巖土工程勘察報告中地基均勻性評價

（山西省地質(zhì)勘查局二一二地質(zhì)隊，山西 長治 046000）

在建筑工程地基基礎(chǔ)設(shè)計階段，還要加強巖土工程勘察，以便為地基基礎(chǔ)建設(shè)施工提供可靠數(shù)據(jù)依據(jù)。而在工程場地和地基勘察方面，還要完成穩(wěn)定性綜合評價，從而使工程地質(zhì)條件和巖土工程特點得到較好地反映，幫助設(shè)計人員在地基設(shè)計上對不利地質(zhì)條件進行躲避或改造，并加強對有利地質(zhì)條件的充分利用，繼而使建筑的使用安全得到保證。

一、工程概況

某工程為擬建醫(yī)院門診醫(yī)技樓、住院樓、后勤樓，其中醫(yī)技樓為地上5 層、地下1 層；住院樓為地上12 層，地下1 層，后勤樓為地上7 層，地下1 層；建筑物采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)，總建筑面積為16162.4 m2。

二、巖土工程場地和地基勘察技術(shù)方案

結(jié)合巖土工程勘察國家標準，可知擬建工程重要性等級、場地等級、地基復(fù)雜度等級均為二級，巖土工程勘察等級為乙級。從建筑抗震設(shè)防要求來看，建筑為丙類建筑。對擬建工程勘察采用鉆探、原位等手段。根據(jù)勘探結(jié)果對巖土類型、性狀等參數(shù)進行鑒別。結(jié)合測試結(jié)果進行地層劃分。進行常規(guī)土工試驗和直剪試驗，可獲得設(shè)計需要的巖土力學性質(zhì)指標和物理性質(zhì)指標。

三、巖土工程地質(zhì)條件及地震效應(yīng)

（一）地質(zhì)條件

通過勘察可以發(fā)現(xiàn)，場地地貌特征為長治盆地侵蝕性堆積黃土地貌，地貌單元為濁漳河南源Ⅱ級階地，勘察得到的地層分布由上至下情況和地基土特征如下：

第①層：第四系全新統(tǒng)（Q4）雜填土：灰褐色，主要以粉土為主，含煤屑、磚屑，灰燼,較多植物根系。厚度1.2～2.0m。

第②層：上更新統(tǒng)（Q3）粉土：黃褐色、微紅色，沖洪積成因，土質(zhì)均勻，孔隙發(fā)育，無光澤，搖振反應(yīng)中等，含有較多白色鈣質(zhì)網(wǎng)紋及鈣質(zhì)小結(jié)核。厚度1.7～3.3m。

第③層：上更新統(tǒng)（Q3）粉質(zhì)粘土：黃紅色，沖洪積成因，土質(zhì)均勻，孔隙發(fā)育，稍有光澤，可見鈣質(zhì)小結(jié)核及少量鐵錳質(zhì)結(jié)核。厚度0.9～2.9m。

第④層：中更新統(tǒng)（Q2）粉質(zhì)粘土：黃紅色、褐黃色，沖洪積成因，土質(zhì)均勻，孔隙發(fā)育，稍有光澤，可見大量鈣質(zhì)小結(jié)核及少量鐵錳質(zhì)結(jié)核，該層局部較軟。厚度1.3～4.2m。

第⑤層：中更新統(tǒng)（Q2）粉質(zhì)粘土：棕紅色，沖洪積成因，土質(zhì)均勻，孔隙發(fā)育，稍有光澤，可見大量量鐵錳質(zhì)結(jié)核，該層局部含砂量較高。厚度9.7～11.0m。

第⑥層：下更新統(tǒng)（Q1）粉質(zhì)粘土：以灰白、灰黃色為主，沖洪積成因，土質(zhì)均勻，可見較多的白色螺殼碎片及少量風化巖碎屑。揭露厚度7.8m。

本次勘探揭露地下水為第四系松散巖類孔隙潛水，勘察區(qū)靜止水位埋深為8.36～8.58m。

（二）地震效應(yīng)

勘察場地場地土類型為中軟場地土，場地類別為III 類。該場地為非地基液化土場地。

四、場地和地基穩(wěn)定性及均勻性評價

（一）場地和地基的穩(wěn)定性評價

經(jīng)鉆探及調(diào)查訪問勘察范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)地下防空洞室及采空區(qū)、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)作用及地質(zhì)災(zāi)害，但該場地存在較多的近代墓穴，場地內(nèi)不存在全新世活動性斷裂，不存在將給工程安全帶來不良影響的地質(zhì)作用，同時不存在影響地基穩(wěn)定性的不良地質(zhì)條件。該場地屬于穩(wěn)定性場地，屬可進行建設(shè)的一般場地。

（二）地基地基均勻性分析評價

1.地基均勻性的評價范圍。對天然地基的均勻性評價時應(yīng)首先確定其評價的平面范圍和深度范圍，天然地基的均勻性評價時多以建筑物水平投影面積范圍為標準，也即通常以建筑物角點包絡(luò)線所占的面積為評價范圍；本次地基均勻性評價范圍為擬建建筑的平面區(qū)域。

