石家莊某住宅工程地質(zhì)特征及基礎(chǔ)選型探討

陳 躍

(華北有色工程勘察院有限公司，河北 石家莊 050021)

石家莊某住宅工程地質(zhì)特征及基礎(chǔ)選型探討

陳 躍

(華北有色工程勘察院有限公司，河北 石家莊 050021)

介紹了石家莊某工程的地基土構(gòu)成、豎向分布及地基土的均勻性、濕陷性及場地類型等工程地質(zhì)特性，通過對(duì)擬建工程場地的工程地質(zhì)資料分析，對(duì)所選的基礎(chǔ)類型方案進(jìn)行了討論，對(duì)類似工程地質(zhì)條件的建筑場地具有一定的借鑒意義。

工程地質(zhì)特性，適宜性，基礎(chǔ)選型，地基土

0 引言

工程地質(zhì)勘察是工程建設(shè)的首要階段，其勘察成果是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)之一。張成會(huì)[1]對(duì)不同成因的地基土進(jìn)行了研究，并對(duì)不同地基土如何選取基礎(chǔ)方案進(jìn)行了討論；李萬成[2]對(duì)臨汾市地基土的工程地質(zhì)特性及地基處理進(jìn)行了研究；同時(shí)謝晨[3]、李兄蓮[4]、朱焱[5]分別對(duì)我國張掖、西寧、蔚縣等地區(qū)的工程地質(zhì)條件及基礎(chǔ)選型問題進(jìn)行了研究。工程地質(zhì)勘察為地基處理及基礎(chǔ)選型提供可靠的依據(jù)，在確保建筑物安全的同時(shí)，使建設(shè)單位盡量降低投入，因此，必須對(duì)工程場地的工程地質(zhì)特征和基礎(chǔ)選型進(jìn)行必要的討論。

本文以石家莊欒城區(qū)某工程場地為例，通過鉆孔資料、室內(nèi)試驗(yàn)等手段，對(duì)工程場地的工程地質(zhì)特征進(jìn)行調(diào)查，并對(duì)基礎(chǔ)選型問題進(jìn)行了討論，其主要內(nèi)容為：1)查明工程場地地基土及分布；2)查明地基土物理力學(xué)特征、地下水類型及腐蝕性；3)討論工程場地的基礎(chǔ)選型。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

工程場地位于石家莊東南面的欒城區(qū)，區(qū)內(nèi)地形較為平坦，地貌屬于太行山的山前沖洪積平原地貌。該區(qū)在區(qū)域上處于華北地塊西緣的華北凹陷之西部邊緣的冀中臺(tái)陷和臨清臺(tái)陷，屬于山西地臺(tái)和勃海凹陷之間的接觸地帶。

工程場區(qū)屬于溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫12.9 ℃，極端最高氣溫42.7 ℃，極端最低氣溫-26.5 ℃，年均降水量474 mm。土壤凍結(jié)期為12月下旬～翌年2月中旬，最大凍土深度為60.0 cm，積雪最大厚度為10.3 cm。

2 地基土構(gòu)成及巖性分類

根據(jù)場地地層時(shí)代、成因類型、巖性特征及物理力學(xué)性質(zhì)等，將地基土劃分為7個(gè)工程地質(zhì)層，各層土的分布規(guī)律及巖性特征如下：

①雜填土：雜色，稍濕，松散，以建筑垃圾，煤渣，粉質(zhì)黏土為主；層厚0.30 m～1.80 m，層底埋深0.30 m～1.80 m。

②黃土狀粉質(zhì)黏土：黃褐色，可塑～硬塑，夾薄層粉土，含少量姜石，分布連續(xù)；層厚0.40 m～2.80 m，層底埋深1.70 m～3.80 m。

③黃土狀粉土：褐黃色，稍濕，中密，局部含黏土團(tuán)塊及粉砂，分布連續(xù)；層厚0.90 m～5.00 m，層底埋深3.50 m～6.80 m。

④粉質(zhì)黏土：褐黃色，硬塑，無搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等，含有少量姜石，分布連續(xù)，局部分布薄層粉細(xì)砂，層厚1.40 m～4.50 m，層底埋深6.20 m～9.20 m。

