地質(zhì)工程勘察中的地基方案路徑選擇探究

■楊小陸

（廣東順協(xié)工程勘察有限公司 廣東順德 528399）

地質(zhì)工程勘察中的地基方案路徑選擇探究

■楊小陸

（廣東順協(xié)工程勘察有限公司 廣東順德 528399）

筆者經(jīng)過查閱相關(guān)資料，并對(duì)廣東芳村花園二期工程第三標(biāo)段的施工過程行了實(shí)地隨訪，結(jié)合實(shí)際勘察工作，對(duì)不同地區(qū)的地基特質(zhì)進(jìn)行了研究，尤其是對(duì)其中的土質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)分析。針對(duì)不同的情況，筆者提出了地基方案選擇的一些參考意見。

地質(zhì)工程勘察地基方案路徑選擇探究

0 引言

地質(zhì)工程勘察是為查明影響工程建筑物的地質(zhì)因素而進(jìn)行的地質(zhì)調(diào)查研究工作。所需勘察的地質(zhì)因素包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)或地質(zhì)構(gòu)造：地貌、水文地質(zhì)條件、土和巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，自然地質(zhì)現(xiàn)象和天然建筑材料等。這些通常稱為工程地質(zhì)條件。查明工程地質(zhì)條件后，需根據(jù)設(shè)計(jì)建筑物的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn)，預(yù)測工程建筑物與地質(zhì)環(huán)境相互作用的方式、特點(diǎn)和規(guī)模，并做出正確的評(píng)價(jià)，為確定保證建筑物穩(wěn)定與正常使用的防護(hù)措施提供依據(jù)。

1 幾種地質(zhì)特性及本工程的地質(zhì)屬性

1.1 濕陷性土

在上覆土層自重應(yīng)力作用下，或者在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作用下，因浸水后土的結(jié)構(gòu)破壞而發(fā)生顯著附加變形的土稱為濕陷性土，屬于特殊土[1]。有些雜填土也具有濕陷性。廣泛分布于我國東北、西北、華中和華東部分地區(qū)的黃土多具濕陷性。濕陷性黃土是一種特殊性質(zhì)的土，其土質(zhì)較均勻、結(jié)構(gòu)疏松、孔隙發(fā)育。在未受水浸濕時(shí)，一般強(qiáng)度較高，壓縮性較小。當(dāng)在一定壓力下受水浸濕，土結(jié)構(gòu)會(huì)迅速破壞，產(chǎn)生較大附加下沉，強(qiáng)度迅速降低。

1.2 軟弱粘性土

軟粘土也稱軟土，是軟弱粘性土的簡稱。常見的軟弱粘性土是淤泥和淤泥質(zhì)土。軟粘土的強(qiáng)度極低，不排水強(qiáng)度通常僅為5～30kPa，表現(xiàn)為承載力基本值很低，一般不超過70kPa，有的甚至只有20kPa。軟粘土尤其是淤泥靈敏度較高，這也是區(qū)別于一般粘土的重要指標(biāo)。軟粘土的壓縮性很大。壓縮系數(shù)大于0.5MPa-1，最大可達(dá)45MPa-1，壓縮指數(shù)約為0.35-0.75。通常情況下，軟粘土層屬于正常固結(jié)土或微超固結(jié)土，但有些土層特別是新近沉積的土層有可能屬于欠固結(jié)土。滲透系數(shù)很小是軟粘土的又一重要特點(diǎn)，一般在10-5-10-8cm/s之間，滲透系數(shù)小則固結(jié)速率就很慢，有效應(yīng)力增長緩慢，從而沉降穩(wěn)定慢，地基強(qiáng)度增長也十分緩慢。這一特點(diǎn)是嚴(yán)重制約地基處理方法和處理效果的重要方面。

1.3 膨脹土

膨脹土是指土中黏粒成份主要由親水性礦物組成，同時(shí)具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特性的黏性土。膨脹土是種高塑性黏土，一般承載力較高，

