建筑工程中巖土勘察和地基處理技術分析

毛建

（蘇州市建筑勘察院有限責任公司，江蘇蘇州215002）

0 引言

巖土勘察在建筑工程建設中發揮著不可替代的關鍵作用。本文結合蘇州市某建筑工程勘察案例，對巖土勘察方法、勘探點布置、巖土性質評價、地質條件的潛在風險等進行分析，基于此提出建議的地基基礎和基坑工程方案。

1 勘察方法及勘探點的施放

本工程勘察方法為原位取樣+室內試驗和靜力觸探原位測試相結合。

（1）機鉆取土：鉆探及取樣使用SH-30型鉆機，采用提土器回轉鉆進的方法鉆探，每回次鉆進1～2m，一般粘性土采用敞口活閥取土器采用重錘少擊法采取原狀土樣，砂土采用取砂器錘擊法采取。為減少勘探對場地的影響，勘察鉆探工作全部結束后，應封閉鉆孔，并盡量采用原土回填。

（2）靜力觸探現場測試：靜力觸探采用15T貫入設備，以地錨產生反力，使用雙橋靜力觸探探頭貫入，貫入過程中采用江蘇溧陽LMC-D310記錄儀自動記錄孔深、靜力觸探錐尖阻力qc、側摩擦力fs值等指標數據。

（3）剪切波速測試：波速測試在機鉆孔中進行，拾振裝置采用LC0154A加速度傳感器和LXC-5型井下三分量測量探頭，記錄儀采用RS1616K基樁動測儀及筆記本電腦，檢測時三分量測量探頭由深至淺每隔1.0m進行采樣直至地面下1.0m止。

（4）地下水位測量：潛水穩定水位系采用鉆機不加水干鉆進入粘性土層1.0m隔24h后測定的；微承壓水是采用φ146套管擊入粘性土層1.0m，再鉆入微承壓含水層，隔8d后測定的。采集潛水樣做了水化學分析。

（5）勘探點位置：勘探點應布置在建筑角點和建筑周邊線上，勘探線、高層住宅勘探點間距均<30m、多層建筑及地下室勘探點間距均25m，其中高層建筑物控制性鉆、機鉆取土孔數量≥1/3。控制勘探點的探測孔深應參照規范確定，取勘探孔深度應取持力層厚度、地基變形計算深度、剪切波探測深度三者最大值。其他勘探點孔深可取樁長加4m。

2 場地條件分析

2.1 不良地質作用、場地穩定性、建筑適宜性評價

本工程地處蘇州市吳中區，屬長江三角洲沖積平原，地形平緩。由于數期歷史地質構造運動的結果，蘇州處于東西向、北東向、及北西向三組斷裂的交匯地帶，多條構造線相互疊加影響，導致巖體整體性明顯降低，剛度和強度不足，且地層塊體之間有多個接觸點，受力分散。因此本地區地層累積能量少，能量釋放多為中小型地震形式，與本地區迄今可查的地震歷史記錄相符。本地區總體地質條件比較穩定、地震活動少、能量小且不存在引發場地嚴重失穩、破壞的條件，也不存在其他的不穩定因素及不良地質作用（如巖溶、斷裂帶）等，故判定本場地穩定，適宜進行建筑。

2.2 特殊性巖土評價

本場地分布的特殊性巖土主要有素填土。素填土層主要為粘性土，含水率較高，呈軟塑狀態，且夾雜植物纖維、碎石等，土質不均勻、欠固結。該層土抗剪強度低、壓縮性高，在地基基礎施工工程中易出現承載力不足，變形過大等情況；且由于該層土抗剪強度低，對基坑施工有較大影響，建議加強基坑圍護和排水措施配合施工。

2.3 場地地質條件可能造成的工程風險

（1）場地表層的素填土含水率較高、固結時間短，為欠固結軟塑土，對地基承載力和變形均有不利影響，沉樁施工時較難滿足沉樁設備的承載力要求，建議必要時可鋪設一定厚度的建筑垃圾，確保樁基施工設備正常運行。

（2）擬建場地原為拆遷場地，局部區域淺部存在尚未清除的建筑物基礎等地下障礙物，但無法查明原基礎的具體分布形態。建議建設單位在地基基礎施工前，收集擬建場地原建筑物的基礎設計資料，必要時進行專門地下障礙物調查或委托專業單位查明地下障礙物的分布，進一步對擬建場地地下障礙物進行摸排。

（3）本工程場地周邊均為道路、場地北側為南湖路高架，高層建筑物與高架最小距離約61m，可忽略本工程對高架基礎的影響。但軟塑土中進行沉樁施工會有明顯的擠土效應，應在施工設計組織時采取必要措施，如控制沉樁施工速度，按間隔對稱安排施工順序，設置一定數量泄壓孔等，減少沉樁施工對道路、管線及已沉基樁產生危害。

