鄭州上街區(qū)某公租房項(xiàng)目巖土工程條件及適宜性評(píng)價(jià)

荊宇

關(guān)鍵詞：巖土工程;工程地質(zhì)條件;黃土濕陷性;地基;樁基

地基與基礎(chǔ)工程是建筑工程中十分重要的一環(huán)[1]，巖土工程條件分析與評(píng)價(jià)可為擬建建筑施工圖設(shè)計(jì)、施工提供巖土工程資料[2]。擬建場(chǎng)地位于鄭州市上街區(qū)丹江路與縱六路交叉口東北角，其中，縱六路正在建設(shè)。擬建場(chǎng)地開闊、高差起伏較大。本次工程包括3棟11層公寓樓。本次工作查明了建筑場(chǎng)地范圍內(nèi)的土層類型、深度、分布和工程特性，分析和評(píng)價(jià)了地基的穩(wěn)定性、均勻性和承載力，判明了場(chǎng)地土類型、建筑場(chǎng)地類別、特征周期，查明了有無(wú)可液化土層、濕陷性土層，提供了場(chǎng)地土的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度和地基變形計(jì)算參數(shù)，預(yù)測(cè)了建筑的變形特征，綜合分析、論證了地基類型、基礎(chǔ)形式、地基處理方式，對(duì)建筑地基進(jìn)行了巖土工程條件評(píng)價(jià)，提出了服務(wù)于該公租房項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)合理的地基基礎(chǔ)方案建議。

1場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

1.1地形地貌

擬建場(chǎng)地原為荒地，場(chǎng)地起伏高差較大，整個(gè)場(chǎng)地南邊高，往北變低。勘探孔高差變化為155.60～161.22m，高差5.62m。場(chǎng)地地貌單元為黃河沖洪積平原[3]。擬建場(chǎng)地內(nèi)存在一條黃土沖溝，走向由東南向西北，橫穿本場(chǎng)地中、南部，在1樓東側(cè)和2樓西側(cè)及中部有分布，溝寬約10.00m、深約5.00m，溝底標(biāo)高154.37～155.99m，溝深由東向西逐漸增加，溝底土層上部0.20～0.40m為素填土，含磚塊等建筑垃圾，下部為粉土層。該溝與一條貫穿本工程場(chǎng)地南北向?qū)?.50～1.50m、深1.00～2.00m的人工溝槽貫通，正在用于排污，屬不良地質(zhì)作用，對(duì)其進(jìn)行回填處理后可以建設(shè)[4]。

1.2地基土結(jié)構(gòu)

本次勘察在野外編錄的基礎(chǔ)上，結(jié)合靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等原位測(cè)試成果，對(duì)擬建場(chǎng)地地基土進(jìn)行了綜合分層、定名，自上而下分為6層，主要為素填土層、粉土層和粉質(zhì)黏土層，具體如下：

第1層：素填土（Q），雜色、稍濕、稍密，含少量白色菌絲，植物根系及鐵錳質(zhì)浸染，偶見腐殖物。粉粒含量高，部分有砂感。

第2層：粉土（Q），褐黃色、稍濕、稍密，搖振反應(yīng)迅速，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。具灰白色鈣質(zhì)斑紋，偶見小姜石、小孔隙。

第3層：粉土（Q），褐黃色、稍濕、稍密，搖振反應(yīng)迅速，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，具灰白色鈣質(zhì)斑紋，偶見蝸牛殼碎片及小姜石。

第4層：粉土（Q），黃褐色、稍濕、中密，搖振反應(yīng)中等，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)中等，韌性中等，具灰白色鈣質(zhì)斑紋，偶見蝸牛殼碎片及小姜石。

第5層：粉質(zhì)黏土（Q），黃褐色、局部褐紅色、軟塑，無(wú)搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等。具灰白色鈣質(zhì)斑紋及小蟲孔，含小姜石。局部夾粉土層。

第6層：粉土（Q），黃褐色、稍濕、中密，搖振反應(yīng)中等，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等。具灰白色鈣質(zhì)斑紋，局部含少量鈣質(zhì)結(jié)核，粒徑0.50～2.00cm，局部夾粉土。

1.3場(chǎng)地環(huán)境類型的劃分

鄭州市上街區(qū)干燥指數(shù)K<1.5，屬于濕潤(rùn)區(qū)。另外，擬建場(chǎng)地內(nèi)淺部地基土的巖性以粉土為主，屬弱透水層，根據(jù)“GB50021—2001”規(guī)范附錄G，綜合上述因素，確定擬建場(chǎng)地環(huán)境類型為Ⅲ類。