具有吸水膨脹、失水收縮和反復(fù)脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發(fā)育等特性，性質(zhì)極不穩(wěn)定。常使建筑物產(chǎn)生不均勻的豎向或水平的脹縮變形，造成位移、開裂、傾斜甚至破壞，且往往成群出現(xiàn)，尤以低層平房嚴(yán)重，危害性很大，裂縫特征有外墻垂直裂縫，端部斜向裂縫和窗臺(tái)下水平裂縫，內(nèi)、外山墻對(duì)稱或不對(duì)稱的倒八字形裂縫等；地坪則出現(xiàn)縱向長條和網(wǎng)格狀的裂縫。一般于建筑物完工后半年到五年出現(xiàn)。

1.4 雜填土

雜填土主要出現(xiàn)在一些老的居民區(qū)和工礦區(qū)內(nèi)，是人們的生活和生產(chǎn)活動(dòng)所遺留或堆放的垃圾土。這些垃圾土一般分為三類：即建筑垃圾土、生活垃圾土和工業(yè)生產(chǎn)垃圾土。不同類型的垃圾土、不同時(shí)間堆放的垃圾土很難用統(tǒng)一的強(qiáng)度指標(biāo)、壓縮指標(biāo)、滲透性指標(biāo)加以描述。雜填土的主要特點(diǎn)是無規(guī)劃堆積、成分復(fù)雜、性質(zhì)各異、厚薄不均、規(guī)律性差。因而同一場地表現(xiàn)為壓縮性和強(qiáng)度的明顯差異，極易造成不均勻沉降，通常都需要進(jìn)行地基處理。

地質(zhì)工程中一般有濕陷性土、軟弱粘性土、膨脹土、雜填土四種地質(zhì)特性，而作為研究實(shí)例的廣東芳村花園二期工程第三標(biāo)段擬建場地位于廣州市芳村區(qū)芳村花園一期東側(cè)，龍溪大道北側(cè)。場地原始地貌形態(tài)屬?zèng)_積平原區(qū)，原地勢(shì)較低，后普遍被人工堆土稍有填高，現(xiàn)地勢(shì)平坦。

土層分布有人工填土層、第四系海陸交互相沉積層、第四系沖積層和殘積層，下伏基巖為白堊系上統(tǒng)泥質(zhì)粉砂層，局部為粗砂巖及薄層礫巖。構(gòu)成自上而下分為：

人工填土，素填土，平均厚度1.48m，雜填土，平均厚度1.48m；淤泥，平均厚度5.15m；粉質(zhì)粘土，平均厚度3.21m，粗砂，平均厚度0.92m；粉質(zhì)粘土，平均厚度2.68m；全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，平均厚度1.93m，強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，平均厚度2.66m，中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，揭露厚度5-8m。

人工地基：經(jīng)過人工處理或改良的地基。當(dāng)土層的地質(zhì)狀況較好，承載力較強(qiáng)時(shí)可以采用天然地基；而在地質(zhì)狀況不佳的條件下，如坡地、沙地或淤泥地質(zhì)，或雖然土層質(zhì)地較好，但上部荷載過大時(shí)，為使地基具有足夠的承載能力，則要采用人工加固地基，即人工地基[2]。對(duì)承載能力不夠的天然地基，要進(jìn)行人工改造，主要方案有以下幾種：

（1）換土墊層法

適用于地下水位較低，基槽經(jīng)常處于較干燥狀態(tài)下的一般粘性土地基的加固。砂墊層和砂石墊層是將基礎(chǔ)下面一定厚度軟弱土層挖除，然后用強(qiáng)度較高的砂或碎石等回填，并經(jīng)分層夯實(shí)至密實(shí)，作為地基的持力層，以起到提高地基承載力、減少沉降、加速軟弱土層排水固結(jié)、防止凍脹和消除膨脹土的脹縮等作用。

