地質工程勘察中的地基方案路徑選擇探究

■楊小陸

（廣東順協工程勘察有限公司 廣東順德 528399）

地質工程勘察中的地基方案路徑選擇探究

■楊小陸

（廣東順協工程勘察有限公司 廣東順德 528399）

筆者經過查閱相關資料，并對廣東芳村花園二期工程第三標段的施工過程行了實地隨訪，結合實際勘察工作，對不同地區的地基特質進行了研究，尤其是對其中的土質進行了詳細分析。針對不同的情況，筆者提出了地基方案選擇的一些參考意見。

地質工程勘察地基方案路徑選擇探究

0 引言

地質工程勘察是為查明影響工程建筑物的地質因素而進行的地質調查研究工作。所需勘察的地質因素包括地質結構或地質構造：地貌、水文地質條件、土和巖石的物理力學性質，自然地質現象和天然建筑材料等。這些通常稱為工程地質條件。查明工程地質條件后，需根據設計建筑物的結構和運行特點，預測工程建筑物與地質環境相互作用的方式、特點和規模，并做出正確的評價，為確定保證建筑物穩定與正常使用的防護措施提供依據。

1 幾種地質特性及本工程的地質屬性

1.1 濕陷性土

在上覆土層自重應力作用下，或者在自重應力和附加應力共同作用下，因浸水后土的結構破壞而發生顯著附加變形的土稱為濕陷性土，屬于特殊土[1]。有些雜填土也具有濕陷性。廣泛分布于我國東北、西北、華中和華東部分地區的黃土多具濕陷性。濕陷性黃土是一種特殊性質的土，其土質較均勻、結構疏松、孔隙發育。在未受水浸濕時，一般強度較高，壓縮性較小。當在一定壓力下受水浸濕，土結構會迅速破壞，產生較大附加下沉，強度迅速降低。

1.2 軟弱粘性土

軟粘土也稱軟土，是軟弱粘性土的簡稱。常見的軟弱粘性土是淤泥和淤泥質土。軟粘土的強度極低，不排水強度通常僅為5～30kPa，表現為承載力基本值很低，一般不超過70kPa，有的甚至只有20kPa。軟粘土尤其是淤泥靈敏度較高，這也是區別于一般粘土的重要指標。軟粘土的壓縮性很大。壓縮系數大于0.5MPa-1，最大可達45MPa-1，壓縮指數約為0.35-0.75。通常情況下，軟粘土層屬于正常固結土或微超固結土，但有些土層特別是新近沉積的土層有可能屬于欠固結土。滲透系數很小是軟粘土的又一重要特點，一般在10-5-10-8cm/s之間，滲透系數小則固結速率就很慢，有效應力增長緩慢，從而沉降穩定慢，地基強度增長也十分緩慢。這一特點是嚴重制約地基處理方法和處理效果的重要方面。

1.3 膨脹土

膨脹土是指土中黏粒成份主要由親水性礦物組成，同時具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特性的黏性土。膨脹土是種高塑性黏土，一般承載力較高，

具有吸水膨脹、失水收縮和反復脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發育等特性，性質極不穩定。常使建筑物產生不均勻的豎向或水平的脹縮變形，造成位移、開裂、傾斜甚至破壞，且往往成群出現，尤以低層平房嚴重，危害性很大，裂縫特征有外墻垂直裂縫，端部斜向裂縫和窗臺下水平裂縫，內、外山墻對稱或不對稱的倒八字形裂縫等；地坪則出現縱向長條和網格狀的裂縫。一般于建筑物完工后半年到五年出現。

1.4 雜填土

雜填土主要出現在一些老的居民區和工礦區內，是人們的生活和生產活動所遺留或堆放的垃圾土。這些垃圾土一般分為三類：即建筑垃圾土、生活垃圾土和工業生產垃圾土。不同類型的垃圾土、不同時間堆放的垃圾土很難用統一的強度指標、壓縮指標、滲透性指標加以描述。雜填土的主要特點是無規劃堆積、成分復雜、性質各異、厚薄不均、規律性差。因而同一場地表現為壓縮性和強度的明顯差異，極易造成不均勻沉降，通常都需要進行地基處理。

地質工程中一般有濕陷性土、軟弱粘性土、膨脹土、雜填土四種地質特性，而作為研究實例的廣東芳村花園二期工程第三標段擬建場地位于廣州市芳村區芳村花園一期東側，龍溪大道北側。場地原始地貌形態屬沖積平原區，原地勢較低，后普遍被人工堆土稍有填高，現地勢平坦。

