北京平原全新世地區(qū)地基基礎(chǔ)設(shè)計與施工

摘要：本文介紹了位于北京平原全新世地區(qū)的某建校工程的工程概況，并對該工程的土層進行了分析，給出了水文地質(zhì)條件和地基處理措施，實踐證明，效果良好。

關(guān)鍵詞：平原全新世地區(qū)；土層分析；水文地質(zhì)；地基處理

京郊平原全新世地區(qū)，主要指永定河泛濫平原和潮白河沖積平原，兩個河系沖積平原，從巖性上均是沙土類土，從構(gòu)造上均是分層布局，形成年代均在約距今2000一8000年。在永定河泛濫平原上有石景山、豐臺、大興；在潮白河沖積平原上有懷柔、順義、通縣（區(qū)），其間密布廣大農(nóng)村。

1 .工程概況

化工部設(shè)計院，承接了北京順義高等醫(yī)專新建校工程設(shè)計，該校座落在順義城東南潮白河畔。根據(jù)土建設(shè)計提出的勘察技術(shù)要求和有關(guān)規(guī)范，對工程地質(zhì)做了較有力度的勘察。僅在260m×150m范圍內(nèi)做了25 孔，計250m掘進尺，取出近百個土樣，測得了物理力學性質(zhì)分析結(jié)果：第一層為耕土，第二層為填土，第三層為亞粘土，第四層為輕亞粘土，第五層為粗砂（埋深為3一4.5m）。

2 .土層分析

2 .1各主要土層的基本情況

（1）耕土：黃褐色，含大量植物根、磚塊、煤渣，松散，濕，厚度0.4一0.6m，在場地內(nèi)均有分布。

（2）填土：黃褐色一雜色一黑色。23號孔、22號孔揭露是以亞粘土為主的素填土，夾有紅色、青色磚塊、石塊。21 號孔揭露的填土含有腐植質(zhì)具有臭味的爛泥，夾有發(fā)霉的麥草、青磚塊、朽木等。厚0.9～2.3m，可塑一軟塑，濕一飽和。該處原與大東莊池塘相連，近十幾年才填平。標貫擊數(shù)，N63.5：1。

（3）亞鉆土：黃褐色一棕黃色。含氧化鐵和鈣質(zhì)結(jié)核，夾腐植質(zhì)團塊和輕亞粘土薄層?？伤芤卉浰?，濕一很濕。厚度0.5～1.1m，底板埋深1.5m左右。分布不穩(wěn)定，呈條帶出現(xiàn)在場地西北部、中部和東南部。e=0.812，a1-2=0.057，屬高壓縮性土。

（4）輕亞粘土：褐黃色，土質(zhì)較均勻，含氧化鐵、云母碎片、鈣質(zhì)結(jié)核，結(jié)核粒徑1.5cm左右，夾細砂薄層?？伤芤卉浰?，很濕一飽和，厚度0.6～3.5m。該層由東南向西北逐漸變厚，場內(nèi)均有分布，西北部較深，底板埋深3～4m，東南部淺，埋深僅1m左右，主要物理力學性質(zhì)一般值：e=0.65，a1-2=0.018，屬中等壓縮性土。

（5）粉砂：褐黃色、灰白色。含云母、石英，粒徑均勻。局部地段含有少量氧化鐵，夾輕亞粘土薄層。22號孔處為淤泥質(zhì)細砂，并含黑色腐植質(zhì)具臭味，飽和，中密。由北向南由粉砂漸變?yōu)榧毶?。厚?～4m，平均2.5m，場內(nèi)均有分布，北部、西部較厚，向東南逐漸變薄，埋深由西部、北部3 m左右向東南變?yōu)?m，是場內(nèi)一個含水層。在鉆探中出現(xiàn)塌孔、涌砂、冒水。標貫擊數(shù)，15-37。e=0.649，a1-2=0.007，Dr=0.84。

（6）輕亞粘土：青灰色，土質(zhì)較均勻，含云母蹤局部含腐植質(zhì)?？伤芤卉浰?，飽和。厚度1～4m，平均3m。分布穩(wěn)定，遍及場地。該層在南部、中部較厚，北部較薄。底部有一層粉砂層，該砂層厚0.5～1m。9號孔、6號孔處最厚，向東逐漸變薄于1號、7號孔處尖滅，向西于10號孔處變薄尖滅。西南部相鄰2號孔，北部相鄰11號孔均未出現(xiàn)，呈透鏡體存在。N63.5：10～24，主要物理力學性質(zhì)：e=0.783，a1-2=0.019，屬中等壓縮性土。

（7）亞粘土：青灰色，土質(zhì)較均勻，致密，含氧化鐵，局部含少量腐植質(zhì)黑色斑點，可塑一軟塑，飽和。該層埋深6m左右。本次鉆探孔深15 m未揭穿，屬中等壓縮性土。