⑤粉土：褐黃色，稍濕，密實(shí)，無光澤反應(yīng)，搖振反應(yīng)中等，干強(qiáng)度低，韌性低，具鐵錳質(zhì)浸染，含少量姜石，分布連續(xù)；層厚1.70 m～5.70 m，層底埋深9.90 m～14.20 m。

⑥粉質(zhì)黏土：褐黃色，可塑～硬塑，稍有光澤，無搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等，含有大量姜石，分布不連續(xù)，層厚2.60 m～5.50 m，層底埋深14.10 m～17.20 m。

⑦中砂：灰黃色，稍濕，中密，主要成分為石英、長石，分布不連續(xù)。

3 地基土的物理力學(xué)性質(zhì)

地基土的物理力學(xué)性質(zhì)見表1和表2。天然含水量與天然孔隙比呈很好的線性相關(guān)關(guān)系。

表1 地基土層的物理性質(zhì)

表2 地基土層的力學(xué)性質(zhì)

4 場地適宜性評(píng)價(jià)

4.1 場地土類型

工程場地雜填土，fak<130 kPa，為軟弱土，剪切波速Vs=100 m/s；黃土狀粉質(zhì)黏土，為軟弱土，剪切波速Vs=130 m/s；黃土狀粉土，fak<200 kPa，為中軟土，剪切波速Vs=130 m/s；粉質(zhì)黏土，fak<200 kPa，為中軟土，剪切波速Vs=170 m/s；粉土fak<200 kPa，為中軟土，剪切波速Vs=240 m/s；粉質(zhì)黏土，fak=180 kPa，為中軟土，剪切波速Vs=250 m/s；粉土，fak<200 kPa，為中軟土，剪切波速Vs=250 m/s。根據(jù)計(jì)算，該場地20 m以上土層的等效剪切波速為：Vse=211.6 m/s。根據(jù)石家莊市地區(qū)經(jīng)驗(yàn),本場地覆蓋層厚度大于50.00 m，判定該建筑場地類別為Ⅲ類建筑場地。

4.2 地震烈度及地基液化

本場地抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，特征周期值為0.55 s。場地埋深20.0 m內(nèi)未見地下水，不存在飽和粉土和砂土，為非液化場地。

4.3 地基土均勻性

各土層分布均勻，層面坡度均小于10%，經(jīng)過分析數(shù)項(xiàng)工程地質(zhì)勘察報(bào)告的地質(zhì)剖面圖和各土層的物理力學(xué)指標(biāo)可知，區(qū)域內(nèi)地基土物理力學(xué)性質(zhì)相近，從上向下基本為中壓縮性土層，可視為均勻地基土。

4.4 濕陷性評(píng)價(jià)

為了評(píng)價(jià)場地的濕陷性，開挖2個(gè)探井，選取試樣12件對(duì)其濕陷系數(shù)、濕陷起始?jí)毫C(jī)自重濕陷系數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)計(jì)算，其結(jié)果見表3。對(duì)上述所取的12個(gè)試樣進(jìn)行選擇，選取2個(gè)代表工程場地的試樣進(jìn)行計(jì)算濕陷量及自重濕陷量，其計(jì)算結(jié)果見表4。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此場地自重濕陷系數(shù)均小于0.015，此場地土具有非自重濕陷性。經(jīng)計(jì)算選擇代表性的試樣的濕陷量分別為29.25 mm和31.20 mm。由GB 50025—2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[6]中可知濕陷性黃土地基的濕陷等級(jí)判定該場地為Ⅰ級(jí)非自重濕陷性黃土場地。地基土濕陷量小于50 mm，可按一般地區(qū)的規(guī)定設(shè)計(jì)。

