工程勘察在基礎(chǔ)方案選擇中的應(yīng)用研究

摘? 要：巖土工程勘察工作可查明建設(shè)項(xiàng)目場地工程的地質(zhì)條件，為諸多工程問題的解決起到關(guān)鍵作用，同時(shí)也是建設(shè)項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)、動(dòng)土施工及使用運(yùn)維的客觀質(zhì)量安全保障。在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及施工更需要精細(xì)的巖土工程勘察工作作為技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：勘察;樁基;工程

中圖分類號(hào)：TU97? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??? 文章編號(hào)：2096-6903（2021）04-0000-00

0前言

近年來，國內(nèi)建設(shè)工程行業(yè)得到了較快發(fā)展，這些項(xiàng)目的落地和運(yùn)行都離不開巖土工程的支撐。研究表明巖土工程勘察工作在查明場地的工程地質(zhì)條件，各項(xiàng)巖土參數(shù)，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)為建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工方案提供建議等方面，具有重要作用。

1巖土工程勘察工作的意義

巖土工程作為土木工程的分支學(xué)科，與工程建設(shè)之間有著密不可分的聯(lián)系，其包括勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測、檢測等多個(gè)階段。其中巖土工程勘察工作是項(xiàng)目順利建成并長期穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)保障之一，勘察費(fèi)用雖然在建設(shè)項(xiàng)目建安費(fèi)中所占的比例微小，但勘察單位作卻作為建設(shè)項(xiàng)目五方責(zé)任主體單位之一，證明了巖土工程勘察技術(shù)工作對建設(shè)項(xiàng)目質(zhì)量的意義。一份詳實(shí)可靠的巖土勘察成果報(bào)告，不僅揭示出建設(shè)項(xiàng)目場地的工程地質(zhì)情況，更重要的是為建設(shè)項(xiàng)目提供扎實(shí)的設(shè)計(jì)依據(jù)，在設(shè)計(jì)方案的編制和優(yōu)化、節(jié)約工程造價(jià)、施工風(fēng)險(xiǎn)提示等方面均有密切關(guān)系[1]。

2工程實(shí)例應(yīng)用

2.1工程概況

上海市奉賢南橋新城某商業(yè)綜合項(xiàng)目，主體為1幢4層商業(yè)建筑（該項(xiàng)目場地總體呈邊長140m×140m的矩形式樣，建筑上部結(jié)構(gòu)采用框架結(jié)構(gòu)），整個(gè)場地設(shè)有2層地下車庫。

2.2勘探工作情況概述

本項(xiàng)目勘察方案根據(jù)勘察委托及技術(shù)規(guī)范、規(guī)程要求，結(jié)合建（構(gòu)）筑物的平面布局、擬采用的基礎(chǔ)型式（樁基）及基坑工程安全等級(jí)綜合考慮。按上海地區(qū)勘察經(jīng)驗(yàn)，對于帶有外擴(kuò)地下室的商業(yè)建筑，應(yīng)綜合考慮勘探孔的布置。主要技術(shù)勘探孔按建筑物角點(diǎn)、邊線及外擴(kuò)地下車庫形狀，呈“網(wǎng)格狀”進(jìn)行布置，孔距控制在35m以內(nèi)。

本工程布置的鉆探取土（GXY-1C型鉆機(jī)）和靜力觸探測試（ZY-20配備SK-JT-2-G自動(dòng)采數(shù)儀）工作顯示，在埋深17～35m范圍內(nèi)，場地工程地質(zhì)層劃分有一定起伏，其中埋深24～35m范圍的地層起伏較大。根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2018），為此在勘察外業(yè)施工時(shí)針對地層變化起伏較大的區(qū)域加密了勘探孔，勘察結(jié)果梳理如下：根據(jù)勘察外業(yè)施工、室內(nèi)試驗(yàn)內(nèi)業(yè)整理分析，本工程場地在正常沉積的基礎(chǔ)上，遭遇早全新統(tǒng)古河道地層切割，地質(zhì)條件形成較復(fù)雜。古河道切割區(qū)域位于為項(xiàng)目東側(cè)，在基地南側(cè)邊界中點(diǎn)與東北角點(diǎn)連線以東的區(qū)域，占擬建工程場地總面積的1/4。從綜合分析整理后的勘察結(jié)果來看，場地沉積在①、②、③、④、⑤、⑥、⑦大層地基土，其中⑤、⑥、⑦層地基土存在不同程度古河道切割的地質(zhì)現(xiàn)象。古河道分布區(qū)域邊界兩側(cè)地層分布情況差異較大，故在同一深度的樁基環(huán)境有較大差異，且不同區(qū)域的古河道地層埋藏情況有變化，場地典型地層剖面情況及場地主要地層平均Ps值詳見下圖1。