（4）本工程基坑安全等級為二級，基坑周壁土層工程性能較差，且地下水位高，設計開挖深度大，應對基坑施工進行組織設計。

（5）工程開挖范圍較大，且開挖深度分布不均勻，對局部開挖較深部位，應單獨進行基坑施工設計論證?；娱_挖過程中應遵循均衡對稱卸載的原則，基坑周邊堆載應嚴格控制，不得超過設計值；開挖時應對支護結構進行相應的保護措施，減少施工中碰撞的不利影響。開挖過程中嚴禁超挖，坑底達到設計標高后應盡快封閉，不得出現水浸或暴露等情況。地下結構施工應盡快進行?；觾韧练介_挖邊坡穩定性或支護結構穩定性對周圍環境的影響；基坑開挖對樁基礎可能造成的偏移、斷樁等影響。

（6）場地局部微承壓水埋藏較淺，微承壓水的滲流會嚴重影響基坑穩定性，因此需驗算基坑的抗滲流穩定性，并采取有效降水措施配合施工，將施工期間微承壓水位控制在基底下0.5～1.5m，以確?；影踩┕?。

2.4 場地地震效應評價

（1）基本參數：場地設防烈度、設計基本加速度、建筑設防類別均可查閱《建筑抗震設計規范》（GB 50011—2010）。

（2）位置判斷：本場地地形地貌條件單一，無不良地質作用。擬建場地局部填土厚度較大，根據調查及勘察資料：場地局部填土較大是由于近期對原有廠房基礎挖除時人為導致，其分布范圍較小且不連續，結合本工程滿場地設置一層地下室（局部二層），淺部填土基本已挖除，局部填土對本工程影響不大，因此本場地應屬可進行建設的抗震一般地段。

（3）場地特征周期：根據現場對共32個鉆孔采用檢層法進行剪切波速測試，在地面以下20m深度范圍內，各土層剪切波速范圍為148～170m/s，根據剪切波傳播時間不變的原則，計算平均值為160.5m/s，查閱區域地質資料，結合本次勘察結果，判定場地類別為III類，查規范得Tg=0.45s。但場地特征在III類和IV類分界線附近，分別確定兩者對應的場地特征周期，并用插值法計算，最終確定場地特征周期為0.54s。

（4）場地液化：根據抗震規范，地面以下20m范圍內的最不利土層為砂質粉土，根據液化判別參數，該土層不液化，無需相應的抗液化措施。

（5）其他條件：本場地無滑坡、崩塌、液化和震陷等地質災害，場區巖土地震穩定性良好。

2.5 樁基礎條件評價

地質勘探的中間層土體粉砂夾粉土層為中密～密實狀態，分布范圍為所有擬建場地，揭露厚度1.8～12.2m，層面標高-26.66～-22.17m，分布基本穩定、工程性能較好，具有較好的樁端承載能力；粉質粘土層呈軟塑～可塑狀態，分布范圍為所有擬建場地，揭露厚度1.0～18.8m，層面標高-41.84～-29.17m，工程性能一般～較好，具有一定的樁端承載能力；砂質粉土層呈密實狀態，分布范圍為局部擬建場地，該層在分布范圍內揭露厚度5.9～8.3m，層面標高-35.79～-33.42m，工程性能較好，具有較好的樁端承載力。如本工程高層住宅采用樁基礎，樁端持力層為粉砂夾粉土層或粉質粘土層、砂質粉土層，可滿足上部結構的荷載及變形要求。結合持力層的埋深及其樁端承載能力等因素，綜合認為本工程樁基條件較好。

3 地基基礎方案

本工程各擬建高層住宅荷載較大，建議采用樁基礎。綜合分析地質地層特征參數、高程住宅結構形式、高層建筑荷載特征等因素，建議敞口PHC管樁為最優選擇，管徑取500～600mm。樁基礎的單樁豎向極限承載力可采用各土層qsik、qpk值可查閱相應的樁基技術規范。

4 基坑工程

4.1 對圍護方案的建議

本工程基坑周壁土層工程性能較差，且地下水位高、開挖深度大，需對基坑施工進行組織設計?？紤]周邊環境條件對基坑施工的限制（地下邊線靠近用地紅線，最短距離甚至少于5m），結合已有工程經驗：本工程1層地下室基坑一般可選用懸臂式支護結構，2層地下室的外側可采用灌注樁排樁的支護手段，同時應避免在基坑周圍堆載。

4.2 對降水、排水及止水方案的建議

由于場地潛水水位較高，基坑開挖后將從坑壁涌入基坑，但其水量不大，可采用明排法將其排除。場地局部微承壓水埋藏較淺，微承壓水的滲流會嚴重影響基坑穩定性，因此需驗算基坑的抗滲流穩定性，并采取有效地降水措施配合施工，將施工期間微承壓水位控制在基底下0.5～1.5m，以確保基坑安全施工。因此建議在坑內明水排水時，同時應進行微承壓水降水，防止在抽排明水時，基坑底部滲流失穩。

4.3 基坑開挖

工程開挖范圍較大，且開挖深度分布不均勻，對局部開挖較深部位，應單獨進行基坑施工設計論證?；娱_挖過程中應遵循均衡對稱卸載的原則，基坑周邊堆載應嚴格控制，不得超過設計值；開挖時應對支護結構進行相應的保護措施，減少施工中碰撞的不利影響。開挖過程中嚴禁超挖，坑底達到設計標高后應盡快封閉不得出現水浸或暴露等情況。地下結構施工應盡快進行。