濕陷性黃土地區(qū)地質(zhì)勘察與評價

于建華　馬俊

摘 要：通過對九龍國際商業(yè)廣場工程地基的巖土工程勘察，對場區(qū)地基的穩(wěn)定性、濕陷性、承載力進(jìn)行了評價，提出地基基礎(chǔ)選型的建議和有關(guān)巖土參數(shù)。

關(guān)鍵詞：巖土工程勘察；濕陷性黃土；地基基礎(chǔ)方案評價

1 擬建工程及勘察概況

1.1 工程概況

擬建的九龍國際商業(yè)廣場位于寧夏固原市新區(qū)內(nèi)，高速公路西邊，建業(yè)路西側(cè)、希望路北側(cè)、新城縱一路東側(cè)。擬建場地為荒地。主要建筑物為17棟2F-4F商業(yè)建筑。

1.2 勘察概況

根據(jù)勘察工作的任務(wù)和要求，以及場地地基復(fù)雜程度等級三級，擬建建筑物特點(diǎn)及場地條件，本工程布孔方法：按網(wǎng)格布設(shè)勘探孔。本次勘察共布勘探孔66個，其中，人工探井44個，探井深度16.20m；原位測試勘探孔22個，鉆孔深度16.45m。其中控制性鉆孔數(shù)量≥2/3鉆孔數(shù)量，鉆孔間距控制在40.0m以內(nèi)。

2 場地工程地質(zhì)條件

2.1 地層巖性

根據(jù)勘察揭示，在本場區(qū)勘察深度范圍內(nèi)，為第四系風(fēng)積相堆積地層。整個場區(qū)地層自上而下可分為下述兩層，現(xiàn)分層描述如下：（1）黃土狀粉土（Q4eol）：黃褐色，干燥-稍濕，稍密，具垂直節(jié)理，孔隙發(fā)育，含鈣絲和少量鈣質(zhì)結(jié)核；在此層取原狀樣339件，土工試驗(yàn)結(jié)果表明，該層土為中等壓縮性土，具濕陷性，該層在場區(qū)廣泛分布。層頂高程1795.07-1801.35m，層底高程1784.07-1791.55m，層厚7.80-11.80m。（2）黃土狀粉土（Q4eol）：黃褐色，稍濕，稍密-中密，具垂直節(jié)理，孔隙發(fā)育，含鈣絲和少量鈣質(zhì)結(jié)核；在此層取原狀樣143件，土工試驗(yàn)結(jié)果表明，該層土為中等壓縮性土，不具濕陷性，該層在場區(qū)廣泛分布。最大揭露厚度16.45m。層頂高程1784.07-1791.55m，層頂埋深7.80-11.80m。

2.2 場地水文地質(zhì)條件

場區(qū)無地表徑流，勘察深度范圍內(nèi)未見地下水位，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，該區(qū)地下水埋深大于40m。

3 巖土工程分析與評價

3.1 場地土濕陷性評價

依據(jù)中國濕陷性黃土工程地質(zhì)分區(qū)略圖，固原地區(qū)屬Ⅱ區(qū)，濕陷量計算表有關(guān)參數(shù)按Ⅱ區(qū)選用。根據(jù)試驗(yàn)資料并依據(jù)規(guī)范中的計算公式計算后得出以下結(jié)果，總濕陷量395.7-582.8mm，自重濕陷量73.6-235.0mm，濕陷深度7.8-11.8m。綜合評價：本場區(qū)屬于Ⅱ（中等）自重濕陷場地。

3.2 場地土承載力評價

根據(jù)巖土參數(shù)的可靠性及適用性要求，綜合分析本次工程的取樣及原位測試結(jié)果：（1）本工程以采取不擾動土樣作為評價指標(biāo)，用以評定巖土的性狀，作為劃分地層、鑒定類別的主要依據(jù)；（2）以原位測試及室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果作為計算指標(biāo)，用以確定地基承載力，預(yù)測巖土體在荷載和自然條件作用下的力學(xué)行為及變化趨勢。

3.3 場地地震效應(yīng)評價

場區(qū)勘探深度范圍內(nèi)，未見有地下水，因此地基土無液化現(xiàn)象，綜合評定本場區(qū)為不液化場區(qū)?？辈靾鰠^(qū)未發(fā)現(xiàn)有滑坡、崩塌、斷裂等不良地質(zhì)作用，屬建筑抗震一般地段。

3.4 場地穩(wěn)定性及適宜性評價

本場區(qū)為抗震設(shè)防8度區(qū)，地基主要持力層、受力層范圍內(nèi)承載力特征值均fak>100kPa，可不考慮地基主要持力層及受力層范圍內(nèi)存在軟土震陷的影響。建筑場地內(nèi)及其附近無全新活動斷裂、發(fā)震斷裂和正在活動的地裂縫。本次勘察結(jié)果表明，該場地地貌類型單一，地層結(jié)構(gòu)較簡單，主要土層分布連續(xù)，厚度較穩(wěn)定，場區(qū)范圍內(nèi)無暗浜、土洞、塌陷等其他不良地質(zhì)作用及埋設(shè)物，適宜本工程的建設(shè)。

