深圳市赛格广场大厦岩土工程实录

1深圳市赛格广场大厦岩土工程实录李清明1）张喜珠1）邓文龙1）张运标1）黄力平1）王贤能1）李荣强2）1）深圳市勘察研究院深圳5180312）深圳市建设局深圳5180311．工程概况深圳市赛格广场大厦位于深圳市深南中路与华强路交叉路口之NE侧，北邻宝华大厦，东接中电住宅楼，南紧靠赛格电子配套市场，西侧为华强北商业街。拟建大厦分主塔楼和裙楼二部分。主塔楼地上72层，高度358m，平面呈八边形，结构采用芯筒外框体系；裙楼地上10层，设在主塔楼的西、南两侧，采用框架结构；楼梯间及电梯井壁采用钢筋混凝土剪力墙。在主塔楼和裙楼以下设地下室4层，设计基坑深度17.5m（内筒部位开挖深度为24.5m）。2．勘察方案2.1勘察要求（1）对建筑场地及地基稳定性的适宜性作出工程地质评价；（2）为地基基础设计与施工、地基处理与加固、不良地质现象的防治工程提供工程地质资料及计算指标；（3）查明建筑物范围内的地层结构，基岩分布、埋深及厚度。提供基岩和土层的物理力学性质，划分土层与岩层及各种风化带界线，岩层中有无断层破碎带并查明其产状、宽度和厚度，提供各土层的承载力和桩周摩擦力；（4）查明地下水的埋藏条件、类型、水质、渗透性、侵蚀性、涌水量、水位变化规律，基坑开挖降水的可能性及对相邻建筑物的影响，提供建筑物的基础方案和选型；（5）对场地进行地震危险性分析，提供地震动设计参数（地震加速度反应谱、卓越周期、场地类别、地面加速度峰值及适应本场地特征的人工波），场地地震基本烈度，作为地震作用分析的依据。2.2勘察工作量2.2.1勘探点的布置勘探钻孔数量和位置由业主、设计方和我院三方商定，共布置52个钻探孔，为查明场地内地层的渗透性补充5个钻孔，共57个钻孔，详见勘探点平面布置图（图1）。2.2.2勘探深度的确定按《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-90）、《深圳地区建筑地基基础设计试行规程》（SJG1-88）的有关规定和设计院的要求，主塔楼控制性钻孔进入微风化岩层18m，一般性钻孔进入微风化岩层15m；裙楼部分控制性钻孔进入微风化岩1m，一般性钻孔进入中风化岩5m。2.2.3室内及野外原位试验根据规范对高层建筑测试和试验的有关规定和设计要求，本工程除进行室内试验外，还进行了原位标准贯入试验、静力触探试验、群孔抽水试验及对场地进行地震反应分析和地震安全性评价。室内试验除做常规试验外，还进行了高压固结试验、静（动）三轴试验、岩石点荷载试验和2图1勘探点平面布置图岩石单轴饱和抗压强度试验等。标准贯入试验在26个钻孔内进行了217次，目的是划分岩土的风化程度及其均匀性和承载能力。静力触探试验在6个钻孔旁进行，总进尺130.10m，旨在确定地基强度和均匀程度。群孔抽水试验选取一个抽水试验主孔，在主孔周围布置8个观测孔，旨在确定场地内地层的渗透性，为基坑降水和桩基施工提供计算参数。另外，对拟建场地进行了地震反应分析和地震安全性评价，其目的是根据拟建场地所处区域地质构造特征、地震活动性规律和场地岩土分布特征来评价地震的振动效应和次生效应对建筑物的影响，为拟建超高层建筑提供抗震设计参数。3．场地岩土条件3.1场地各地层的工程性质及分布情况拟建场地原地貌属风化残丘坡地，地势北高南低，后经人工改造，现地势较为平坦。场地内各地层自上而下共分12层（见表1），各岩土层的主要物理力学性质指标平均值见表2，其埋藏和分布特征见工程地质剖面图13—13’（图2）。3.2场地地下水条件场地内坡积粘土、残积（砾质）粉质粘土和全风化粗（细）粒花岗岩为相对隔水层，强、中风化粗（细）粒花岗岩为场地内主要含水层，地下水属基岩裂隙微承压水类型，其来源主要为大气降水渗入和来自西北向的侧向补给。地下水位埋深0.60~2.75m，稳定地下水位标高8.45~9.70m。根据群孔抽水试验，强（中）风化粗（细）粒花岗岩的渗透系数K为0.07~0.39m/d，平均0.22m/d，影响半径26~166m，平均85m。