某住宅小區(qū)高層巖土工程勘察實踐研究

摘要：本次以慶陽科教苑住宅小區(qū)為例，分析了在該擬建場地進行高層巖土工程勘察工作的具體情況。

關鍵詞：住宅小區(qū)高層；巖土工程勘察

1 引言

中冶地集團西北巖土工程有限公司受慶陽市金廈房地產開發(fā)公司的委托，對其開發(fā)建設的科教苑高層（25-27F）進行巖土工程詳細勘察工作。

2工程概況

科教苑高層（25-27F）由7棟商品住宅樓組成：其中1號、3號、5號、7號樓的層高為25F；2號、4號、6號樓的層高為27F?？辈靾龅孛織澗嫉?2.36×51.32m2。每棟建筑面積20800m2，總建筑面積146000m2。均為框剪結構，設1層地下室。工程重要性等級為二級工程；場地等級為三級（簡單場地）；地基等級為一級（復雜地基），擬建科教苑高層（25-27F）的巖土工程勘察等級為甲級。擬建科教苑高層（25-27F）的巖土工程勘察等級為乙級。擬建科教苑高層（25-27F）的建筑物分類為甲類。綜合確定：科教苑高層（25-27F）的巖土工程勘察等級按甲級。

3巖土工程勘察過程

3.1勘察技術要求

按照相應的規(guī)范和標準，進行巖土工程勘察工作有一定的技術要求，目的是獲得施工圖設計階段所需的巖土工程參數(shù)。具體要求包括：查明擬建場地勘探深度范圍內地質地層結構、成因、時代及分布規(guī)律；查明擬建場地內濕陷性黃土（濕陷性粉土、濕陷性粉質粘土）的地層結構、成因、時代、分布規(guī)律，并對其濕陷類型、濕陷等級作出評價；查明擬建場地水文地質條件，評價其對建（構）筑物基礎的影響程度。判定場地地下水和場地土對建筑材料的腐蝕性。提供場地土的最大凍結深度；查明擬建場地不良物理地質現(xiàn)象及危害程度，發(fā)展趨勢，提出巖土整治所需技術參數(shù)；提供抗震設防烈度，判明場地土類型、場地類別；分析和評價場地土的穩(wěn)定性、均勻性，提供場地土的物理-力學性質指標、場地土承載力，建議建（構）筑物適宜的地基基礎方案；提供基坑開挖邊坡穩(wěn)定計算和支護設計的建議方案和巖土技術參數(shù)。

3.2巖土工程勘察方法

巖土工程勘察工作主要采用工程地質調查、鉆機鉆進、人工井探、原位測試（如標準貫入N、輕型動力N10觸探、重型Ⅱ動力N63.5觸探、鉆孔波速測試等）及室內土工試驗等方法綜合完成，巖土工程勘察工藝流程詳見下圖圖1：

3.3勘察工作量

勘察工作于2009年11月6日開始準備，2009年11月15日進場開鉆，2009年12月24日結束外業(yè)工作，12月1日同步進行室內土工試驗、數(shù)理統(tǒng)計、成表繪圖、編寫報告，2010年1月15日正式提交《慶陽科教苑住宅小區(qū)高層（25-27F）巖土工程勘察勘察報告》。依據(jù)甲級巖土工程勘察等級的技術要求，共布設勘探點56個，勘探點間距14.16-22.46m；勘探線42條，勘探線間距14.16-22.46m。

3.4勘探點坐標及高程測量

根據(jù)慶陽市規(guī)劃管理局出具的《慶陽科教苑住宅小區(qū)用地地形圖》上標識的建筑紅線、坐標方格網引測測得勘探點坐標位置。根據(jù)慶陽市規(guī)劃管理局出具的《慶陽科教苑住宅小區(qū)用地地形圖》上標識的高程控制點引測測得勘探點高程。

3.5質量保證措施

勘察各環(huán)節(jié)采取嚴格的質量控制措施，責任明確，制度健全：一是由勘察項目負責人（或技術負責人）踏勘場地，編寫《慶陽科教苑高層【25-27F】勘察技術方案》，使勘察工作分步驟、有計劃、按規(guī)范、保質量順利完成；并成立以工程負責人為組長的QC小組，嚴格執(zhí)行該《勘察技術方案》。二是Ⅰ級土樣主要以人工井壁刻槽法在探井中采取，所有采樣探井及采樣鉆孔均以1件/米、1件/1.5米、1件/2.0米、1件/3.0米等間距采取，取樣深度至68.70m，所采樣品現(xiàn)場蠟封、膠封，及時送檢；原位測試（如標準貫入N試驗、輕型動力N10觸探試驗、重型Ⅱ動力N63.5觸探試驗、鉆孔波速測試等）等都按《勘察技術方案》中設計的深度試驗。三是室內試驗、內業(yè)技術、報告整編的質量工作由項目負責全權負責，室內資料整理細心、科學，勘察報告經總工程師審核通過后提交業(yè)主，提交的成果能準確反映客觀實際工程地質條件，結論正確，建議可行。四是建立完善的勘察技術資料檔案，為建設工程提供全程跟蹤服務。公司對勘察工作高度重視，相關領導多次到現(xiàn)場對外業(yè)工作進行督促、要求、檢查、指導，并派專人對鉆孔、探井、采樣、測試等逐一確認，工程勘察工作達到《勘察技術方案》中設計的深度及工作量后，方允許轉入下一工序，勘察工作扎實，成果質量可靠，精度。