2.3基礎(chǔ)方案選擇

本項(xiàng)目基坑開挖深度約10m，考慮項(xiàng)目特點(diǎn)和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，其適用樁基礎(chǔ)方案。根據(jù)工程勘察成果分析，場地內(nèi)①～⑤層地基土土層均不宜作為本項(xiàng)目的樁基持力層。

場地內(nèi)西側(cè)區(qū)域分布有⑥層暗綠色黏土，土質(zhì)較好，Ps平均值為2.74MPa，層厚3.20m左右，但受古河道切割，該層土缺失情況復(fù)雜，對于本工程的大面積整體建筑，不利于差異沉降量的控制。場地內(nèi)⑦1層草黃色砂質(zhì)粉土，除古河道深切區(qū)域外場地內(nèi)均有分布，該層土土質(zhì)較好，Ps平均值為9.16MPa，結(jié)合項(xiàng)目設(shè)計(jì)資料考慮，在該層穩(wěn)定分布區(qū)，可作為本工程的樁基持力層，在該層缺失的區(qū)域，可選擇下部⑦2層土替代。

2.3.1樁基方案

根據(jù)上海地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，預(yù)制樁具有強(qiáng)度較高、耐久性較好、造價(jià)低、施工方便、施工周期短及樁身質(zhì)量容易得到控制等優(yōu)點(diǎn)。綜合擬建場地周邊環(huán)境、地基土的分布特點(diǎn)，本工程宜優(yōu)先考慮選用樁身強(qiáng)度較高、擠土效應(yīng)相對較小的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁型（抗拔樁慎用），但需采取一定的防擠土、防震等措施，并做好沉樁施工方向與施工順序[2]。

采用預(yù)制樁方案，可考慮φ500mm的預(yù)應(yīng)力管樁，根據(jù)地質(zhì)條件的不同，正常沉積區(qū)樁長一般為30m左右，古河道地區(qū)樁長一般為32～35m左右。正常地層沉積區(qū)⑦1層土分布較均勻，單樁入土深度可以根據(jù)標(biāo)高控制預(yù)制樁貫入度;而在古河道沉積區(qū)，單樁入土深度可以根據(jù)壓樁力控制預(yù)制樁貫入度。在正常沉積區(qū)與古河道沉積區(qū)交匯的區(qū)域，需要綜合考量預(yù)制樁的貫入度，防止貫入力過大，壓壞樁身，同時(shí)需確保預(yù)制樁樁端沉到堅(jiān)實(shí)的持力層中。

根據(jù)場地地質(zhì)條件，采用預(yù)制樁方案可能會(huì)出現(xiàn)沉樁困難，或者當(dāng)周邊環(huán)境對擠土效應(yīng)產(chǎn)生限制時(shí)，則可采用鉆孔灌注樁方案。可考慮φ600～700mm的鉆孔灌注樁，樁長以樁端達(dá)到堅(jiān)實(shí)的⑦層土為宜。鉆孔灌注樁具有施工便捷，對周邊環(huán)境棘突效應(yīng)小，且成樁深度不受下部地層影響等優(yōu)點(diǎn)，不論是同樁長或不同樁長的鉆孔灌注樁樁基方案，樁端入土深度均可有保證。