33.3场地地震效应3.3.1区域地震地质特征综合分析深圳市及其邻近地区地震地质构造和地震活动性规律情况后认为：4表1地层状态及埋藏特征成因岩土名称状态层厚/m层底标高/mQml素填土稍湿,稍密0.0~3.107.88~11.09Qdl粘土稍湿~湿,硬塑~坚硬1.00~12.909.10~-3.30Qel砾质粉质粘土湿,可塑~硬塑9.60~25.30-7.97~-18.80粉质粘土湿,可塑2.10~6.60-9.77~-13.02γ53-1全风化粗粒花岗岩全风化0.80~7.80-10.67~-23.35强风化粗粒花岗岩强风化2.50~12.20-16.70~-32.50中风化粗粒花岗岩中风化0.30~5.10-17.50~-35.70微风化粗粒花岗岩微风化————全风化细粒花岗岩全风化1.20~5.50-12.70~-16.91强风化细粒花岗岩强风化1.50~9.00-15.75~-24.21中风化细粒花岗岩中风化1.10~16.40-19.50~-45.27微风化细粒花岗岩微风化————碎裂岩强风化~微风化走向NW，倾向SW，倾角约70°，垂直视厚度0.70~4.20m图2工程地质剖面图13—13’5表2各地层主要物理力学性质指标平均值表2指标名称地层名称天然含水量W（%）天然重度γ(kN/m3)比重Gs孔隙比e塑性指数lp（%）液性指数ll100-200kPa平均压缩系数a100-200(MPa-1)压缩模量Es(MPa)内摩擦角φ(°)凝聚力c(kPa)标准贯入试验N锤击数液限Wl(%)不固结不排水三轴试验固结不排水三轴试验压缩系数压缩模量侧壁摩阻力fs(kPa)锥头阻力qc(MPa)岩石单轴饱和抗压强度σc(MPa)内摩擦角φ(°)凝聚力C(kPa)总应力有效应力(MPa-1)(MPa)内摩擦角φ(°)凝聚力C(kPa)内摩擦角φ(°)凝聚力C(kPa)a0-50a50-100a100-200a200-300a300-4000-5050-100100-200200-300300-400粘土(Qdl)28.118.42.640.84517.20.20.385.2925.6511247.110.7020.0014.523.034.915.00.6520.4870.3850.2780.2263.4794.8355.2867.3378.487.52.0砾质粉质粘土(Qel)33.317.92.640.97314.60.220.504.0826.8321546.610.018.024.325.033.4210.9180.6550.5000.3500.2882.3103.1684.1085.9686.810150.83.4粉质粘土(Qel)37.717.92.651.04113.40.810.474.4525.8321240.37.308.019.540.028.8300.8670.6200.4700.3370.2752.4353.2154.2635.9196.85094.62.3全风化粗(细)粒花岗岩39198.7(465.5)3.7(12.7)强风化粗(细)粒花岗岩50320.78.2中风化粗(细)粒花岗岩16.9(29.1)微风化粗(细)粒花岗岩65.6(67.4)7（1）拟建场地位于东南沿海地震活动强度远小于外带的内带，内带只能发生Ms7级的地震，影响本场地的地震基本烈度为7度。（2）从地震活动时间序列来看，自1400年以来明显存在两个周期约为310~320年的地震活动周期：1400~1700年为第一活动周期；1701年至今为第二活动周期。每一活动周期可划分为四个阶段：即平静阶段（约80年），加速释放阶段（约120年），大释放阶段（不超过10年）和剩余释放阶段（约100年）。目前，东南沿海正处于剩余释放阶段，预计到二十一世纪方转入平静阶段。