚度及砼質(zhì)量與澆灌質(zhì)量；由于泥質(zhì)粉砂巖具失水易裂、吸水易軟化的特性，因此，當基礎(chǔ)開挖到位后應(yīng)及時清底干凈，澆灌混凝土，以免地表水或地下水滲入使持力層產(chǎn)生軟化，從而降低其承載力，影響施工質(zhì)量。
　　5.5為保護基坑壁穩(wěn)定和施工的順利進行，應(yīng)進行專項的支護和排水方案設(shè)計；基坑施工時，應(yīng)首先完成止水帷幕施工，再分層分段進行土方開挖，每層土方開挖時，要留施工平臺，開挖高度應(yīng)控制在錨索、土釘位置往下0.5m左右，便于成孔施工。基坑施工期間應(yīng)設(shè)置一定數(shù)量的變形觀測點，以便及時掌握地面變形、滲點水分布、排水量等情況。
　　5.6為確保建筑物的正常施工和安全使用，建議從建筑物基礎(chǔ)施工至竣工使用后的一定時間內(nèi)，設(shè)置適當數(shù)量的觀測點對建筑物進行系統(tǒng)的沉降監(jiān)測。
　　6、巖土工程設(shè)計
　　本項目周邊環(huán)境復(fù)雜，緊鄰道路與多層建筑；地質(zhì)條件復(fù)雜，地下水較豐富；最大基坑深度14.5m，屬一級基坑；既有臨時支護，又有永久性支護；既要保證基坑周邊建筑物的安全穩(wěn)定，又要保證原有大樹不受破壞；設(shè)計周期短，任務(wù)緊。我們在掌握巖土工程條件與研究了周邊環(huán)境的前提下，因地制宜，分段采用不同的方案進行設(shè)計（具體如表4）；針對場地地下水分布特征及對基坑的影響，設(shè)計采用了半包圍的止水幃幕，減少對地下水資源的破壞。
　　表4錨的設(shè)計方案
　　分段 基坑開挖深度（m） 安全等級 重要性系數(shù)ｒ 支護型式 結(jié)構(gòu) 使用年限
　　A1BC 8.6 一級 1.1 樁錨 永久 
　　CDE 14.80 一級 1.1 雙排勁性剛架 永久 
　　EF 9.10 二級 1.0 放坡噴錨 臨時 1年
　　FF1 7.8 二級 1.0 放坡噴錨 臨時 1年
　　F1G 7.80 二級 1.0 雙排肋柱式錨噴 臨時 1年
　　HI 0.0~3.9 二級 1.0 放坡護面 臨時 1年
　　II1 3.9~5.4 二級 1.0 肋柱式錨噴 臨時 1年
　　I1J 5.4~7.5 二級 1.0 放坡噴錨 臨時 1年
　　JKL 5.1 二級 1.0 噴錨 臨時 1年
　　LM 5.1-6.6 二級 1.0 噴錨 臨時 1年
　　MAA1 8.4-9.5 一級 1.1 懸臂樁 臨時 1年
　　
　　7本勘察設(shè)計的技術(shù)特點分析
　　7.1巖土工程勘察方案合理、技術(shù)先進，勘察成果數(shù)據(jù)準確，建議經(jīng)濟合理：通過初勘發(fā)現(xiàn)場地往西南大半部分白沙井組地層厚度大于10m，該層為地下水主要含水層，是長沙市地下水的主要通道，而東部在10m左右均為紅砂巖，分布厚度大，于是結(jié)合場地水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件，提出了2條重要建議：1、場地往西南大半部分建筑物作一層地下室建議，避免施工開挖截斷地下主要通道、避免施工降水對周圍建筑物的影響；2、其余建筑物宜做2層地下室，采用樁筏基礎(chǔ)或箱型基礎(chǔ)型式，直接將基礎(chǔ)落在基巖上。
　　施工圖勘察階段采用網(wǎng)絡(luò)布孔，基坑與主體統(tǒng)一考慮，減少了勘探工作量，縮短了勘察周期，為項目建設(shè)創(chuàng)造了有利條件，社會效益明顯。
　　勘探過程中采用了原位測試、波速試驗、抽水試驗、室內(nèi)試驗等多種技術(shù)手段，查明了場地巖土工程條件，所提巖土物理力學(xué)參數(shù)準確、合理；充分挖掘了巖土層物理力學(xué)潛力，根據(jù)旁壓試驗成果與巖石試驗成果，將泥質(zhì)粉砂巖中風(fēng)化承載力特征值由周邊建筑物所采用的2500KPa提高為3500KPa，經(jīng)施工樁基靜載試驗準確合理，縮小了樁徑，節(jié)省了投資，經(jīng)濟效益明顯。
　　7.2巖土工程設(shè)計充分考慮了場地條件，因地制宜，分段設(shè)計，設(shè)計方案施工可行、安全可靠：如場地北側(cè)BC段的雙排樁形成勁性剛架支護與地下車庫進口有機結(jié)合，避勉因打錨桿與相鄰單位的矛盾，同時兼具景觀功能；CD基坑高度14.5m，采用樁加錨索方案，確保了變形與沉降值在安全范圍內(nèi)；EF等其他有放坡條件的采用了土釘墻；FG段為保證原大院古樹，與東側(cè)進出道路支護相結(jié)合，采用了對錨的設(shè)計方案等，
　　7.3注重對自然環(huán)境的保護
　　通過勘察與資料收集發(fā)現(xiàn)場地西南部白沙井組（Q2al）圓礫卵石層分布厚度大，上覆8-10m的網(wǎng)紋狀粉質(zhì)黏土，是長沙市區(qū)主要的地下水通道，與“白沙井”泉水相關(guān)，本著不破壞就是最大的保護原則，根據(jù)地層分布情況，提出“減少場地西南部地下室層數(shù)，減少基礎(chǔ)施工對白沙井組主要含水層污染”的建議，并被建設(shè)方與設(shè)計采納。在止水幃幕設(shè)計過程中，我們采用了半包圍設(shè)計方案，盡量避免截斷地下水通道。
　　場地東部（FG段）為一排大樹，也是原森林大院的特征，必需進行保護，但基坑邊線與大樹相距不到3m，無放坡開挖條件。根據(jù)地形條件，我們采用了洛陽產(chǎn)灌注樁（小口徑）與外側(cè)道路護壁樁形成對錨支護，減少了對樹根的破壞。
　　7結(jié)論
　　本項目充分發(fā)揮了巖土工程勘察設(shè)計一體化的優(yōu)勢。通過合理選用勘察手段、精心構(gòu)思勘察方案，查明了場地巖土工程條件；以此為基礎(chǔ)，在設(shè)計中大膽運用新技術(shù)，解決了地下水條件復(fù)雜、基坑變形要求嚴格等難題，節(jié)約了投資、縮短了工期，保護了小區(qū)內(nèi)的自然生態(tài)環(huán)境，經(jīng)濟效益和社會效益明顯。本項目于2009年11月被國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、中華總工會授于“全國建筑施工安全質(zhì)量標準化示范工地”。獲得了國家林業(yè)局2011年度優(yōu)秀勘察設(shè)計一等獎。