結(jié)合預(yù)制樁與鉆孔灌注樁各自的特點(diǎn)，在正常沉積區(qū)內(nèi)布置預(yù)制樁方案，在古河道地層沉積區(qū)布置鉆孔灌注樁樁基方案，也不失為一種策略。該方案因涉及到采用不同樁型的問題，無論是施工組織管理或技術(shù)要求上都有所不同。另外，不同方案的單樁承載力有一定差異，擬建工程沉降（特別是差異沉降）控制要求更加嚴(yán)格，可通過合理設(shè)置沉降縫等手段控制可能存在的沉降過大等問題[3]。

2.3.2靜載荷試驗(yàn)及成果分析

本工程初步設(shè)計(jì)了2組基樁靜載荷試驗(yàn)，每組記錄4處基樁靜載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)，共計(jì)8處。其中正常沉積區(qū)4處，古河道分布區(qū)4處，樁身設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C80，預(yù)估極限抗壓承載力2400kN，靜載荷試驗(yàn)工作情況詳見下表1和表2。

根據(jù)整理的靜載荷試驗(yàn)成果可知，在正常地層沉積區(qū)，抗壓靜載荷試驗(yàn)在設(shè)計(jì)深度范圍達(dá)到極限抗壓承載力的總體情況相近，也驗(yàn)證出該區(qū)域地質(zhì)條件分布相對穩(wěn)定的特點(diǎn)。而在古河道沉積區(qū)，沉樁入土深度受實(shí)際地質(zhì)條件變化而不同，各試樁成效也不同，單樁入土深度差值可達(dá)3～5m。綜合來看，各試樁效果均能夠達(dá)到由勘察成果預(yù)估單樁極限抗壓承載力，而不同區(qū)域的基樁靜載試驗(yàn)成果也反映出地下情況起伏變化的特點(diǎn)，這與勘察報(bào)告中地層變化分布情況是相互證明的。

本項(xiàng)目結(jié)合經(jīng)濟(jì)成本效益及工期需要，采取預(yù)制樁和灌注樁組合設(shè)計(jì)方案，在正常沉積區(qū)按樁徑φ500mmPHC樁基方案設(shè)計(jì)考慮，而在古河道區(qū)分布及分界變化區(qū)按樁徑φ600mm的鉆孔灌注樁方案設(shè)計(jì)考慮。對于該工況，也針對性加強(qiáng)了不同施工隊(duì)伍的施工組織設(shè)計(jì)，并向施工單位做好交底工作，目前該項(xiàng)目建設(shè)情況良好。

4結(jié)語

勘察工作成果是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)重要的依據(jù)之一，通過勘察工作的整理和分析，對優(yōu)選基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，無論是經(jīng)濟(jì)、安全和施工質(zhì)量等方面，都有重要的指導(dǎo)意義。通過工程勘察信息化管理模式，可快速發(fā)現(xiàn)地層異常，靈活調(diào)整勘探方案，詳細(xì)刻畫地層差異變化情況，及時(shí)調(diào)整勘探工作方案，為項(xiàng)目前期勘察設(shè)計(jì)工作節(jié)約了工作時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

[1]曾夢筆.巖土工程勘察與地基施工處理技術(shù)探討[J].工程技術(shù)研究，2020（18）：218-219.

[2]朱家宏.地基設(shè)計(jì)和巖土工程勘察過程中的問題與對策研究[J].城市建筑，2020（26）：171-172.

[3]紀(jì)輝.巖土工程勘察技術(shù)在地基工程施工中的應(yīng)用[J].建筑安全，2020（9）：26-28.

收稿日期：2021-03-05

作者簡介：陳海（1992—），男，安徽合肥人，本科，研究方向：巖土工程勘察。

Research on the Application of Engineering Survey in the Selection of Foundation Schemes

CHEN Hai

（Shanghai Geological&Mineral Engineering Investigation Co，ltd，Shanghai 200072）

Abstract：Geotechnical engineering survey work can ascertain the geological conditions of the construction project site and play a key role in solving many engineering problems. It is also an objective quality and safety guarantee for the design of the construction project， groundbreaking construction， and operation and maintenance of the construction project. The foundation design and construction under complex geological conditions require more detailed geotechnical survey work as technical support.

Key Words： Reconnaissance; Pile Foundation;Works