該層在南部、東南部7m深左右分別夾一層輕亞粘土層和一粉砂層。因兩夾層較厚分別敘述如下：

①輕亞粘土：該夾層在1號孔附近埋深6.5m，厚1.4m。延伸到7號孔以北尖滅，僅分布在南部及東南部。標貫擊數(shù)：11-12。主要物理力學性質(zhì)：e=0.691，a1-2=0.016，屬中等壓縮性土。

②粉砂層：該砂層僅分布在東南部1號孔到8號孔閘，在2號孔以西尖滅，相鄰6號孔、9號孔內(nèi)未見到，可見此砂層向場地東南部延伸。埋深7.4m，厚1.2m，在鉆探中出現(xiàn)塌孔、涌砂、冒水現(xiàn)象，標貫擊數(shù)：15。

3.地基處理措施

（1）耕土、素填土結(jié)構(gòu)較松散，第（3）黃褐色亞粘土層分布不均，均不宜作建筑物天然基礎(chǔ)。

（2）第（4）層褐色輕亞粘土，分布穩(wěn)定，厚度適宜，可作為建筑物的天然地基，〔R〕=0.18MPa。

（3）第（5）粉砂層，位于地下水位以下，飽和中密，[ R ] =0.14 MPa。

經(jīng)野外采用標準貫入試驗鑒定，該粉砂層實際標貫擊數(shù)N63.5= 9～37。通過“規(guī)范”中砂土液化評價公式計算，砂土液化臨界標貫擊數(shù)：7.98～11.72。N63.5>Nl，該層砂土無液化可能。

（4）第（6）輕亞粘土層、第（7）亞粘土層允許承載力[R]按如下值采用：

第（6）輕亞粘土層[R]=0.16 MPa

第（7）亞粘土層：① 亞粘土：[R] =0.16 MPa

② 粉砂：[R] =0.14 MPa

③ 輕亞粘土：[R] =0.18 Mpa

（5）場地東北部21號孔附近，為擬建鍋爐房基礎(chǔ)，該處是新近填土，原為溝塘邊緣，填土厚2.3m，均系軟塑到流塑，含大量有機質(zhì)的淤泥，標貫擊數(shù)：L9，為此建議鍋爐房位置向南移。

（6）教學樓東側(cè)基礎(chǔ)處，巖性不均，東北角8 號孔處為亞粘土直接覆蓋在飽和砂層上，東南角第④輕亞粘土層厚0.7m，為防止建筑物產(chǎn)生不均勻沉陷，建議對地基做適當處理，換填同一性質(zhì)的土。

（7）場地周圍及在場地內(nèi)，不宜挖掘低于第（5）粉砂層覆蓋厚度的溝壕，以免砂層外露，破壞砂層的結(jié)構(gòu)。

（8）擬建場地地下水對混凝土不具浸蝕性。

（9）場地所在地區(qū)地震基本烈度為8度。

（10）場地所在地區(qū)凍結(jié)深度為0.85m。

（11）建筑場地位于潮白河附近，為沖積成因的土層，巖性變化較大，建議基礎(chǔ)開挖后應進行開槽驗證。

4 .實際應用

從調(diào)查咨詢了解到，本地區(qū)地基基礎(chǔ)設(shè)計出于保險，習慣于深挖換土，即挖土至粉砂層，換置天然級配砂石，個別工程換土深度有4.5m的記錄。在初設(shè)階段，設(shè)計者對地基和基礎(chǔ)設(shè)計做了宏觀的技術(shù)經(jīng)濟分析，認為采用淺基是經(jīng)濟的，特別是本地區(qū)地下水位高，淺基為施工提供很大方便。在進行施工圖設(shè)計時，為了解決硬基軟土受力傳遞的突變性，在剛性基礎(chǔ)與輕亞粘土之間做一步200mm厚的灰土墊層；為了解決輕亞粘土層薄厚不均可能帶來的副作用：對于過薄的輕亞粘土層采用同類土夯填，對此部分條形基礎(chǔ)做加寬和加強筋；對基礎(chǔ)墻外側(cè)溝槽用灰土夯填；墻外做成加寬型散水，采用一次澆筑加厚混凝土；與外墻接縫處用油豪麻辮塞填牢固，對與外墻相距小于3m的檢查井做成混凝土結(jié)構(gòu)；上水水管道穿墻均做成加長套管；建議建筑學專業(yè)布置局部高層時，要特別注意地基強弱的分布特點。對于影響地基使用的特殊情況做了特殊處理。如教育樓外4m有一條農(nóng)用混凝土水管，為防止漏水對地基塑性的影響，在管道與建筑物間做一條φ300混凝土孔管，及時將滲出水疏干，在建筑物施工后，又做了地基沉降對比試驗。對于采取特殊的部位進行使用觀察，經(jīng)使用13 年來均未發(fā)生質(zhì)量問題。經(jīng)過實踐驗證的地基設(shè)計方法，又在順義城西部公路三段辦公樓和鐵十六局醫(yī)院大樓等工程中推廣使用，均取得了理想的效果。