建筑工程中巖土工程勘察方法探討

姜曉周

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，在工程建設(shè)中對巖土體地質(zhì)的勘察越來越受到重視。本文以霍邱縣長集鎮(zhèn)蓄洪區(qū)移民安置點為例，對該工程地層、水文地質(zhì)條件、場地環(huán)境及工程地質(zhì)條件、巖土工程進行全方位的分析。

關(guān)鍵詞：建筑工程；巖土工程；勘察方法；長集鎮(zhèn)

Investigation of geotechnical engineering in construction engineering

——take huoqiu county changji town flood storage area as an example

Jiang Xiao-zhou

313 geological team of anhui provincial bureau of geology and mineral exploration， liu an 237010， China

Abstract： with the continuous development of Chinas social economy， more and more attention has been paid to geotechnical geological exploration in the process of engineering construction.Taking the resettlement site in changji town， huoqiu county， as an example， this paper makes a comprehensive analysis of the strata， hydrogeological conditions， site environment，hoping to provide references for this type of buildings in this area.

Key words： geotechnical investigation， changji town， engineering construction

1.項目概況

霍邱縣長集鎮(zhèn)蓄洪區(qū)遷建鎮(zhèn)區(qū)移民安置點位于六安市霍邱縣長集鎮(zhèn)。我院受建設(shè)單位委托，對擬建場地進行巖土工程勘察工作。擬建場區(qū)位于六安市霍邱縣長集鎮(zhèn)。本次巖土工程勘察工作屬詳細(xì)勘察階段。勘察目的為通過綜合勘察手段，取得各類巖土工程參數(shù)，為項目設(shè)計中地基基礎(chǔ)設(shè)計及防震抗震設(shè)計提供地質(zhì)依據(jù)，具體任務(wù)如下：

（1）劃分場地地貌單元、地基巖土層的時代及成因；查明場地范圍內(nèi)地基土的類別、厚度、埋深、狀態(tài)及各層土的分布規(guī)律及巖土工程特性。（2）提供各土層主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及地基土的承載力特征值。（3）查明場地有無不良地質(zhì)作用，評價其危害程度，并提出整治方案的建議；分析和評價場地的穩(wěn)定性和適宜性、地基的均勻性。（4）根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)特征，對可能采取的基礎(chǔ)持力層基礎(chǔ)型式、基礎(chǔ)埋深及地基與基礎(chǔ)工程施工等提出建議；如需采用樁基礎(chǔ)，提供樁的類型及樁端持力層，提供樁基相應(yīng)的設(shè)計參數(shù)，評價樁的施工條件及對環(huán)境的影響。（5）評價場地和地基的地震效應(yīng)，劃分場地土類型及建筑場地類別。

2.勘察方法和工作量

2.1勘察方法

根據(jù)勘察要求，采用了多種方法：鉆探并取原狀土試樣、原位測試、土工試驗等，并進行綜合研究。主要投入設(shè)備有：HXY-1型工程鉆機4臺（套），土工試驗采用專業(yè)儀器、設(shè)備。報告編制采用北京理正軟件股份有限公司理正勘察軟件。

2.2勘察工作量

本次勘察依據(jù)規(guī)劃平面圖，結(jié)合場區(qū)條件施工。共布置勘探孔321孔，最大孔深15.00m，總進尺4415.00m。具體完成實物工作量見表1。

3.場地環(huán)境及工程地質(zhì)條件

3.1地形、地貌

采用2000國家大地坐標(biāo)系，1985國家高程基準(zhǔn)，高程為GPS RTK測量儀測量所得。擬建場地為農(nóng)田地，地形稍有起伏，東、西兩側(cè)地勢稍高，中間為洼地。該場地內(nèi)分布有一處水塘，塘內(nèi)有3#、7#、33#、34#、37#孔，塘深0.90m～1.30m，水深0.50m～0.60m，淤泥厚0.40m～0.80m。孔口標(biāo)高40.93m～47.59m，高差為6.66m，高程引測點為測量單位控制點。地貌類型屬淠河二級階地。

