地質工程勘察中地基方案的選擇路徑研究

摘 要：地質工程勘察中地基的方案選擇極其重要，地質工程的勘察工作是工程建設的重要環節，勘察工作取得的勘察結果又是進行基礎設計的重要憑證。內的地質情況多變，從山區到平原有著各種各樣的地基土，地基土的工程特性指標也存在著巨大的差距，例如，抗剪強度指標、壓縮性指標、水量以及孔隙比等多項指標，所以在地質工程的勘察工作中搞清楚地基的成因類型、埋藏條件以及分布規律顯得尤為重要。

關鍵詞：地質工程；勘察地基；方案選擇

引 言

我國土地資源分布不均，土地類型多種多樣，在地質工程的勘察工作中，通常會遇到松散狀態的以陸相為主的第四紀積累物，也會遇到人工的積累物濱海相的積累物。下面對地質工程的地基特征進行了說明，以及地質工程勘察中的地基特征。

1 各種成因不良土質的工程地質特性

1.1 雜填土以及膨脹土

雜填土按照成分可以分為建筑垃圾土、工業垃圾土以及生活垃圾土。雜填土是由于人們活動造成的無規律積累物形成的，它具有厚薄不一、成分多樣、顆粒不均勻、孔隙較大松散的顯著特點。膨脹土具有失去水后收縮、遇到水變膨脹的特性，屬于黏土。具有高度的塑造性，是部分地質工程勘察中的地基方案選擇。

1.2 飽和粉土和飽和粉細砂

飽和粉土和飽和粉細砂的特點有：結構松散，在靜載作用力下能夠保持較高的強度，但是在地震力或是振動力的作用下超孔隙水壓增大，顆粒之間的作用力降低，土中排水不暢時可以使土懸浮，產生液化沉陷導致土的承載能力下降或地基發生失穩狀態。應對于飽和粉細砂以及飽和粉土的液化程度和液化層分布范圍進行查明。

1.3 軟弱黏性土

軟弱粘性土是湖沼相和相泄湖海相三角洲的結合沉淀物，它在第四紀后期形成的軟弱性土具有孔隙比大天然含水量高壓縮性高抗剪強度低承載力低滲透性弱以及沉降穩定時間長的顯著特點。

1.4 濕陷性黃土地質

大風聚積起來的濕陷性黃土，具有疏松質地均勻大孔隙結構，呈現出黃色，且多含鈣質結核等特征。這種濕陷性黃土自身的結構容易在包括附加應力和自重應力的作用下和水發生作用而遭到破壞，濕陷性黃土根據受到的不同作用力出現的附加下沉崩解的現象分為兩種，一種是非自重濕陷性黃土，一種是自重濕陷性黃土。

2 地基基礎方案的選擇

地基方案選擇的主要目的是為了提高軟弱地基的承載能力、消除地基土的振動液化沉陷影響、減輕膨脹土的脹縮性、消除黃土的濕陷性、防止沉降量過大及不均勻沉降的產生、防止剪切破壞使地基失穩、滿足上部結構對地基的要求。

2.1 雜填土和膨脹土

雜填土一般是由建筑垃圾、生活垃圾、原土壓實。雜填土一般不宜采用天然地基，但在填筑年代超過5年后，性能穩定的工業垃圾和建筑垃圾均會達到一定的密實度。此類地基在采取上部結構剛度的措施和加強基礎措施后，可作為一般建筑物的天然地基持力層，但其地基承載力應根據其它原位測試手段或載荷試驗取得。對于局部厚度較小的雜填土，可采用表層壓實法、重錘夯實法、換土墊層法或將填土挖除，將基礎直接置于穩定的土層上。對于深度較大的雜填土，可采用復合地基處理或強夯法處理。對于有機質含量較多的生活垃圾當厚度不大時可挖除回填好土，對于厚度較大的生活垃圾不宜采用強夯法、表層壓、換土墊層，應當采用樁基礎。

由于膨脹土質具有失去水后收縮，遇到水變膨脹的特性，因此影響膨脹土質的重要因素即是含水量。對于膨脹土質需要調查當地的區域水質條件和氣候條件，分析土質的含水量不同壓力作用下土質的自由膨脹率和土質的膨脹率，最后確定地基土的膨脹等級。根據當地的區域水質條件、氣候條件的實際情況，處理地基的膨脹力，保持地基不受變形的影響。對需要處理的膨脹土，要考慮到地下水位以及濕陷程度對膨脹土的影響。在地下水位深、膨脹土較厚的情況下，可以利用地基土的上部，對基礎進行淺埋工作，減小地基土的膨脹變形量。當膨脹土的厚度在2m～1m，膨脹土處于地表3m～2m之間時，可以采用全部挖出膨脹土的方法，挖出膨脹土后進行砂土或者灰土黏性土的替換。當膨脹土埋藏很深并且土質的承載能力不能滿足高層建筑物的要求時，使用樁基礎的方法解決。換土墊層方法用來處理膨脹土埋藏較淺并且土質厚度很大的情況。