4場地工程地質條件

4.1場地位置和地質條件

擬建場地位于西峰南區(qū)的科教苑住宅小區(qū)北側：東隔3F商鋪、綠化帶與規(guī)劃東環(huán)路相鄰；南接科教苑6F多層區(qū)；西間3F商鋪、綠化帶與九龍路相望；北毗規(guī)劃南一路。場地原為農用耕地，地表地形基本平坦，相對而言，西高東低，呈由西向東慢坡狀傾斜，對應高程1388.05-1395.95m，相對高差7.90m。地貌單元屬隴東黃土塬侵蝕地貌。

慶陽市西峰區(qū)處在《中國濕陷性黃土工程地質分區(qū)—?區(qū)-隴東、陜北、晉西地區(qū)》。這一區(qū)為典型的黃土高原地帶，黃土總厚度可達150米，但濕陷性黃土層厚度高階地一般為10-15米，在低階地一般為4-8米。地下水埋藏較深。粘粒含量少，濕陷性強烈，也較敏感，多屬自重濕陷性黃土。但在坡腳處情況較復雜，有非自重濕陷性黃土甚至有非濕陷性黃土分布，在陡坡處黃土易發(fā)生坍塌。

依據(jù)勘察期間鉆探和探井揭露，場地土以晚更新世Q3m馬蘭黃土【黃土狀粉土（粉土、疏松黃土）、黃土狀粉質粘土（粉土、疏松黃土）】，中更新世Q2l離石黃土【粉質粘土、粉質粘土（古土壤）】為主組成。見工程地質剖面圖圖2。

4.2氣象條件

擬建場地地理位置為東經107°38°、北緯35°44°。平均海拔1349.00m，本區(qū)為大陸性氣候，氣候溫和，具有季風和黃土高原氣候的雙重特點，冬春風多干燥，夏秋雨水較多。年平均氣溫8.3℃、歷年最高氣溫39.6℃、最低氣溫-22.6℃。年平均降水量552.1mm，降水量分布不均勻。年平均日照時數(shù)2449小時。平均風速2.5m/s，最大風速20m/s，全年主導風向為南風，冬季主導風向為西北風。最大凍土深度80cm。無霜期230天。

4.3水文地質條件

外業(yè)勘察期間地下水為枯水季，在勘探深度范圍內均出露地下水。場地穩(wěn)定水位埋深45.50-51.70m（以勘察時的自然地面為準），地下水為潛水類型；在?離石黃土（粉質粘土）、?離石黃土（粉質粘土、古土壤）層中初見地下水位；主要含水層巖性為?離石黃土（粉質粘土）、?離石黃土（粉質粘土、古土壤）、?離石黃土（粉質粘土），地下水較豐富；補給來源：（1）大氣降水，（2）涇河水滲透；地下水位年變幅為1.50m左右。

4.4施工場地工程性能評價

首先，場地的穩(wěn)定性評價，根據(jù)勘探及現(xiàn)場實地調查結果表明，擬建場地未發(fā)現(xiàn)有影響場地穩(wěn)定性的滑坡、泥石流、河谷、塌陷、地表大面積沉降等不良地質作用，場地穩(wěn)定。需說明的工程地質問題是：時在馬蘭黃土（疏松黃土）中出現(xiàn)黃土溶洞即黃土喀斯；對擬建場地地下是否存在防空洞進行了認真的調查，調查結果及鉆孔勘察均未發(fā)現(xiàn)場地地下防空洞，但需要預防；擬建場地存在已經回填的人居地坑及地坑窯洞，基坑開挖屬于挖除部分，無須進行特殊的地基處理。上述工程地質問題如果影響到地基基礎施工，按現(xiàn)行的相關規(guī)范，采取相應措施加以處理，確保地基基礎施工的正常進展。

其次，場地的均勻性評價，勘察工作過程中，縱觀場地垂直方向地層分布、統(tǒng)攬場地水平方向地層展布，擬建場地地層①耕植土-?離石黃土（粉質粘土）在場地垂直方向、水平方向均有分布，地層厚度比較穩(wěn)定，層面坡度均小于10%，場地的均勻性較好。

