某地區(qū)住宅樓的地基工程地質(zhì)條件分析評(píng)價(jià)

王柱

摘要： 通過(guò)采用工程勘察手段對(duì)擬建住宅樓的工程場(chǎng)地地層巖性、地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、地下水狀況等進(jìn)行研究，通過(guò)試驗(yàn)得到各種物理力學(xué)指標(biāo)及承載力，用以評(píng)價(jià)建筑場(chǎng)地的穩(wěn)定性、地基承載力和均勻評(píng)價(jià)、地基方案的選擇和處理措施等，為施工設(shè)計(jì)提供合理建議。通過(guò)進(jìn)行地基基礎(chǔ)方案的分析與評(píng)價(jià)，提出經(jīng)濟(jì)合理的地基基礎(chǔ)方案。

Abstract： By means of the engineering investigation， the lithology， topography， geological structure and tectonics， groundwater condition of proposed residential building are studied. Through the test， various physical mechanics indexes and the bearing capacity are got to evaluate the stability of the construction site， the bearing capacity of foundation and the uniform scheme selection and treatment measures， so as to provide reasonable suggestions for design and construction. Through the analysis and evaluation of foundation scheme， the economic and reasonable foundation scheme is put forward.

關(guān)鍵詞： 工程地質(zhì)勘查；地基；工程地質(zhì)條件；巖土工程評(píng)價(jià)

Key words： engineering geological investigation；foundation；engineering geological conditions；geotechnical engineering evaluation

中圖分類號(hào)：TU472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）21-0086-03

0 引言

近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，中國(guó)城鎮(zhèn)化的速度增快，城區(qū)建設(shè)越來(lái)越快，并且對(duì)高層建設(shè)的需求迫切與建設(shè)的地質(zhì)環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜。因此，這對(duì)工程地質(zhì)勘查的理論和技術(shù)方法的要求也越來(lái)越高。

本文借鑒了馬雄光[1]與聶維中[2]對(duì)住宅樓的工程地質(zhì)條件分析與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)用的分析，對(duì)本場(chǎng)地工程地質(zhì)條件進(jìn)行分析。通常高層建筑應(yīng)用樁基礎(chǔ)，尋求合適的樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)形式和設(shè)計(jì)方法，使得建筑結(jié)構(gòu)中的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)達(dá)到最佳的效果[3]。另外張嶸等[4]闡述了針對(duì)建筑物樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，通過(guò)借鑒他人成果為施工設(shè)計(jì)提供合理建議，通過(guò)進(jìn)行地基基礎(chǔ)方案的分析與評(píng)價(jià)，提出經(jīng)濟(jì)合理的地基基礎(chǔ)方案。

1 工程概況

本勘察場(chǎng)地位于河北省邯鄲涉縣龍山大街西側(cè)、鐵路北側(cè)，擬建建筑整場(chǎng)地地形基本平坦，地貌屬華北沖洪積扇后緣的南端的低山丘陵地帶。

本文采用鉆探、現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)等綜合方法進(jìn)行勘察，依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范及規(guī)程開展工作；投入DPP-100型鉆機(jī)2臺(tái)，采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝，鉆探過(guò)程按照《建筑工程地質(zhì)鉆探技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/87-2012）及相關(guān)文件要求嚴(yán)格控制回次進(jìn)尺，黃土層確保鉆探回次進(jìn)尺不大于1m，采用敞口薄壁取樣器快速靜壓法采取上部原狀土試樣，采用雙管單動(dòng)取土器采取深部原狀土試樣。

本次勘察原位測(cè)試采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和波速測(cè)試試驗(yàn)，各試驗(yàn)嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范及規(guī)程操作進(jìn)行。

2 場(chǎng)地條件分析

按地基土的土質(zhì)特征、成因類型與從建筑工程評(píng)價(jià)的要求等方面把此次勘查的場(chǎng)地的地基土劃分成4個(gè)巖土單元，敘述為如下巖土單元：填土（Q■■）黃褐色～紅褐色，稍密，稍濕，主要成分由少量碎石與粉土、粉質(zhì)粘土組成，局部土體含有碎磚塊、煤渣，局部表層為耕土或水泥面。黃土狀粉質(zhì)粘土（Q■■）黃褐色，可塑～硬塑，稍有光澤，韌性中等及干強(qiáng)度，夾粉土，粘性弱，偶含碎石。粉質(zhì)粘土（Q■■）總體褐紅色，夾有褐黃色、棕紅色，可塑～硬塑，有些許光澤，韌性中等及干強(qiáng)度，夾有粉土，含少量鈣質(zhì)結(jié)核，直徑10-30mm，偶含灰?guī)r塊石，間夾多層碎石薄層。粉質(zhì)粘土（Q■■）褐紅色 ～棕紅色，可塑～硬塑，有些許光澤，干強(qiáng)度與韌性中等，粘性強(qiáng)夾粘土，偶含鈣質(zhì)結(jié)核。粉質(zhì)粘土（Q■■）褐紅色～棕紅色，可塑～硬塑，有些許光澤，干強(qiáng)度及韌性中等，夾大量粘土團(tuán)塊，含有少量膠結(jié)粘土塊及鈣質(zhì)結(jié)核，局部夾有灰?guī)r碎石薄層。

根據(jù)原位測(cè)試、物理力學(xué)指標(biāo)、結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定本次勘察各地層承載力特征值及壓縮（變形）模量如表1。

本次勘察期間在鉆孔控制深度范圍均未見(jiàn)地下水，不需要考慮地下水層對(duì)擬建建筑物的相關(guān)影響。

建筑場(chǎng)地附近沒(méi)有污染源，依據(jù)以往的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)等，該場(chǎng)地的場(chǎng)地土具有輕微腐蝕性。