3.2地層

依據(jù)鉆探、原位測試和室內(nèi)土工試驗資料，將場地內(nèi)埋深15.00m以內(nèi)地基土巖性自上而下共劃分為3個工程地質(zhì)層。

（1）耕植土（Q4ml）：灰褐色，松散，以黏性土為主，含植物根系；層底埋深0.50m～1.60m，層底標(biāo)高40.03m～46.89m，層厚0.50m～1.60m。（2）粉質(zhì)粘土（Q3al）：褐黃～棕黃色，可塑，局部硬塑；干強度及韌性中等，稍有光澤，搖振無反應(yīng)，含鐵、錳質(zhì)結(jié)核及鈣質(zhì)結(jié)核，層底埋深1.10m～5.70m，層底標(biāo)高37.66m～43.65m，層厚0.40m～4.70m。（3）粘土（Q3al）：褐黃色，硬塑，干強度及韌性中等，稍有光澤，搖振無反應(yīng)，含鐵、錳質(zhì)結(jié)核及鈣質(zhì)結(jié)核；該層未揭穿，揭露最大厚度14.10m。

4.水文地質(zhì)條件及評價

4.1地下水分布特征

場區(qū)地下水類型主要為上層滯水，勘察中所見地下水主要為①層耕植土賦存的上層滯水，①層耕植土初見水位埋深0.40m～1.30m，穩(wěn)定水位埋深0.60m～1.50m，穩(wěn)定水位高程40.47m～45.88m。②層粉質(zhì)粘土、③層粘土含水總體較微弱，可視為相對隔水層。

地下水位動態(tài)變化主要受大氣降水等因素影響，水量較小，勘察期間測得鉆孔水位埋深0.60m～1.50m，據(jù)調(diào)查地下水年變幅0.5m～1.0m。

4.2地下水腐蝕性評價

對六安市水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)資料綜合分析，判定本場地地下水及地下水位以上、以下的土對混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具微腐蝕。水、土對建筑材料腐蝕的防護應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GBT50046-2018）的規(guī)定。

5.巖土工程分析與評價

5.1地基土承載力特征值與評價

通過采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、土工試驗等多種方法，并結(jié)合野外鑒別和本地區(qū)實踐經(jīng)驗，地基承載力特征值（fak）壓縮模量（Es0.1～0.2）標(biāo)準(zhǔn)值（表2）。

5.2地基土的膨脹性

場地內(nèi)第③粘土層自由膨脹率δef為40.0%～45.0%，具弱膨脹潛勢。

治理措施：

（1）當(dāng)以基礎(chǔ)埋深為主要防治措施時，基礎(chǔ)埋深不應(yīng)小于大氣影響急劇層深度（1.50m）；（2）當(dāng)以寬散水為主要防治措施時，散水寬度不應(yīng)小于2.0m，坡度宜為3%～5%；（3）散水砼厚度≥0.12m，且需做好縱橫防水縫；（4）基礎(chǔ)兩側(cè)回填土宜采用非脹縮土或灰土。

5.3場地地震效應(yīng)及穩(wěn)定性

依據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015），霍邱縣長集鎮(zhèn)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計地震分組為第一組，特征周期為0.35s。根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB50223-2008），該工程抗震設(shè)防類別為丙類。按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）土層的等效剪切波速用vse表示。

各土層vse按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）取值，計算結(jié)果vse為226.0m/s。

依據(jù)周邊資料，場地覆蓋層厚度大于50.0m，建筑場地類別為Ⅱ類。

5.4場地穩(wěn)定性及適宜性

擬建場地內(nèi)無對工程不利的地下埋藏物，無活動斷裂通過，地震活動水平屬偏低，場地內(nèi)不存在滑坡、危巖、巖溶塌陷，無可液化土層，地基穩(wěn)定，屬建筑抗震一般地段，適宜本工程建設(shè)。

6.基礎(chǔ)施工

6.1基坑開挖與支護

擬建基坑開挖深度預(yù)計為2.0m～4.5m，基坑工程安全等級建議為二級。擬建物以③層粘土為持力層時[1]，基坑深度2.0m～4.5m，基坑側(cè)壁安全等級三級。基坑開挖深度內(nèi)土層有①、②、③層。①層土結(jié)構(gòu)松散，開挖時極易造成坑壁坍塌；②、③層土開挖后的邊坡旱季常出現(xiàn)剝落、雨季則出現(xiàn)表面滑塌，基坑（槽）壁也易發(fā)生坍塌（表3）。

