任紅芳，陳曉紅

(天津華興勘察設(shè)計(jì)有限公司，天津300241)

巖土工程勘察是建筑工程設(shè)計(jì)和建設(shè)的重要依據(jù)，是一項(xiàng)工程的基礎(chǔ)性工作?？茖W(xué)的巖土勘察不僅能提高建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量，還可節(jié)省工程量，減少投資。

巖土工程勘察的主要目的是為了查明擬建場(chǎng)地的地質(zhì)情況及為設(shè)計(jì)、施工提供地質(zhì)勘察成果、各項(xiàng)巖土工程參數(shù)。

巖土工程勘察的內(nèi)容[1］包括:(1)地質(zhì)地貌的概況;(2)地基巖土分層及物理力學(xué)性質(zhì);(3)地下水簡(jiǎn)述。

巖土工程勘察的分析評(píng)價(jià)內(nèi)容包括定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)[2］。定性評(píng)價(jià)包括:(1)工程選址及擬建工程場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià);(2)場(chǎng)地地質(zhì)條件的穩(wěn)定性評(píng)價(jià);(3)對(duì)其它現(xiàn)場(chǎng)遇到的工程地質(zhì)問(wèn)題也要進(jìn)行評(píng)價(jià)比如溶洞、滑坡等。定量評(píng)價(jià)是在定性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，主要包括為建設(shè)場(chǎng)地各地基土的巖土工程性質(zhì)評(píng)價(jià)、基礎(chǔ)持力層的分析評(píng)價(jià)、天然地基和樁基礎(chǔ)分析與評(píng)價(jià)等等。因此巖土工程勘察的內(nèi)容和分析評(píng)價(jià)工作對(duì)一個(gè)工程建設(shè)尤為重要[3］，一是因?yàn)榈鼗燎闆r變化復(fù)雜;二是因?yàn)榻ㄖ锘A(chǔ)受力較復(fù)雜;三是因?yàn)榛A(chǔ)方案選擇正確與否直接影響工程造價(jià);四是地基基礎(chǔ)方案涉及深基礎(chǔ)、淺基礎(chǔ)、復(fù)合地基、基礎(chǔ)托換、基坑降水支護(hù)，要綜合考慮樁土共同作用、地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同協(xié)調(diào)等。本文以天津某工業(yè)廠房巖土勘察為例，簡(jiǎn)單的闡述巖土勘察的內(nèi)容并對(duì)其進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，最后根據(jù)勘察內(nèi)容和評(píng)價(jià)結(jié)果給出相關(guān)建議。

1 勘察場(chǎng)地概況

該擬建工程為3層框架結(jié)構(gòu)。大板精品車間，1層為鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)有5t橋式吊車;異型加工車間，1層為鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)有5t橋式吊車;大板車間，1層為鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)有5t橋式吊車。辦公樓為4層磚混結(jié)構(gòu)。根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021－2001，2009版)規(guī)定，工程重要性等級(jí)為二級(jí);場(chǎng)地位于7度抗震設(shè)防區(qū)，場(chǎng)地復(fù)雜等級(jí)為二級(jí);場(chǎng)地巖土種類較多，性質(zhì)變化較大，地基復(fù)雜性等級(jí)為二級(jí)。因此，本工程巖土工程勘察等級(jí)劃分為乙級(jí)。本次勘察的目的是查明擬建場(chǎng)地的地層結(jié)構(gòu)，巖土層的巖性、深度、埋深及其物理力學(xué)性質(zhì)，查明場(chǎng)地有無(wú)滑坡、巖溶、土洞、物理力學(xué)性質(zhì)，查明場(chǎng)地有無(wú)滑坡、巖溶、土洞、泥石流及采空不良等地質(zhì)現(xiàn)象為結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工提供巖土工程地質(zhì)依據(jù)。