1.4場(chǎng)地土質(zhì)分析

通過(guò)對(duì)周圍環(huán)境的踏勘，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)地下水的污染源。結(jié)合區(qū)域水質(zhì)資料分析，本工程地下水對(duì)混凝土有微腐蝕性，對(duì)干濕交替條件下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋有微腐蝕性。

2巖土工程條件評(píng)價(jià)

2.1場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)

根據(jù)本場(chǎng)地的3、14及15孔波速測(cè)試結(jié)果，場(chǎng)地20.00m深度范圍內(nèi)等效剪切波速V=253.85～267.21m/s;場(chǎng)地內(nèi)的覆蓋層厚度大于5.00m。按照建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011—2010）的劃分標(biāo)準(zhǔn)，本建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類。鄭州市上街區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震分組為第2組，場(chǎng)地設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g;由于場(chǎng)地類別為Ⅱ類，按照GB50011—2010，設(shè)計(jì)特征周期為0.40s。

根據(jù)以上對(duì)場(chǎng)地與地基的地震效應(yīng)的分析評(píng)價(jià)結(jié)果，本工程應(yīng)按7度抗震設(shè)防烈度和0.10g加速度設(shè)計(jì)基本地震加速度值進(jìn)行抗震設(shè)防，天然地基和樁基都需要進(jìn)行抗震承載力驗(yàn)算。場(chǎng)地內(nèi)在7度地震條件下不存在可液化地層，所以不用考慮液化震陷，因此，本工程基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)可不采取抗液化措施。

2.2黃土地基濕陷性

依據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025—2004）有關(guān)規(guī)定，濕陷量的計(jì)算從基底算起。擬建公寓樓由于基底標(biāo)高高于勘探孔標(biāo)高，濕陷量計(jì)算從孔口標(biāo)高算起。根據(jù)場(chǎng)地內(nèi)黃土濕陷性試驗(yàn)結(jié)果，場(chǎng)地內(nèi)基底下第2～3層地基土均具有濕陷性，最大濕陷系數(shù)δ=0.073，最大自重濕陷系數(shù)δ=0.014，公寓最大濕陷量Δ=368mm，濕陷起始?jí)毫?9～290kPa，濕陷深度在地面下8.00～9.00m，場(chǎng)地屬Ⅱ級(jí)（中等）非自重濕陷性場(chǎng)地，局部屬Ⅰ級(jí)（輕微）非自重濕陷性場(chǎng)地，擬建建筑均應(yīng)采取結(jié)構(gòu)措施和檢漏防水措施。

2.3天然地基的分析評(píng)價(jià)

依據(jù)野外原位測(cè)試資料和室內(nèi)土工試驗(yàn)及高壓試驗(yàn)成果，本工程擬建建筑基底平均壓力P=180kPa，采用筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深為建筑物±0以下2.50m，擬建1號(hào)樓±0標(biāo)高為163.85m，2號(hào)樓±0標(biāo)高為162.35m，3號(hào)樓±0標(biāo)高為160.61m，室內(nèi)外高差均為0.30m。根據(jù)以上參數(shù)可知，1號(hào)樓基底標(biāo)高161.35m，高出自然地面0.50m左右，比東側(cè)沖溝底高約5.50m;2號(hào)樓基底標(biāo)高159.85m，高出自然地面1.70～2.20m，比西側(cè)沖溝底高約4.50m;3號(hào)樓基底標(biāo)高158.11m，高出自然地面0.40m左右。場(chǎng)地內(nèi)上部素填土厚度在0.50～2.90m，平均1.21m，素填土為人工填土，沒(méi)有進(jìn)行質(zhì)量控制，其承載力及壓縮模量在水平方向、垂直方向變化都較大，無(wú)法提供整層填土的fak、Es值，擬建建筑不能采用天然地基。

2.4地基處理評(píng)價(jià)

擬建公寓住宅濕陷處理深度為8.50～9.50m，采用灰土擠密樁復(fù)合地基，灰土擠密樁直徑可采用400mm，處理深度為基底下8.50～9.50m，樁間距可采用0.80～1.00m，梅花型布樁，采用原土處理最優(yōu)含水量16%左右，樁間土最大干密度可按1.8t/m控制，處理后復(fù)合地基承載力特征值按180kPa考慮，最終應(yīng)通過(guò)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定。