2.2 飽和粉細砂以及飽和粉土

當處理飽和粉細砂以及飽和粉土的液化地基土時，要根據飽和粉細砂以及飽和粉土的液化等級以及建筑物的特性進行綜合確定分析，不能一接觸液化場就消除液化沉陷的影響比如，可以不采取任何消除液化措施的是丁類建筑物的輕微液化場地和丁類建筑物的中等液化場地，對于丁類建筑物的嚴重液化場地需要進行上部結構和基礎結構的處理，對于丙類建筑物的輕微液化場地和丁類建筑物的中等液化場地也需要進行加強上部結構和基礎結構的處理，對于丙類建筑物的嚴重液化場地需要進行全部消除或部分消除液化沉陷的影響，此外也需要進行加強上部結構和基礎結構的處理，對于乙類建筑物的輕微液化場地需要進行部分消除液化沉陷的影響或進行加強上部結構和基礎結構的處理。對于那些全部需要消除液化沉陷的場地，在處理深度時要保持處理深度高于液化深度的下限，通過改善排水條件或增加土地的密實程度，可以有效的處理液化的地基對碎石樁進行振沖擠密或振沖置換時消除超孔隙水壓以及增加土地密實程度的有力措施，還可以選用強夯法灌漿法對土地密實程度進行加大處理，在使用樁基礎時可以將樁端降到液化程度以下來穩定土層。

2.3 軟弱黏性土

面積不大的或是埋藏不深的軟弱粘性土可以進行挖掘處理或是采用基礎加深的措施。對于厚度很大的軟弱粘性土可以采用灰土樁墊層換土法，對于寬度小的基礎可以選用條形地梁跨越。排水固結法可以作用于不含水砂層的軟弱粘性土。

2.4 濕陷性黃土

在地質工程勘察中遇到濕陷性黃土時，可以根據濕陷性黃土的類型、濕陷性范圍、濕陷性程度以及需要施工的建筑物類型進行綜合分析，確定可以選擇具有消除了濕陷性的地基或具有部分濕陷性的地基，在濕陷性程度方面需要根據實際的建筑物性質以及濕陷等級綜合說明。在處理小范圍的建筑物時可以選用墊層法灰土樁法，在處理大范圍的建筑物時可以選用強夯法預浸水法。

2.5 天然地基

天然地基是地質工程建設中最優選用的地基種類。在地質工程建設中遇到天然地基時，需要結合基礎形式以及地基的上部結構進行綜合處理分析。天然地基的每層土層的地基承載能力以及物理力學指標有很大的差異，天然地基的土質都是經過沉積循環后成層出現的，首先要做到把上部承載能力強的土層當成天然地基的支持力層，然后對其下部臥層土層的承載能力進行驗算，看看能否滿足承載力的要求。當天然地基下部臥層土層的承載能力不能保證承載力的要求時，為了加大厚度，需要對基礎進行淺埋處理，在這個過程中要保持凍土的深度小于支持力層土層的厚度。對基礎進行加寬處理可減少上部結構的天然地基單位承載能力需求。地基的邊坡穩定性、地基的變形程度、地基的承載能力是選擇天然地基的三個必要條件。在地基土的質地比較均勻、地基土的壓縮性小、地基土的承載能力高時，在保證地基承載能力的同時就可以保證地基的邊坡穩定性以及地基的變形程度。對于地質比較復雜地質不夠均勻需要負荷很大建筑物時，不管地基土的承載能力能不能達到要求，都需要進行地基土的變形驗算，當地基土的承載能力達到要求地基土的變形驗算達到要求時方能使用天然地基。對于需要受到水平負荷作用的建筑物以及擋土結構，需要進行地基土的穩定性驗算，當地基土的穩定性驗算達到要求時方能使用天然地基。

3 結 語

在地質勘察工作中，勘察人員要在充分分析水文地質和工程地質的基礎上，根據上部結構、基礎和地基的共同作用，選擇合理的地基處理方案。地基處理方案的選擇，首先考慮的是充分利用天然地基的優勢，在天然地基無法滿足條件的情況下，再對幾種方案進行比較，從中選出一種既經濟又合理的地基方案。

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作者簡介：常錚（1980-），碩士研究生，工程師，主要從事水文地質與工程地質、地球物理勘探工作。