5 地基與基礎(chǔ)選型

對(duì)同一建筑、同一場地選擇不同的地基基礎(chǔ)方案，其效果和所需費(fèi)用差異較大，地基基礎(chǔ)方案選擇需考慮以下幾個(gè)方面的因素：

1)搜集已知準(zhǔn)確的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)勘察資料；

2)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及設(shè)計(jì)要求，結(jié)合場地地形地貌特點(diǎn)、地層結(jié)構(gòu)、巖土體條件、地下水類型及特征和相鄰建筑環(huán)境等因素，初步選定集中可供選擇的地基基礎(chǔ)方案；

3)對(duì)于初步選擇的地基基礎(chǔ)方案，從材料來源、機(jī)具條件、施工進(jìn)度、環(huán)境影響等方面進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)對(duì)比。

表3 工程場地濕陷試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

表4 場地濕陷量計(jì)算表

5.1 天然地基

基礎(chǔ)形式可采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深約為-2.50 m。地基持力層為黃土狀粉質(zhì)黏土及黃土狀粉土。黃土狀粉質(zhì)黏土承載力特征值為120 kPa，黃土狀粉土承載力特征值為130 kPa，地基土分布均勻，可采用天然地基。

5.2 復(fù)合地基

當(dāng)天然地基不滿足建筑物設(shè)計(jì)要求時(shí)，可采用長螺旋鉆孔泵壓混凝土樁復(fù)合地基進(jìn)行地基處理。根據(jù)DB 13(J)T 123—2011長螺旋鉆孔泵壓混凝土樁復(fù)合地基技術(shù)規(guī)程[7]，結(jié)合土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)和原位測試數(shù)據(jù)，選擇第⑤層粉土或第⑥層粉質(zhì)黏土為持力層，各土層極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik、極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk見表5。

表5 各土層極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik、極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk kPa

6 結(jié)語

1)工程場地不存在飽和粉土和砂土，為非液化場地，同時(shí)覆蓋層厚度大于50.00 m，判定該建筑場地類別為Ⅲ類建筑場地。

2)工程場地地基均勻，為非自重濕陷性場地，判定該場地為Ⅰ級(jí)非自重濕陷性黃土場地。

3)工程場地可選擇天然地基或復(fù)合地基作為基礎(chǔ)選擇方案。

[1] 張成會(huì)，王建珍.如何依據(jù)工程地質(zhì)勘察選擇地基方案[J].巖土工程界,2001,4(11):45-46.

[2] 李萬成.臨汾市堯都區(qū)工程地質(zhì)條件與地基處理[J].山西建筑,2001,27(4):62-63.

[3] 謝 晨，石敬佩.張掖市城區(qū)地基土工程地質(zhì)特征[J].甘肅冶金,2003,25(3):54-58.

[4] 李兄蓮.西寧城區(qū)工程地質(zhì)特性及地基處理方法的探討[J].西部探礦工程,2010(9):17-21.

[5] 朱 焱，郝文霞，蘇向花.蔚縣某住宅區(qū)工程地質(zhì)條件及地基方案選型[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2013,31(2):11-23.

[6] GB 50025—2004，濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].

[7] DB13(J)/T 123—2011，長螺旋鉆孔泵壓混凝土樁復(fù)合地基技術(shù)規(guī)程[S].

Engineering geological features and foundationtype selection of a construction in Shijiazhuang city

Chen Yue

(NorthChinaNonferrousEngineeringInvestigationInstituteCo.,Ltd,Shijiazhuang050021,China)

The paper abstractly introduces the composition, distribution, flatness, collapsibility and site type of foundation soil. Then, we analyses the engineering geological data in engineering site and put forward the reasonable foundation type, also has some reference value to the similar engineering geological conditions of the construction site.

engineering geological features, suitability, foundation type selection, foundation soil

2015-02-05

陳 躍(1983- )，男，工程師

1009-6825(2015)11-0078-03

TU470

A