鄭州上街區某公租房項目巖土工程條件及適宜性評價

荊宇

關鍵詞：巖土工程;工程地質條件;黃土濕陷性;地基;樁基

地基與基礎工程是建筑工程中十分重要的一環[1]，巖土工程條件分析與評價可為擬建建筑施工圖設計、施工提供巖土工程資料[2]。擬建場地位于鄭州市上街區丹江路與縱六路交叉口東北角，其中，縱六路正在建設。擬建場地開闊、高差起伏較大。本次工程包括3棟11層公寓樓。本次工作查明了建筑場地范圍內的土層類型、深度、分布和工程特性，分析和評價了地基的穩定性、均勻性和承載力，判明了場地土類型、建筑場地類別、特征周期，查明了有無可液化土層、濕陷性土層，提供了場地土的標準凍結深度和地基變形計算參數，預測了建筑的變形特征，綜合分析、論證了地基類型、基礎形式、地基處理方式，對建筑地基進行了巖土工程條件評價，提出了服務于該公租房項目經濟合理的地基基礎方案建議。

1場地工程地質條件

1.1地形地貌

擬建場地原為荒地，場地起伏高差較大，整個場地南邊高，往北變低。勘探孔高差變化為155.60～161.22m，高差5.62m。場地地貌單元為黃河沖洪積平原[3]。擬建場地內存在一條黃土沖溝，走向由東南向西北，橫穿本場地中、南部，在1樓東側和2樓西側及中部有分布，溝寬約10.00m、深約5.00m，溝底標高154.37～155.99m，溝深由東向西逐漸增加，溝底土層上部0.20～0.40m為素填土，含磚塊等建筑垃圾，下部為粉土層。該溝與一條貫穿本工程場地南北向寬0.50～1.50m、深1.00～2.00m的人工溝槽貫通，正在用于排污，屬不良地質作用，對其進行回填處理后可以建設[4]。

1.2地基土結構

本次勘察在野外編錄的基礎上，結合靜力觸探、標準貫入試驗等原位測試成果，對擬建場地地基土進行了綜合分層、定名，自上而下分為6層，主要為素填土層、粉土層和粉質黏土層，具體如下：

第1層：素填土（Q），雜色、稍濕、稍密，含少量白色菌絲，植物根系及鐵錳質浸染，偶見腐殖物。粉粒含量高，部分有砂感。

第2層：粉土（Q），褐黃色、稍濕、稍密，搖振反應迅速，無光澤反應，干強度低，韌性低。具灰白色鈣質斑紋，偶見小姜石、小孔隙。

第3層：粉土（Q），褐黃色、稍濕、稍密，搖振反應迅速，無光澤反應，干強度低，韌性低，具灰白色鈣質斑紋，偶見蝸牛殼碎片及小姜石。

第4層：粉土（Q），黃褐色、稍濕、中密，搖振反應中等，無光澤反應，干強中等，韌性中等，具灰白色鈣質斑紋，偶見蝸牛殼碎片及小姜石。

第5層：粉質黏土（Q），黃褐色、局部褐紅色、軟塑，無搖振反應，稍有光澤，干強度中等，韌性中等。具灰白色鈣質斑紋及小蟲孔，含小姜石。局部夾粉土層。

第6層：粉土（Q），黃褐色、稍濕、中密，搖振反應中等，無光澤反應，干強度中等，韌性中等。具灰白色鈣質斑紋，局部含少量鈣質結核，粒徑0.50～2.00cm，局部夾粉土。

1.3場地環境類型的劃分

鄭州市上街區干燥指數K<1.5，屬于濕潤區。另外，擬建場地內淺部地基土的巖性以粉土為主，屬弱透水層，根據“GB50021—2001”規范附錄G，綜合上述因素，確定擬建場地環境類型為Ⅲ類。

1.4場地土質分析

通過對周圍環境的踏勘，沒有發現地下水的污染源。結合區域水質資料分析，本工程地下水對混凝土有微腐蝕性，對干濕交替條件下鋼筋混凝土結構中的鋼筋有微腐蝕性。

2巖土工程條件評價

2.1場地和地基的地震效應

根據本場地的3、14及15孔波速測試結果，場地20.00m深度范圍內等效剪切波速V=253.85～267.21m/s;場地內的覆蓋層厚度大于5.00m。按照建筑抗震設計規范（GB50011—2010）的劃分標準，本建筑場地類別為Ⅱ類。鄭州市上街區抗震設防烈度為7度，設計地震分組為第2組，場地設計基本地震加速度為0.10g;由于場地類別為Ⅱ類，按照GB50011—2010，設計特征周期為0.40s。

根據以上對場地與地基的地震效應的分析評價結果，本工程應按7度抗震設防烈度和0.10g加速度設計基本地震加速度值進行抗震設防，天然地基和樁基都需要進行抗震承載力驗算。場地內在7度地震條件下不存在可液化地層，所以不用考慮液化震陷，因此，本工程基礎和上部結構可不采取抗液化措施。