4 地基基礎(chǔ)方案論證及建議

4.1 地基基礎(chǔ)方案論證

對于自重濕陷性場地地基處理常用方法有灰土墊層、重錘夯實(shí)、強(qiáng)夯、土（或灰土）樁擠密等，可以完全或部分消除地基的濕陷性，或采用樁基礎(chǔ)或深基礎(chǔ)穿透濕陷性黃土層，使建筑物基礎(chǔ)坐落在密實(shí)的非濕性土層上，保證建筑物的安全和正常使用。

本工程主要建筑物為2F-4F商業(yè)建筑，建筑荷載小，勘察場區(qū)屬于Ⅱ（中等）自重濕陷場地。重錘夯實(shí)及強(qiáng)夯方案均因存在震動，對周邊建筑物結(jié)構(gòu)影響大，本工程不適用；樁基礎(chǔ)在經(jīng)濟(jì)、工期方面不適合。經(jīng)各方案對比，本工程采用灰土墊層及灰土擠密樁較為適宜。

4.2 地基基礎(chǔ)方案建議

4.2.1 建議采用人工地基基礎(chǔ)方案（灰土墊層）。做土（或灰土）墊層，由灰土（3∶7灰土或2：8灰土）分層碾壓而成，分層鋪填厚度宜為200mm，碾壓振密。墊層由灰土、素土兩部分組成。墊層上部為3∶7灰土墊層，其厚度不小于1.0m；墊層下部可采用素土夯填。

土（或灰土）墊層的施工質(zhì)量，應(yīng)用壓實(shí)系數(shù)λc控制，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 小于或等于3m的土（或灰土）墊層，不應(yīng)小于0.95；大于3m的土（或灰土）墊層，其超過3m部分不應(yīng)小于0.97。土（或灰土）墊層厚度在3.6m-4.5m，經(jīng)計算，下部未經(jīng)處理濕陷性黃土層的剩余濕陷量小于200mm，墊層承載力推薦值fak=160kPa。采用灰土墊層時，建議整片處理，其處理范圍應(yīng)大于建筑物底層平面的面積，超出建筑物外墻基礎(chǔ)外緣的寬度每邊不宜小于處理土層厚度的1/2，并不應(yīng)小于2m。人工地基承載力深寬修正系數(shù)ηb=0，ηd=1.0。經(jīng)處理后人工地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場載荷試驗(yàn)確定。

4.2.2 建議采用灰土擠密樁復(fù)合地基。開挖至基礎(chǔ)底板后進(jìn)行灰土擠密樁施工，灰土擠密樁的孔位宜按正三角形布置，孔心距可取0.9m。擠密孔直徑宜為0.40m，擠密孔深度宜為擬建筑物基礎(chǔ)底標(biāo)高下8.0m，不宜預(yù)鉆孔；孔底在填料前必須夯實(shí)，孔內(nèi)填料宜用灰土，填料宜分層回填夯實(shí)，其壓實(shí)系數(shù)不宜小于0.95。下部未經(jīng)處理濕陷性黃土層的剩余濕陷量小于200mm，處理后的復(fù)合地基承載力可按160kPa考慮使用，最終使用地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場載荷試驗(yàn)確定。

5 基坑工程

5.1 基坑工程概況

根據(jù)擬建建筑物±0.00標(biāo)高及其埋深，按換填方案考慮，基坑最大開挖深度為6.0m。擬建建筑物基坑其它方向較為開闊，通過對基坑周圍2-3倍基坑開挖深度范圍內(nèi)的地質(zhì)調(diào)查，地層的橫向展布、各土層的厚度、物理力學(xué)性狀與基坑范圍內(nèi)無明顯差異基本一致，場區(qū)擬建筑物距已建建筑物距離在25.0～40.0m，無影響施工的地上及地下設(shè)施。按《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012），基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級為二級。

5.2 支護(hù)建議

本工程基坑開挖所涉及的土層主要為黃土狀粉土，其邊坡容許值按1：0.75～1：1，也可按當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗(yàn)采用安全經(jīng)濟(jì)的邊坡坡度。各土層邊坡容許值是參照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2011）中表6.7.2并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)給定。對開挖深度≤5.0m的基坑可采用上述自然放坡。開挖深度>5.0m基坑，建議采用土釘墻、噴錨支護(hù)措施、或其他支護(hù)方案，土釘墻的設(shè)計及施工按《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-2012》中的第5章及其他相關(guān)規(guī)范。

6 結(jié)束語

（1）建筑場地巖土體穩(wěn)定，無不良地質(zhì)，宜于工程建設(shè)。（2）采用灰土墊層進(jìn)行地基處理時，所選用灰土的含水量應(yīng)接近最優(yōu)含水量，最優(yōu)含水量一般通過擊實(shí)試驗(yàn)確定。（3）基坑開挖應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行，基坑周邊超載，不得超過設(shè)計荷載限制條件。土方開挖完成后應(yīng)及時進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工，防止基坑坍塌、水浸和暴露。