大厚度濕陷性黃土地區(qū)某廠房建設(shè)項目巖土工程勘察與評價

韓　笑，俞　莉，郭銳劍，王東華

（1.蘭州理工大學(xué)土木工程學(xué)院，甘肅蘭州730050；2.蘭州理工大學(xué)建筑勘察設(shè)計院，甘肅蘭州730050；3.湖南工程學(xué)院，湖南湘潭411104）

大厚度濕陷性黃土地區(qū)某廠房建設(shè)項目巖土工程勘察與評價

韓笑1，俞莉2，郭銳劍3，王東華1

（1.蘭州理工大學(xué)土木工程學(xué)院，甘肅蘭州730050；2.蘭州理工大學(xué)建筑勘察設(shè)計院，甘肅蘭州730050；3.湖南工程學(xué)院，湖南湘潭411104）

大厚度濕陷性黃土的地基處理方法是巖土工程勘察的熱點和難點，在研究地基處理方法時不能僅考慮黃土濕陷性，更應(yīng)從經(jīng)濟、合理、可行三個角度進行充分論證。本文通過對大厚度濕陷性黃土地區(qū)某廠房建設(shè)項目進行勘察，對場區(qū)地基的工程地質(zhì)條件和地基承載力進行了分析，并結(jié)合實驗數(shù)據(jù)針對場區(qū)濕陷性進行分析評價，從三個角度分析論證提出了地基處理方法和基礎(chǔ)形式的建議，為其他大厚度濕陷性黃土地區(qū)勘察工作、地基處理方法提供了重要的經(jīng)驗依據(jù)和理論參考。

勘察；濕陷性黃土；地基處理與形式建議

我國黃土約占世界黃土分布總面積的4.9%，主要集中分布在甘肅的中東部、寧夏的南部、陜西的西北部和中部、山西和河南的西部，連續(xù)分布面積高達4.4×105km2，厚度主要在10～400m之間，根據(jù)調(diào)查顯示蘭州市西津村的黃土為全世界最厚的黃土，厚度達到409.93m［1，2］。近年來隨著我國西部大開發(fā)，越來越多的工程建設(shè)需要在濕陷性黃土地區(qū)開展，巖土勘察工作探明濕陷性深度、判別濕陷等級、正確提出地基處理方案不僅是重中之重，更是主要突破難點。

1　工程概況

擬建建（構(gòu)）筑物為1F機械加工廠房，結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)。根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》［3］對此工程進行勘察。本次勘察，野外工作歷時7d，投入技術(shù)人員兩名，技術(shù)工人十二名，現(xiàn)場投入工程地質(zhì)鉆機六臺，共計完成勘探點37個，其中鉆孔24個，探井13個，總進尺390.4m，鉆孔終孔深度為31.3～49.6m，探井終孔深度29.8～30.3m?，F(xiàn)場原位測試（標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、重型N63.5動力觸探試驗），進行標(biāo)貫104次，重型N63.5動力觸探試驗進尺0.9m。共采取原狀土樣295件，擾動卵石試樣6件，土壤易溶鹽樣5件。

2　場地工程地質(zhì)條件

2．1地層結(jié)構(gòu)

根據(jù)本次勘探揭露，地層自上而下為：①層，第四系上更新統(tǒng)粉土（Q32eol），層厚26.0-27.5m；②層，第四系上更新統(tǒng)粉土（Q31al+pl），層厚15.7-18.7m；③層，第四系上更新統(tǒng)卵石（Q31al+pl），本次勘探未揭穿，根據(jù)地區(qū)地質(zhì)資料，該層厚度30m左右。

2．2地形地貌

工程場地位于黃河Ⅳ級階地之上，所處地貌單元屬黃河南岸Ⅳ級階地區(qū)。場地南高北低，整體地形比較平坦。

2．3地質(zhì)構(gòu)造

擬建區(qū)位于蘭州斷陷盆地中部，根據(jù)已有資料和現(xiàn)場調(diào)查，擬建場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大的斷裂構(gòu)造，位于斷陷盆地之外，故整個場地結(jié)構(gòu)特征簡單且穩(wěn)定。

2．4水文地質(zhì)條件

經(jīng)勘探查明，擬建場地在勘探深度范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)地下水?？刹豢紤]地下水對擬建（構(gòu)）建筑物的影響。

3　勘察技術(shù)方法

為準(zhǔn)確測定有關(guān)巖土參數(shù)及相關(guān)勘察評價指標(biāo)，以針對性、實用性為原則，常采用的勘察技術(shù)方法有：工程地質(zhì)測繪、勘探、取樣、原位測試、室內(nèi)試驗等多種手段［4］。

4　室內(nèi)實驗

根據(jù)《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》［5］，對本次勘察取得①層粉土的原狀土樣進行室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)測試，其主要物理力學(xué)性質(zhì)統(tǒng)計見表1。

5　巖土工程地質(zhì)評價

表1?、賹臃弁粒≦

5.1場地地震效應(yīng)評價

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》［6］，蘭州市（第三組）抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計基本地震加速度值為0.20g。反應(yīng)譜特征周期0.45s，設(shè)計地震分組為第三組，該場地按可進行工程建設(shè)的一般地段考慮。本場地地基中不存在液化土層。區(qū)域地質(zhì)資料及場地周圍調(diào)查表明，工程場地?zé)o活動斷裂通過。