2.2黃土地基濕陷性

依據《濕陷性黃土地區建筑規范》（GB50025—2004）有關規定，濕陷量的計算從基底算起。擬建公寓樓由于基底標高高于勘探孔標高，濕陷量計算從孔口標高算起。根據場地內黃土濕陷性試驗結果，場地內基底下第2～3層地基土均具有濕陷性，最大濕陷系數δ=0.073，最大自重濕陷系數δ=0.014，公寓最大濕陷量Δ=368mm，濕陷起始壓力為69～290kPa，濕陷深度在地面下8.00～9.00m，場地屬Ⅱ級（中等）非自重濕陷性場地，局部屬Ⅰ級（輕微）非自重濕陷性場地，擬建建筑均應采取結構措施和檢漏防水措施。

2.3天然地基的分析評價

依據野外原位測試資料和室內土工試驗及高壓試驗成果，本工程擬建建筑基底平均壓力P=180kPa，采用筏板基礎，基礎埋深為建筑物±0以下2.50m，擬建1號樓±0標高為163.85m，2號樓±0標高為162.35m，3號樓±0標高為160.61m，室內外高差均為0.30m。根據以上參數可知，1號樓基底標高161.35m，高出自然地面0.50m左右，比東側沖溝底高約5.50m;2號樓基底標高159.85m，高出自然地面1.70～2.20m，比西側沖溝底高約4.50m;3號樓基底標高158.11m，高出自然地面0.40m左右。場地內上部素填土厚度在0.50～2.90m，平均1.21m，素填土為人工填土，沒有進行質量控制，其承載力及壓縮模量在水平方向、垂直方向變化都較大，無法提供整層填土的fak、Es值，擬建建筑不能采用天然地基。

2.4地基處理評價

擬建公寓住宅濕陷處理深度為8.50～9.50m，采用灰土擠密樁復合地基，灰土擠密樁直徑可采用400mm，處理深度為基底下8.50～9.50m，樁間距可采用0.80～1.00m，梅花型布樁，采用原土處理最優含水量16%左右，樁間土最大干密度可按1.8t/m控制，處理后復合地基承載力特征值按180kPa考慮，最終應通過復合地基載荷試驗確定。

本工程3棟建筑物基底標高均高于自然地面，特別是1、2號樓局部地段有黃土沖溝的影響，在采用灰土擠密樁處理前，應將現有場地回填至基底標高。回填前，應先將溝內浮土及建筑垃圾清理干凈，然后用素土或灰土分層碾壓夯實。

2.5樁基工程分析

根據擬建建筑特征、場地地層情況、周圍環境條件，綜合考慮技術和施工可行性，擬建建筑可以采用預應力混凝土空心方樁，以可塑狀態的第5層粉質黏土為樁端持力層。

根據本次勘察所反映的場地地層情況，樁身范圍內土層為褐黃色稍～中密狀態的粉土、黃褐色可塑狀態的粉質黏土。按靜探比貫入阻力來計算壓樁所需反力，當采用靜壓樁時，估算最大壓樁反力值為2500kN左右，因此沉樁難度不大，采用靜壓樁或錘擊樁均可。擬建公寓樓基底標高高于孔口標高，應先進行清表并用素土壓實回填，特別是1、2樓黃土沖溝地段，應分層碾壓回填至基底標高后再進行樁基礎施工。

2.6基坑工程的分析

擬建上街區智能電氣產業園公租項目位于鄭州市上街區丹江路與在建的縱六路交叉口東北角。擬建1號樓±0標高為163.85m，2號樓±0標高為162.35m，3號樓±0標高為160.61m，基礎埋深為2.50m，現場的地坪標高為155.60～161.22m，建筑物基底面均高于相應的自然地面，不存在挖方。

3場地穩定性和適宜性評價

本工程場地內有一條寬約10.00m、深約5.00m的黃土沖溝，并影響了1#樓東側和2樓西側，使擬建建筑物范圍內存在大面積回填土層，按照建筑抗震設計規范（GB50011—2010）的劃分標準，本建筑場地屬于對建筑物抗震的不利地段。

經過現場踏勘及野外勘察施工了解到，場地內及其附近不存在影響工程安全的不良地質作用（如巖溶、滑坡、崩塌、地陷、地面沉降、地裂等），也不存在影響地基穩定性的防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物，場地內無活動斷層通過。

擬建場地內1、2公寓之間存在一個寬約10.00m、深約5.00m的黃土沖溝，與一條貫穿本工程場地南北向寬0.50～1.50m、深1.00～2.00m的人工溝槽貫通，目前正用于排污。該黃土沖溝及人工溝槽對工程安全性有影響，屬不利地質作用，應對其進行分層回填碾壓處理，按設計要求處理后可進行工程建設。

4結論

（1）擬建場地地貌單元為黃河沖洪積平原，場地地層比較規律，場地內也無活動斷層通過，抗震設防烈度為7度，場地類別為Ⅱ類，設計特征周期為0.40s，本場地屬對建筑抗震不利地段。

（2）場地內第2、3層土均具有濕陷性，濕陷深度在地面下8.00～9.00m，場地屬Ⅱ級（中等）非自重濕陷性場地，局部屬Ⅰ級（輕微）非自重濕陷性場地。

（3）擬建建筑不能采用天然地基，應先進行清表并用素土壓實回填，之后采用灰土擠密樁復合地基和預應力混凝土空心方樁。建筑物基底面均高于相應的自然地面，不存在挖方。