何建東,董晨凡,梁 誼
(機械工業勘察設計研究院有限公司,陜西西安710043)
隨著西部大開發戰略的提出,西部地區進入大發展階段,城鎮化不斷推進,郊區大面積開發建設工業廠房、住宅、商業、市政等項目。而西北部地區主要為黃土層,整平后的場地原地形地貌被破壞,一個場區或一個單體建筑可能會跨越挖方區和填方區,科學合理的勘察設計成果既能有效利用土地資源,又能保障人民生命財產安全,進而促進環境和社會的和諧發展。
挖填整平場地的重難點在于查清挖方區和填方區分布范圍、填土厚度分布規律及濕陷性評價。應重點收集:
(1)挖填整平前的原始地形圖和現狀地形圖。目的是通過分析原始地形坡度和填土厚度,初步判斷和評價地基土均勻性、人工邊坡穩定性,確定重點勘察位置和深度。
(2)工程地質、水文地質資料。黃土地區由于地形地貌破碎,往往不具有統一的黃土潛水地下水系統,但基巖裂隙水系統完整、相互聯系。應搜集掌握周邊已有勘察資料、構造情況、地裂縫分布特征、場地所在區域水文地質結構特征、地層特征、地下水補給、徑流、排泄規律,以便分析抗浮設計水位、場地穩定性、地基處理形式。
(3)挖填整平過程中回填土控制資料。黃土地區填方區回填物料來源一般為附近山坡放坡開挖的黃土及粉質粘土,應重點調查整平過程中的回填控制過程,如無序回填的素填土、雜填土,或按要求碾壓回填的壓實填土[1],以及場地整平時間,判斷填方場地是否可利用[2],為選擇合適的勘察技術手段、地基處理形式做好準備。
(4)現行適用規范、標準、政府文件。編寫勘察綱要前應注意規范標準是否適用,如GB50025《濕陷性黃土地區建筑標準》已由2004 版本更新至2018 版本[3]。應重視工程項目所在地政府文件中相關規定,如對場地揚塵、噪音、鉆孔回填等要求。應著重收集有無勘察相關地方標準,地方標準作為國家標準、行業標準的補充具有不可替代的必要性、重要性,是一個地方的工程經驗的高度總結,如延安市地方標準《延安新區工程勘察技術導則》[4]。
根據所搜集資料結合項目具體設計參數,編制內容詳細、切實可行的勘察綱要并通過審批審定后,對項目參與人員進行技術交底,勘察成果才能有足夠的深度、精度為工程項目提供設計參數及建議。
黃土地區工程地質條件的特殊性,決定了勘察前期工程地質調繪的重要性。進行(1∶500)~(1∶1000)大比例尺測繪,地質調查詳細至微地貌單元,包括黃土陷穴、滑坡、崩塌、邊坡高度寬度坡角、第四系分布、基巖分布、地表水(包括地表積水)、泉眼等。鉆探、井探、槽探能夠直接獲取地下土體,尤其是井探和槽探,可以獲得擾動小、質量高的土樣,現場并可對土體的孔隙、含水量、可塑性、是否存在潛在滑動面等有直觀的判斷,后續通過室內試驗可以得到更全面的物理力學參數,尤其是黃土和填土的濕陷性和含水量。黃土層中原位測試手段可選擇標準貫入試驗、旁壓試驗、靜載荷試驗,若鈣質結核發育,亦可采用動力觸探試驗。填土層中可選擇靜力觸探、輕便觸探結合靜載荷試驗更適宜,尤其是采用輕便觸探可以防止局部回填土質量差而被遺漏。多種勘探技術方法相結合,既能布置最優的勘探點數,得到最佳勘察成果,更有利于積累經驗。
黃土地區挖填整平場地內對地基土的均勻性分析應按照單體建筑物進行考慮[5]。①挖方區無濕陷黃土區域,可按照一般場地進行設計[6];②挖方區有濕陷黃土區域,應按照GB50025《濕陷性黃土地區建筑標準》進行自重場地和非自重場地劃分并確定濕陷等級,根據建筑物的重要性采取相應的地基處理措施;③填方區域,應根據填土層的工程性質進行討論。建筑物層數較低時,當填土層回填時間長[7-8]、沉降穩定、工程性質好,則可考慮采用天然地基方案或3∶7 灰土墊層方案;當填土層回填時間長、沉降穩定,但具濕陷性或局部含水量較高而明顯不均勻時,應采取換填、強夯、擠密、減濕或樁基方案;若填土回填時間較短、沉降未完全穩定時,應預留足夠的時間待沉降穩定后再進行建設,若工期不允許時,可采用樁基穿透該層,并考慮負摩阻力。當擬建建筑物跨越了填方區和挖方區,應重點查明挖填交界線位置,因為黃土和填土性質差異大,該部位黃土濕陷性一般較為強烈,地表水易通過挖填交界線下滲形成上層滯水,進一步加劇不均勻沉降。填方區內地層應注意含水量變化和原狀土樣濕陷系數分布規律。填土地層含水量出現異常情況較為常見,一般情況是地表積水下滲、回填期間降水或料源本身含水量高,造成地基處理方面問題較多、難度較大。當該層埋深較淺時,可采用晾曬或換填處理,埋深較深時,采用減濕或樁基穿透該層。
同時為了更好地抵抗建筑物不均勻沉降,填方區建筑物基礎形式建議采用筏板基礎,建筑物長度不宜太長,必要時應設縫處理,同時應按照規范要求采取嚴格防水措施[3]。
勘察單位應選擇資質等級高的單位,特別是大厚度挖填整平場地內項目尤為重要。
對勘察單位本身來講,大型勘察單位內部擁有勘察、鉆探、土工試驗、檢測、監測、地災評估等多專業多部門,且各項規章制度完備健全,人才儲備良好,國家注冊類證書獲得者多,能夠提高勘察外業、報告編寫的規范性,保證勘察任務的質量和效率。
從具體工程項目上,目前勘察單位資質、管理及從業人員素質、經驗等參差不齊,大型勘察單位對黃土地區挖填整平場地勘察工作經驗較為豐富,勘察試驗數據準確真實,相關資料、報告能夠做到從項目級到院級層次的多級審核審定,可以做到從安全、質量、工期、后期配合等全方面提供更優質服務。
外業工作開展之前重視收集必要的工程地質水文地質資料、已有勘察資料、回填土控制資料、規范標準、政府文件等,做到借鑒經驗而不依賴經驗,搜集資料重視資料,多種勘察技術方法相結合,勘察工作才可以做到事半功倍。
黃土地區挖填整平場地具有特殊性,其中地基土的不均勻性是影響地基處理和基礎形式選擇的關鍵因素,同時應按要求采取嚴格防水措施。此外挖填整平場地內項目,特別是大厚度挖填整平場地內項目應選擇經驗足、部門多、規章制度完善的大型勘察單位。