再次，場地土性質評價，①耕植土-④馬蘭黃土為中軟場地土；⑤離石黃土為中軟-中硬場地土；⑥離石黃土-?離石黃土為中硬場地土；場地類別屬Ⅲ類場地。建筑場地濕陷類型：自重濕陷性黃土場地。濕陷性黃土地基的濕陷等級：Ⅱ（中等）-Ⅲ（嚴重）。建筑場地濕陷性地層：①耕植土-④馬蘭黃土（粉質粘土、疏松黃土）；建筑場地非濕陷性地層：⑤離石黃土（粉質粘土）-?離石黃土（粉質粘土）。場地土對混凝土及混凝土中的鋼筋無腐蝕性。

最后是砂土液化性評價，現(xiàn)有地質條件下，不需考慮場地粉土的震動液化問題。

5施工方案

根據(jù)勘察結果，擬建科教苑高層（25-27F）建筑物的基礎形式建議：地基處理后，采用筏形基礎或箱形基礎等等，應滿足《高層建筑箱形與筏形基礎技術規(guī)范》（JGJ6-99）的相關技術要求。根據(jù)勘察場地客觀工程地質條件，擬建筑物工程規(guī)模、工程重要性等級、地基等級、場地等級，結合此次工程勘察成果，建議科教苑高層（25-27F）的地基處理方案是：

開挖基坑應滿足設置地下室及基礎形式技術所需的深度要求，消除濕陷性場地土的部分濕陷量，其它技術要求應符合《建筑基坑支護技術規(guī)范》（JGJ120-99）的相關規(guī)定。基坑開挖深度建議≥6.00m。根據(jù)擬建建筑物基坑開挖深度，在具備放坡條件的地段可放坡開挖，依據(jù)《工程地質手冊（第四版）》表8-3-9，坡率可選1：0.75～1：1.0；不具備放坡條件的地段以及基坑較深時，基坑應進行支護開挖，并進行專門的設計，基坑支護建議采用土釘墻等方案。需要注意的是：基坑開挖時，應嚴格執(zhí)行現(xiàn)行相關規(guī)范；不宜將重物大量堆積在基坑邊緣，以免引起邊坡失穩(wěn)；同時要采取措施，防止地表水流入基坑或沖刷邊坡；基坑開挖后應進行普探，查明廢井、墓穴等分布情況，并按有關規(guī)定妥善處理；基礎施工期間，應注意對基坑進行觀測，發(fā)現(xiàn)問題應采取行之有效的措施；基礎完成后，應對擬建住宅樓進行系統(tǒng)的變形觀測，并執(zhí)行《建筑變形測量規(guī)程》（JGJ/T8-97）中的相關規(guī)定。

在基坑底面采用擠密法處理地基，目的是消除濕陷性場地土的濕陷量、提高地基的承載力、增強水穩(wěn)性。地基處理總厚度建議≥8.00m（基坑開挖深度6.00m，在基坑底面處理，消除濕陷性場地土的濕陷量），如果此厚度不能滿足設計技術所需，應根據(jù)設計需要增大地基處理厚度。

根據(jù)建筑物荷載、場地地基土層巖性、分布特征及地區(qū)建筑經驗，擬建科教苑住宅小區(qū)高層【25-27F】建議采用樁基礎方案。宜采用摩擦端承樁基礎，樁端進入?離石黃土（粉質粘土、古土壤）層，且樁長≥34.00m（基坑基坑底面起算）。根據(jù)本次鉆探揭露土層和土工試驗結果，宜采用的樁型是灌注樁（如旋挖成孔灌注樁、鉆孔灌注樁等樁型）和預制樁（如預應力混凝土空心樁樁型）。需要注意的是：擬建場地存在樁孔孔徑松軟縮徑及井壁土體流動滑移，必要時應采取井壁支護或泥漿護壁措施，保持孔徑及樁孔垂直，確保樁基礎順利施工；單樁水平承載力特征值，宜通過現(xiàn)場水平靜載荷浸水試驗的測試結果確定；樁基礎施工前建議應進行試樁。

6結論

總之，根據(jù)勘察成果和分析得知該場地適宜建（構）筑，可以開展住宅小區(qū)建設。

參考文獻：

[1]張吉祥.巖土勘察在巖土工程技術中的實踐[J].世界有色金屬，2018，（12）：225+227.

[2]段富平.巖土工程勘察技術的應用與技術管理研究[J].綠色環(huán)保建材，2018，（09）：171-172.

[3]劉彬.復雜地形地質條件巖土工程勘察及實踐研究[J].居舍，2018，（23）：218+211.

編者備注：慶陽科教苑住宅小區(qū)，建筑總規(guī)模66萬m2，目前建成投入正常使用多年。工程勘察期間，由于《規(guī)劃》從低層調整到中高層，最后調整到22層- 30層，多次重新勘察，導致勘察周期較長：2009年2月2日進場勘察，2010年11月30日提交最后一份《慶陽科教苑高層巖土工程勘察報告》。此項目工程勘察《剛要》編制、外業(yè)鉆探編錄測試采樣、室內資料整理并主編《巖土工程勘察報告》等所有技術環(huán)節(jié)均由專業(yè)工程師王東林全權負責完成。