地基土均勻性評價深度可根據(jù)下述條件確定：

(1)地基主要受力層情況:對于條形基礎(chǔ)為基底下3b(b為基礎(chǔ)底面寬度)，對于獨立基礎(chǔ)為基底下1.5b，且評價深度均不小于5m；

(2)壓縮層深度范圍:對于天然地基淺基礎(chǔ)，獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)其壓縮層深度按變形比法確定其評價深度：

式中符號意義可參考“地基規(guī)范”。

(3)對大面積基礎(chǔ)其評價深度范圍按下式確定：

式中:b——基礎(chǔ)寬度。

且對于大面積基礎(chǔ)其評價范圍應(yīng)不小于1 倍基礎(chǔ)寬度范圍。

(4)對于樁基礎(chǔ)按等效實體深基礎(chǔ)的底面積按應(yīng)力比確定評價深度zn，即zn處的附加應(yīng)力σz與土的自重應(yīng)力σc應(yīng)符合下式要求：

式中:α1——附加應(yīng)力系數(shù)，查有關(guān)規(guī)范確定；

P0——等效實體基礎(chǔ)底面的平均附加應(yīng)力。

2.地基均勻性的評價內(nèi)容。根據(jù)有關(guān)規(guī)范和基礎(chǔ)設(shè)計經(jīng)驗，地基的均勻性評價，其實就是地基土的壓縮性不均勻問題，結(jié)合場地特征,應(yīng)首先確場地所在的工程地質(zhì)單元，進而根據(jù)建筑物的荷載特征估算地基壓縮層深度范圍?？砂聪铝蟹矫孢M行評價：

(1)工程地質(zhì)單元的劃分。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)繪情況，確定場地是否跨越不同的地貌單元，再根據(jù)鉆孔揭露資料，繪制場地縱橫工程地質(zhì)剖面圖，分析評價巖土質(zhì)的成因、沉積年代、力學性質(zhì)，分析地基巖土縱橫方向上物理力學性質(zhì)的差異情況，分析建筑物基礎(chǔ)平面是否跨越不同的地貌單元和位于同一工程地質(zhì)單元。

(2)地基均勻性評價深度的計算。根據(jù)建筑物的荷載特征,結(jié)合建筑物擬采用的基礎(chǔ)型式按式(1)～(4)估算地基巖土的壓縮層深度范圍，分析評價壓縮層范圍內(nèi)的地基巖土的物理力學性質(zhì)，進而進行地基均勻性的定性及定量評價。

(3)不均勻地基的評價。按下列要求對地基的均勻性進行定性及定量評價：

①地基持力層跨越不同地貌單元或工程地質(zhì)單元，工程特性差異顯著；

②地基持力層雖屬于同一地貌單元或工程地質(zhì)單元，但存在下列情況之一：中～高壓縮性地基，持力層底面或相鄰基底高程的坡度大于10%；中～高壓縮性地基，持力層及下臥層在基礎(chǔ)寬度方向上的厚度差值大于0.05b（b 為基礎(chǔ)寬度）。

③同一建筑雖處于同一地貌單元或同一工程地質(zhì)單元，但各處地基土的壓縮性有較大差異時，可在計算各鉆孔地基變形計算深度范圍內(nèi)當量模量的基礎(chǔ)上，根據(jù)當量模量最大值和當量模量最小值的比例判斷地基均勻性，當大于下表中的地基不均勻系數(shù)界限值K 時，可按不均勻地基考慮。

表1 地基不均勻系數(shù)界限值

由此可知，對于本工程地基均勻性評價如下：

⑴本工程地基持力層屬于同一地貌單元。

⑵本工程地基屬于中壓縮性地基，建議采用CFG 樁復(fù)合地基，以第⑤層粉質(zhì)粘土（Q2）作為樁端持力層，樁端持力層底面坡度小于10%，且持力層及其下臥層在基礎(chǔ)寬度方向上的厚度差小于0.05b（b 為基礎(chǔ)寬度）。

⑶就建筑物各角點處鉆孔壓縮模量當量值進行地基均勻性判別時，分別計算了位于該建筑物角點位置的ZK13、ZK16、ZK17、ZK20 的壓縮模量當量值。

鉆孔壓縮模量當量值計算時，按筏板基礎(chǔ)下的天然地基土考慮，上部荷載按基底中心處荷載考慮，基底深度取4m，地下水位埋深取8.4m，各土層容重按土工試驗資料取平均值，各土層計算點壓縮模量按該點深度處所受自重應(yīng)力至自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和間的壓力段壓縮模量取值，地基變形計算深度取當最下層1m 厚土層的沉降量計算值為總沉降量計算值的0.025 倍處的深度，估算此深度為地表下25.0～25.5m。

計算結(jié)果如下：

由計算結(jié)果可知：各鉆孔壓縮模量當量值的平均值為7.91 Mpa，其最大值與最小值的比值為1.02，小于不均勻系數(shù)界限值1.3，由此判別該建筑地基為均勻地基。

結(jié)論

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，在巖土工程勘察階段，還應(yīng)提前制定勘察方案，掌握場地基本情況。通過勘察，則能確認工程場地和地基的地質(zhì)條件和地震效應(yīng)，并通過綜合評價確認場地和地基穩(wěn)定性、均勻性能否滿足一般場地建設(shè)要求。結(jié)合綜合評價結(jié)果，則能采用適合的樁基類型，并制定科學的基坑開挖方案，繼而為工程建設(shè)提供更多保障。