3.3.2地震反应分析在对拟建场地所处区域地质构造部位及地震活动性调查和研究的基础上，通过划分主要潜在震源区，采用综合概率法对场址进行地震危害概率分析，确定并模拟一个旨在反映场区地震危险水平的地震动输入，同时采用动三轴试验模拟地震时土层反应的力学参数，结合场地实际条件，以“等效线性”法进行地震反应分析，得到在不同概率水平（P=0.02、0.1、0.632）下的基岩概率加速度峰值PGA、地面设计地震影响系数а(T)、地面设计地震系数K、地震规准加速度反应谱β(T)和位移反应谱Sd(T)。（1）场地基岩概率加速度峰值考虑场地周围约300km地震影响区内的地震活动特征，以及地震动衰减关系等，采用综合概率法计算工程场地的地震危险性，得到其50年内三个概率水平的基岩加速度峰值PGA如表3。（2）场地地面设计地震系数根据场地土层的剪切波速及土动三轴试验结果，采用非线性地震反应的等效线性法，计算得到场址平均地面设计地震系数K如表3。（3）场地设计规准加速度反应谱根据场地2个工程地震孔位的地震反应分析结果，得到其不同概率水平的综合规准加速度反应谱β(T)表示如下：2.30(0.10/T)-0.8150.04≤T0.10(s)2.300.10≤TTg(s)2.30(Tg/T)1.061Tg≤T4.00(s)βcT≥4.00(s)式中Tg和βc取值见表3。（4）场地地面设计地震影响系数根据地震影响系数а(T)的计算关系，可以将三个不同概率设防水准的设计地震影响系数统一表示如下：аmax(0.10/T)-0.8150.04≤T0.10(s)аmax0.10≤TTg(s)аmax(Tg/T)1.061Tg≤T4.00(s)аcT≥4.00(s)式中аmax、аc及Tg取值见表3。（5）设计位移反应谱在设计加速度反应谱基础上，对未来50年内三个不同概率水准位移反应谱Sd(T)统一表示如下（单位：cm）：d1(10T)2.8150.04≤T0.10(s)d2·T20.10≤TTg(s)d3(T/Tg)0.939Tg≤T4.00(s)d4T≥4.00(s)式中d1、d2、d3、d4、Tg取值见表3。β(T)=а(T)=Sd(T)=8表3三个概率水准的PGA、K、Tg和βc等取值设防水准常遇地震63.2%偶遇地震10%罕遇地震2%PGA（cm/s2）28.8184.08156.88K0.0400.1140.217Tg0.420.500.60βc0.210.250.31аmax0.0920.2620.499аc0.0080.0290.067d10.02280.06500.1240d22.286.5012.39d30.401.634.46d43.3411.4626.484．岩土工程分析与评价4.1场地稳定性与适宜性分析与评价根据场地区域地质构造特征，地震活动性规律和钻探揭露情况，场地内不存在大型活动断层，仅发育一条走向NW，倾向SW的陡倾角张扭性非活动性断裂，场地内无其它不良地质现象，拟建场地是稳定的，适宜建超高层建筑。4.2岩土设计参数的分析与评价4.2.1天然地基岩土设计参数见表4。4.2.2桩基础岩土设计参数见表5。4.2.3深基坑支护岩土设计参数见表6。4.3基础选型的分析与评价根据建筑物特征和场地岩土条件，拟建大厦主塔楼应采用桩基础，裙楼可采用天然地基或桩基础。当裙楼采用天然地基而主塔楼采用桩基础时，应考虑采取相应措施来处理裙楼和主塔楼之间由于采用不同基础类型造成的沉降差问题。人工挖孔灌注桩作为在深圳地区广泛应用，并且是一种施工简便，造价低廉和质量可靠的桩型，建议主塔楼首选基础工程桩为人工挖孔灌注桩，以微风化粗（细）粒花岗岩作桩端持力层。4.4深基坑支护形式的分析与评价拟建大厦设地下室4层，设计基坑深度为17.5m（内筒部位开挖深度为24.5m）。基坑北侧为25层宝华大厦（人工挖孔桩基础，桩端持力层为强风化岩），其地下室外墙与本工程地下室外墙相距6.0m；东侧为4栋7层民用建筑（均为天然地基），相距4.0m；南侧为赛格电子配套市场（8层，框架结构，浅基础，基础埋深1.5m，1985年建成），一般相距2.0m，最近处仅0.2m；西侧为著名的深圳华强北商