（2）木樁夯實(shí)軟弱地基

這是針對(duì)軟土地基和松散填土地基的特點(diǎn)，研究開發(fā)出來的一種地基加固處理技術(shù)。它充分利用天然地表硬層和淺部較好土層，避軟就硬，以建筑垃圾為填料，采用特殊的施工工藝和專利施工工具，在地表及地下數(shù)米范圍內(nèi)，夯擴(kuò)成階梯狀人造持力層，從而使地基得以加固。這項(xiàng)技術(shù)適用于工業(yè)與民用建筑，對(duì)平房改造、安居工程的多層住宅建設(shè)尤其適用[3]。此外，還適用于市政工程、中小型水利工程的地基加固。它可節(jié)約建筑材料60%以上，節(jié)約基礎(chǔ)投資15%～30%；并且由于充分利用建筑垃圾，環(huán)境效益顯著。

（3）水泥土攪拌法

具體分為漿液深層攪拌法（簡稱濕法）和粉體噴攪法（簡稱干法）。水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。不宜用于處理泥炭土、塑性指數(shù)大于25的粘土、地下水具有腐蝕性以及有機(jī)質(zhì)含量較高的地基。若需采用時(shí)必須通過試驗(yàn)確定其適用性。當(dāng)?shù)鼗奶烊缓啃∮?0%（黃土含水量小于25%）、大于70%或地下水的pH值小于4時(shí)不宜采用于法。連續(xù)搭接的水泥攪拌樁可作為基坑的止水帷幕，受其攪拌能力的限制，該法在地基承載力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的應(yīng)用有一定難度[4]。

根據(jù)上述對(duì)廣東芳村花園二期工程第三標(biāo)段擬建場地的地質(zhì)勘查，筆者認(rèn)為其地質(zhì)條件不足以構(gòu)成天然地基，所以應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行人工改造。根據(jù)設(shè)計(jì)中軟弱層的工程地質(zhì)及路基填高等特性，對(duì)軟土路段進(jìn)行了綜合處治設(shè)計(jì)，本軟基段采用的處理方式為：先施工縱橫排水溝、把水排干，回填透水性材料，最后用細(xì)粒土換填逐層壓實(shí)。

在軟基處理前，首先在路基兩側(cè)開挖排水溝，以保證路基施工期間的排水暢通，并結(jié)合地形在軟基路段開挖縱橫向排水溝，對(duì)個(gè)別排水不利的地段，則采用集水坑抽水的方式排除路基范圍內(nèi)的水，為后續(xù)的軟基處理施工創(chuàng)造有利條件。 施工流程為：審核施工圖設(shè)計(jì)及有關(guān)資料→儲(chǔ)備換填透水性材料→測量放線→挖除軟土及淤泥→基底檢查→分層鋪筑換填透水性材料→逐層壓實(shí)。

另外，為了進(jìn)一步增強(qiáng)地基的承受能力，應(yīng)該進(jìn)行樁基處理，采用鉆孔灌注樁。施工流程為：平整場地→樁位放樣→埋設(shè)鋼護(hù)筒→鉆機(jī)就位→鉆孔→成孔檢驗(yàn)→監(jiān)理工程師驗(yàn)孔→清孔→安放鋼筋骨架→安放導(dǎo)管→二次清孔→灌注混凝土→拔除鋼護(hù)筒→成樁檢測。鉆孔灌注樁可以進(jìn)一步增增強(qiáng)換填土處理軟基的承受能力。

2 小結(jié)

在工程地質(zhì)勘察中，勘察人員掌握的是第一手資料，要在充分分析工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，根據(jù)地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的共同作用，合理地選擇地基處理方案。在選擇地基方案時(shí)，首先要充分挖掘天然地基的潛力，在天然地基滿足不了的情況下，對(duì)幾種方案進(jìn)行比較，從中選出一種既經(jīng)濟(jì)又合理的地基方案。

[1]常錚.地質(zhì)工程勘察中地基方案的選擇路徑研究 [J].中華民居 (下旬刊),2014,06: 108-109.

[2]曲飛.地質(zhì)工程勘察中地基方案的選擇路徑研究 [J].科技風(fēng),2012,04:112.

[3]梁龍.海域島礁巖體綜合勘察技術(shù) [D].浙江大學(xué),2013.

[4]徐健.工程地質(zhì)勘察中地基方案選擇研究 [J].科技致富向?qū)?2011,05:306-307.

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-11-201-2