建議基坑圍護與降水方案應(yīng)委托有資質(zhì)的公司進行設(shè)計并進行專門的論證。由于基坑開挖深約為2.0m～4.5m，應(yīng)考慮采用合理的支護及降（排）水方案，基坑開挖的廢土應(yīng)及時運離施工現(xiàn)場；建筑材料不宜堆放在基坑的周圍，避免因就近堆放建筑材料及廢土等原因造成坡頂堆載過大，引起邊坡的失穩(wěn)，形成安全隱患。當(dāng)采用機械開挖土方時，為保持坑底土體的原狀結(jié)構(gòu)，應(yīng)在坑底預(yù)留150mm～200mm厚土層由人工進行挖掘修整。

6.2基坑降排水及地基基礎(chǔ)選型

基坑開挖期間，主要有影響的為上層滯水和地表水入滲補給，勘察期間測得混合地下水位埋深為0.50m～1.50m，基礎(chǔ)施工中應(yīng)加強降排水工作。

根據(jù)場地工程地質(zhì)條件及擬建物特征，擬建物可采用天然地基，基礎(chǔ)類型可采用獨立基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ)，以第③粘土層作為基礎(chǔ)持力層。

6.3地基變形預(yù)測及建議

（1）擬建住宅樓，地基變形特征主要為不均勻沉降或沉降過大，故應(yīng)按規(guī)范要求進行變形設(shè)計驗算[2]。（2）本項目住宅樓建議采用天然地基，基礎(chǔ)類型可采用獨立基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ)。天然地基基礎(chǔ)一般沉降較小，但設(shè)計仍要注意建筑平面變化及地層變化處的不均勻沉降計算和控制。擬建場地距周邊居民較遠(yuǎn)，因此在基礎(chǔ)施工過程中對周邊環(huán)境影響較小。

7.結(jié)論與建議

7.1結(jié)論

（1）擬建場地穩(wěn)定，地基均勻，適宜本工程建設(shè)；（2）第①耕植土層不宜作為基礎(chǔ)持力層；（3）第③粘土層是住宅樓及附屬物基礎(chǔ)良好持力層及下臥層，②層粉質(zhì)粘土局部缺失且工程性質(zhì)一般；（4）擬建場地內(nèi)無對工程不利的地下埋藏物，無活動斷裂通過，地震活動水平屬偏低，場地內(nèi)不存在滑坡、危巖、巖溶塌陷，無軟弱土層及可液化土層，地基穩(wěn)定，屬建筑抗震一般地段；（5）場地類別為Ⅱ類；（6）霍邱縣長集鎮(zhèn)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計地震分組為第一組，特征周期為0.35s；（7）地下水和土對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具微腐蝕性。

7.2建議

（1）建議采用退臺或放坡式開挖方式進行基坑施工，基坑開挖后立即對地下水進行集水明排，為防止地表水流入基坑內(nèi)，應(yīng)在基坑外圍設(shè)置截水溝，雨季施工時，宜設(shè)置導(dǎo)水系統(tǒng)[3]；（2）地基開挖后盡量避免地基土受水浸、暴曬、冰凍等環(huán)境因素的不利影響而降低強度；（3）第③粘土層具弱膨脹潛勢，在基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)適當(dāng)增加基礎(chǔ)的剛度，以確保基礎(chǔ)的穩(wěn)定性及協(xié)調(diào)能力；（4）該場地內(nèi)分布有一處水塘，塘內(nèi)有3#、7#、33#、34#、37#孔，塘深0.90m～1.30m，水深0.50m～ 0.60m，淤泥厚0.40m～0.80m。建議在基礎(chǔ)施工中應(yīng)將塘內(nèi)水排干清淤后，再進行開挖或采用優(yōu)質(zhì)土回填壓密夯實。

參考文獻：

[1]張龍飛，董斌，史雙雙，韓曉飛.朔州市區(qū)土層剪切波速與埋深的統(tǒng)計關(guān)系[J].華北地震科學(xué)， 2018， 36（02）： 28-37.

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