5.2地基土濕陷性評價

根據(jù)探井中取得原狀土樣進行室內(nèi)黃土濕陷性實驗，并參照《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》［7］，通過計算自重濕陷量和濕陷量，利用濕陷性土地基的濕陷等級（見表2），對場地地基土進行濕陷性評價，結(jié)果見場地濕陷量匯總表（見表3）。

表2　　濕陷性黃土地基的濕陷等級

濕陷性黃土場地自重濕陷量計算值和濕陷量的計算值△S分別按式（1）、式（2）來進行計算：

式中：δzsi——第i層土的自重濕陷系數(shù)；

hi——第i層土的厚度（mm）；

β0——修正系數(shù)；

δsi——第i層土的濕陷系數(shù)；

β——修正系數(shù)。

根據(jù)表2，表3可以看出，場地應(yīng)按自重濕陷性場地考慮，濕陷等級按Ⅳ級考慮，說明濕陷性很嚴(yán)重。

5.3場地穩(wěn)定性與適宜性評價

根據(jù)查詢地質(zhì)資料及現(xiàn)場勘察，擬建場地位于蘭州斷陷盆地中部，根據(jù)已有資料和現(xiàn)場調(diào)查，評估區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造，亦未發(fā)現(xiàn)地裂縫、地面塌陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象；勘察場地范圍內(nèi)未見打的地下障礙物及生產(chǎn)設(shè)施，無其他不良地質(zhì)問題；場地屬于可進行建設(shè)的一般場地，適宜建筑物修建。

6　基礎(chǔ)形式與地基處理

根據(jù)擬建場地地質(zhì)條件、擬建建筑物特點和區(qū)域建筑經(jīng)驗，①層粉土、③層卵石均可做為擬建建筑物的基礎(chǔ)持力層。廠房可采用淺基礎(chǔ)（條形基礎(chǔ)或獨立基礎(chǔ)），為減小地基不均勻沉降對建筑物造成危害，建議采用灰土擠密樁法或墊層法對①層粉土進行地基處理，地基處理應(yīng)滿足現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的要求，處理深度應(yīng)根據(jù)上部荷重計算和規(guī)范要求確定。廠房亦可采用樁基礎(chǔ)（鉆孔灌注樁或人工挖孔樁），根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》［8］其樁端進入③層卵石層深度不宜小于1倍樁徑，且不應(yīng)小于1m。從經(jīng)濟、合理、可行三個角度考慮，結(jié)合1F廠房結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)并且無地下室，建議采用淺基礎(chǔ)，用灰土擠密樁進行地基處理。

表3　場地濕陷量匯總表

7　結(jié)論

根據(jù) 《巖土工程勘察規(guī)范》、《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》等，對擬建項目場地進行了巖土工程勘察，針對大厚度濕陷性黃土進行了場地自重濕陷量和濕陷量計算，并進行了黃土濕陷性評價，最后對基礎(chǔ)形式和地基處理方式提供了建議?？梢钥闯鰧τ跐裣菪院車?yán)重的場地，必須要進行地基處理，如果不能滿足剩余濕陷量的要求，那么可以采取大長度樁基。在濕陷性黃土場地上進行建設(shè)時，其地基處理不當(dāng)，極易受到自重或自重與外荷載共同作用下受水浸濕而產(chǎn)生附加下沉，從而引起建筑物的不均勻沉降，因此查明黃土地層時代、成因、厚度、濕陷性；濕陷性類型及濕陷等級，并以此提出合理的地基處理方法，是避免造成事故的主要因素［9］?，F(xiàn)場取樣和實驗室數(shù)據(jù)對于濕陷量計算、分析具有非常重要的依據(jù)，只有對巖土工程參數(shù)進行細致的分析評價，才能給后續(xù)設(shè)計工作提供技術(shù)支撐；本文希望能為其他大厚度黃土濕陷性地區(qū)的勘察工作提供技術(shù)經(jīng)驗。

［1］ 李錦.西北地區(qū)大厚度濕陷性黃土地基處理分析［J］.江西建材，2005（20）：110-112.

［2］ 汪海濤，司富安，段世委，等.濕陷性黃土地區(qū)渠道工程地質(zhì)勘察體會［J］.資源環(huán)境與工程，2014，28（4）：501-505.

［3］ GB50021-2001.巖土工程勘察規(guī)范［S］.北京：建筑工業(yè)出版社，2009.

［4］ 張琨.淺析巖土工程勘察技術(shù)及方法［J］.科技資訊，2010 （6）：45.

［5］ GB/T50123-1999.土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國計劃出版社，2007.

［6］ GB50011-2010.建筑抗震設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

［7］ GB50025-2004.濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

［8］ JGJ94-2008.建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008

［9］ 呂永平，趙卿.蘭州地區(qū)濕陷性黃土場地勘察與地基處理［J］.工程質(zhì)量，2014，32（S1）：42-45.

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