土層分布有人工填土層、第四系海陸交互相沉積層、第四系沖積層和殘積層，下伏基巖為白堊系上統泥質粉砂層，局部為粗砂巖及薄層礫巖。構成自上而下分為：

人工填土，素填土，平均厚度1.48m，雜填土，平均厚度1.48m；淤泥，平均厚度5.15m；粉質粘土，平均厚度3.21m，粗砂，平均厚度0.92m；粉質粘土，平均厚度2.68m；全風化泥質粉砂巖，平均厚度1.93m，強風化泥質粉砂巖，平均厚度2.66m，中風化泥質粉砂巖，微風化泥質粉砂巖，揭露厚度5-8m。

人工地基：經過人工處理或改良的地基。當土層的地質狀況較好，承載力較強時可以采用天然地基；而在地質狀況不佳的條件下，如坡地、沙地或淤泥地質，或雖然土層質地較好，但上部荷載過大時，為使地基具有足夠的承載能力，則要采用人工加固地基，即人工地基[2]。對承載能力不夠的天然地基，要進行人工改造，主要方案有以下幾種：

（1）換土墊層法

適用于地下水位較低，基槽經常處于較干燥狀態下的一般粘性土地基的加固。砂墊層和砂石墊層是將基礎下面一定厚度軟弱土層挖除，然后用強度較高的砂或碎石等回填，并經分層夯實至密實，作為地基的持力層，以起到提高地基承載力、減少沉降、加速軟弱土層排水固結、防止凍脹和消除膨脹土的脹縮等作用。

（2）木樁夯實軟弱地基

這是針對軟土地基和松散填土地基的特點，研究開發出來的一種地基加固處理技術。它充分利用天然地表硬層和淺部較好土層，避軟就硬，以建筑垃圾為填料，采用特殊的施工工藝和專利施工工具，在地表及地下數米范圍內，夯擴成階梯狀人造持力層，從而使地基得以加固。這項技術適用于工業與民用建筑，對平房改造、安居工程的多層住宅建設尤其適用[3]。此外，還適用于市政工程、中小型水利工程的地基加固。它可節約建筑材料60%以上，節約基礎投資15%～30%；并且由于充分利用建筑垃圾，環境效益顯著。

（3）水泥土攪拌法

具體分為漿液深層攪拌法（簡稱濕法）和粉體噴攪法（簡稱干法）。水泥土攪拌法適用于處理正常固結的淤泥與淤泥質土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。不宜用于處理泥炭土、塑性指數大于25的粘土、地下水具有腐蝕性以及有機質含量較高的地基。若需采用時必須通過試驗確定其適用性。當地基的天然含水量小于30%（黃土含水量小于25%）、大于70%或地下水的pH值小于4時不宜采用于法。連續搭接的水泥攪拌樁可作為基坑的止水帷幕，受其攪拌能力的限制，該法在地基承載力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的應用有一定難度[4]。

根據上述對廣東芳村花園二期工程第三標段擬建場地的地質勘查，筆者認為其地質條件不足以構成天然地基，所以應該對其進行人工改造。根據設計中軟弱層的工程地質及路基填高等特性，對軟土路段進行了綜合處治設計，本軟基段采用的處理方式為：先施工縱橫排水溝、把水排干，回填透水性材料，最后用細粒土換填逐層壓實。

在軟基處理前，首先在路基兩側開挖排水溝，以保證路基施工期間的排水暢通，并結合地形在軟基路段開挖縱橫向排水溝，對個別排水不利的地段，則采用集水坑抽水的方式排除路基范圍內的水，為后續的軟基處理施工創造有利條件。 施工流程為：審核施工圖設計及有關資料→儲備換填透水性材料→測量放線→挖除軟土及淤泥→基底檢查→分層鋪筑換填透水性材料→逐層壓實。

另外，為了進一步增強地基的承受能力，應該進行樁基處理，采用鉆孔灌注樁。施工流程為：平整場地→樁位放樣→埋設鋼護筒→鉆機就位→鉆孔→成孔檢驗→監理工程師驗孔→清孔→安放鋼筋骨架→安放導管→二次清孔→灌注混凝土→拔除鋼護筒→成樁檢測。鉆孔灌注樁可以進一步增增強換填土處理軟基的承受能力。

2 小結

在工程地質勘察中，勘察人員掌握的是第一手資料，要在充分分析工程地質水文地質條件的基礎上，根據地基、基礎和上部結構的共同作用，合理地選擇地基處理方案。在選擇地基方案時，首先要充分挖掘天然地基的潛力，在天然地基滿足不了的情況下，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。

[1]常錚.地質工程勘察中地基方案的選擇路徑研究 [J].中華民居 (下旬刊),2014,06: 108-109.

[2]曲飛.地質工程勘察中地基方案的選擇路徑研究 [J].科技風,2012,04:112.

[3]梁龍.海域島礁巖體綜合勘察技術 [D].浙江大學,2013.

[4]徐健.工程地質勘察中地基方案選擇研究 [J].科技致富向導,2011,05:306-307.

P2[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-201-2