場(chǎng)地地震效應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地土層分析得知本工程的場(chǎng)地土沒(méi)有飽和砂土與粉土，所以可以不用考慮地基土的液化對(duì)建筑物的影響，擬建場(chǎng)地屬對(duì)抗震一般地段。

3 工作方法技術(shù)地基方案

3.1 天然地基

按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.2.4條計(jì)算：

fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）（1）

式中：fak：地基承載力特征值（kPa）；

ηb、ηd：基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)ηb=0.3、ηd=1.6；

γ：基礎(chǔ)底面以下土的重度（或浮重度）（kN/m3）γ=19.2 kN/m3、19.5 kN/m3；

γm：基底以上土的加權(quán)平均重度（或浮重度）（kN/m3），γm=19.0 kN/m3；

b：基礎(chǔ)底面寬度，取b =6.0m（筏基）； d：基礎(chǔ)埋置深度（m）。

按綜合地層計(jì)算第（3）粉質(zhì)粘土與第（2）層黃土狀粉質(zhì)粘土修正后的地基承載力特征值（fa）分別為263.6 kPa、253.6 kPa，其承載力特征值大于裙樓（4F）基底壓力100 kPa，小于住宅樓（17F）基底壓力350 kPa，綜合分析考慮后認(rèn)為：天然地基強(qiáng)度滿足裙樓（4F）上部荷載要求，由于地基具不均勻性，建議基底做一定厚度的灰土墊層，并做好防水工作；天然地基不能滿足住宅樓上部荷載要求，住宅樓地基需要進(jìn)行地基處理措施。

3.2 復(fù)合地基

按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2002 第9.2.5、9.2.6條估算復(fù)合地基承載力，按復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：

fspk=m■+β（1-m）fsk（2）

fspk——復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa；

m——面積置換率，m2；

R——單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kN；

β——樁間天然地基土承載力折減系數(shù)；

Ap——樁的平均截面積，m2；

fsk——樁間天然地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa。

處理后復(fù)合地基承載力特征值滿足擬建建筑物荷載要求。

各層土設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。

由于地基土間夾多層碎石薄層且偶含灰?guī)r塊石，當(dāng)采用長(zhǎng)螺旋成孔時(shí)需進(jìn)行試樁驗(yàn)證其可行性，如果不易成孔，可采用旋挖成孔工藝。

3.3 沉降計(jì)算

依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011的有關(guān)規(guī)定，1#、2#住宅樓應(yīng)估算沉降量，各擬建建筑物的角點(diǎn)及中心點(diǎn)沉降估算如表3。

3.4 鉆（沖）孔灌注樁

通過(guò)以上考慮與分析，本次設(shè)計(jì)采用的樁孔灌注樁的樁徑d取800mm，可選擇第4層粉質(zhì)粘土作為樁端持力層，樁端進(jìn)入持力層的大小應(yīng)該大于2d，有效樁長(zhǎng)取20.00m，按綜合地層考慮，估算單樁豎向承載力特征值。

承載力標(biāo)準(zhǔn)值約3000kN；建議進(jìn)行試成樁，由載荷試驗(yàn)確定單樁承載力及準(zhǔn)確的施工參數(shù)；各層土設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表4。

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011的有關(guān)規(guī)定，辦公主樓應(yīng)估算沉降量，各擬建建筑物的角點(diǎn)及中心點(diǎn)沉降估算如表5。

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011第5.3.4條，建筑物總的地基變形量滿足規(guī)范要求；整體傾斜值滿足規(guī)范要求。

3.5 基坑支護(hù)

擬建建筑物基坑開挖深度4.00m，基坑工程安全等級(jí)為三級(jí)，用三軸剪切試驗(yàn)（UU）指標(biāo)計(jì)算，基坑土層允許自立高度不能滿足開挖要求，場(chǎng)地四周具備放坡開挖條件，可放坡開挖，放坡可按1：1；也可進(jìn)行放坡加錨桿支護(hù)的基坑支護(hù)方式，支護(hù)所需參數(shù)見(jiàn)表6。

4 結(jié)論和建議

①擬建建筑物為不均勻地基，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)作用，可以進(jìn)行此工程建設(shè)。建筑場(chǎng)地土為中軟土類型，場(chǎng)地類別為Ⅲ類，場(chǎng)地土不具液化，可不考慮其影響，屬于對(duì)建筑抗震一般地段。特征周期值0.55S。

②本次勘察深度范圍內(nèi)均未見(jiàn)地下水，可不考慮其對(duì)你建建筑物的影響。本場(chǎng)地土具有微腐蝕性。

③擬建建筑物基礎(chǔ)埋深4.00m，天然地基強(qiáng)度滿足裙樓（4F）上部荷載要求，對(duì)于1#、2#住宅樓建議采用CFG復(fù)合地基或孔（沖）鉆孔灌注樁，建筑物基坑開挖深度4.00m，根據(jù)場(chǎng)地條件，結(jié)合周邊環(huán)境，可按1：1放坡開挖，可進(jìn)行放坡加錨桿支護(hù)的基坑支護(hù)方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬雄光.某高層住宅區(qū)的地基巖土工程地質(zhì)條件分析[J]. 西部探礦工程，2012，24（7）.

[2]聶維中，陳璟.工程地質(zhì)分析在某高層住宅樓基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的應(yīng)用[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，25（3）.

[3]朱興旺，張旺鋒.建筑結(jié)構(gòu)中樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分析[J].建筑安全，2016，31（1）：19-21.

[4]張嶸，郁緯才.淺談樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)[J].建筑結(jié)構(gòu)，2010（s1）.