本工程3棟建筑物基底標(biāo)高均高于自然地面，特別是1、2號(hào)樓局部地段有黃土沖溝的影響，在采用灰土擠密樁處理前，應(yīng)將現(xiàn)有場(chǎng)地回填至基底標(biāo)高?；靥钋?，應(yīng)先將溝內(nèi)浮土及建筑垃圾清理干凈，然后用素土或灰土分層碾壓夯實(shí)。

2.5樁基工程分析

根據(jù)擬建建筑特征、場(chǎng)地地層情況、周圍環(huán)境條件，綜合考慮技術(shù)和施工可行性，擬建建筑可以采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁，以可塑狀態(tài)的第5層粉質(zhì)黏土為樁端持力層。

根據(jù)本次勘察所反映的場(chǎng)地地層情況，樁身范圍內(nèi)土層為褐黃色稍～中密狀態(tài)的粉土、黃褐色可塑狀態(tài)的粉質(zhì)黏土。按靜探比貫入阻力來(lái)計(jì)算壓樁所需反力，當(dāng)采用靜壓樁時(shí)，估算最大壓樁反力值為2500kN左右，因此沉樁難度不大，采用靜壓樁或錘擊樁均可。擬建公寓樓基底標(biāo)高高于孔口標(biāo)高，應(yīng)先進(jìn)行清表并用素土壓實(shí)回填，特別是1、2樓黃土沖溝地段，應(yīng)分層碾壓回填至基底標(biāo)高后再進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工。

2.6基坑工程的分析

擬建上街區(qū)智能電氣產(chǎn)業(yè)園公租項(xiàng)目位于鄭州市上街區(qū)丹江路與在建的縱六路交叉口東北角。擬建1號(hào)樓±0標(biāo)高為163.85m，2號(hào)樓±0標(biāo)高為162.35m，3號(hào)樓±0標(biāo)高為160.61m，基礎(chǔ)埋深為2.50m，現(xiàn)場(chǎng)的地坪標(biāo)高為155.60～161.22m，建筑物基底面均高于相應(yīng)的自然地面，不存在挖方。

3場(chǎng)地穩(wěn)定性和適宜性評(píng)價(jià)

本工程場(chǎng)地內(nèi)有一條寬約10.00m、深約5.00m的黃土沖溝，并影響了1#樓東側(cè)和2樓西側(cè)，使擬建建筑物范圍內(nèi)存在大面積回填土層，按照建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011—2010）的劃分標(biāo)準(zhǔn)，本建筑場(chǎng)地屬于對(duì)建筑物抗震的不利地段。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及野外勘察施工了解到，場(chǎng)地內(nèi)及其附近不存在影響工程安全的不良地質(zhì)作用（如巖溶、滑坡、崩塌、地陷、地面沉降、地裂等），也不存在影響地基穩(wěn)定性的防空洞、孤石等對(duì)工程不利的埋藏物，場(chǎng)地內(nèi)無(wú)活動(dòng)斷層通過(guò)。

擬建場(chǎng)地內(nèi)1、2公寓之間存在一個(gè)寬約10.00m、深約5.00m的黃土沖溝，與一條貫穿本工程場(chǎng)地南北向?qū)?.50～1.50m、深1.00～2.00m的人工溝槽貫通，目前正用于排污。該黃土沖溝及人工溝槽對(duì)工程安全性有影響，屬不利地質(zhì)作用，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行分層回填碾壓處理，按設(shè)計(jì)要求處理后可進(jìn)行工程建設(shè)。

4結(jié)論

（1）擬建場(chǎng)地地貌單元為黃河沖洪積平原，場(chǎng)地地層比較規(guī)律，場(chǎng)地內(nèi)也無(wú)活動(dòng)斷層通過(guò)，抗震設(shè)防烈度為7度，場(chǎng)地類別為Ⅱ類，設(shè)計(jì)特征周期為0.40s，本場(chǎng)地屬對(duì)建筑抗震不利地段。

（2）場(chǎng)地內(nèi)第2、3層土均具有濕陷性，濕陷深度在地面下8.00～9.00m，場(chǎng)地屬Ⅱ級(jí)（中等）非自重濕陷性場(chǎng)地，局部屬Ⅰ級(jí)（輕微）非自重濕陷性場(chǎng)地。

（3）擬建建筑不能采用天然地基，應(yīng)先進(jìn)行清表并用素土壓實(shí)回填，之后采用灰土擠密樁復(fù)合地基和預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁。建筑物基底面均高于相應(yīng)的自然地面，不存在挖方。