1.1 勘察設(shè)備及方法

本次勘察采用鉆探取樣、土工試驗(yàn)與原位測(cè)試等相結(jié)合的綜合勘察方法。

鉆探采用XY－100型的鉆機(jī)，采取土樣采用固定活塞薄壁取土器。當(dāng)土層較軟時(shí)，采用壓入法采取;當(dāng)土層較硬時(shí)采用貫入法采取。原位測(cè)試采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和靜力觸探試驗(yàn)，靜力觸探設(shè)備采用江蘇溧陽(yáng)JTY－3型全自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);鉆孔定位采用GPS施測(cè)定位;室內(nèi)土工試驗(yàn)采用南京土壤儀器廠生產(chǎn)的系列土工試驗(yàn)設(shè)備。

1.2 勘察工程量

本場(chǎng)地鉆探總進(jìn)尺614.05m，共布置鉆孔32個(gè)，其中標(biāo)貫孔11個(gè)，觸探孔21個(gè)。具體工作量見(jiàn)表1。

表1 勘察完成工作量

2 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘察

2.1 工程地質(zhì)勘察

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察、原位測(cè)試及巖石取樣分析結(jié)果分析知:在深度32.0m范圍內(nèi)的地基土屬第四系全新統(tǒng)人工填土層、陸相沉積層、沼澤相沉積層和海相沉積層及上更新統(tǒng)陸相沉積層。根據(jù)成因時(shí)代的不同，共分7個(gè)大層，按物理力學(xué)指標(biāo)及巖土特征可分為13個(gè)亞層，主要特征按層序自上而下見(jiàn)表2。

表2 場(chǎng)地內(nèi)鉆探揭露的地基各巖土層的巖性特征

2.2 水文地質(zhì)勘察

根據(jù)本次鉆探，筆者認(rèn)為該場(chǎng)地內(nèi)水文地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單。分布有兩種類型地下水:第一層地下水為孔隙潛水，埋深較淺，含水層為Q24m第Ⅰ海相層及其以上的黏性土、粉土層;第二層地下水以Q14h沼澤相黏性土為相對(duì)隔水頂板，其下的粉土層為承壓水含水層。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行水質(zhì)分析根據(jù)結(jié)果按《巖土工程勘察規(guī)范》(GB 50021－2001)有關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定地下水在干濕交替作用下對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性。

3 不良地質(zhì)作用與建筑場(chǎng)地地震效應(yīng)

場(chǎng)地工程地質(zhì)條件的特殊性，決定了工程地質(zhì)測(cè)繪的重要性。擬建場(chǎng)地地形較平坦、開(kāi)闊，場(chǎng)內(nèi)及周邊無(wú)活動(dòng)斷層、滑坡、泥石流、采空區(qū)、危巖和崩塌等影響場(chǎng)地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)。同時(shí)各勘探孔未見(jiàn)古河道、暗濱及人工洞穴等對(duì)工程不利的埋藏物及深度范圍內(nèi)無(wú)軟土分布。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011－2010)，本場(chǎng)地設(shè)計(jì)地震分組為第二組，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g。另外，在20 m深度內(nèi)場(chǎng)地覆蓋土層等效應(yīng)剪切波速值Vsc=170.31 m/s，可判別場(chǎng)地土類型主要屬于中軟土，該建筑場(chǎng)地類別為Ⅲ類，屬于可進(jìn)行建設(shè)的一般場(chǎng)地。經(jīng)初步判斷，場(chǎng)地內(nèi)無(wú)液化土層分布。

4 巖土工程勘察的分析評(píng)價(jià)

4.1 場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性

本場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為7度，地形較平坦、開(kāi)闊。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及本次勘探資料，場(chǎng)地內(nèi)無(wú)液化土分布，無(wú)不良地質(zhì)作用。各勘探孔未發(fā)現(xiàn)古河道、暗濱及人工洞穴等對(duì)工程不利的埋藏物分布。經(jīng)綜合分析判定，該場(chǎng)地屬基本穩(wěn)定場(chǎng)區(qū)，適宜本工程建設(shè)。

4.2 基礎(chǔ)評(píng)價(jià)

4.2.1 地基土承載力特征值

根據(jù)土工試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，本場(chǎng)地地基土地基承載力特征值fak見(jiàn)表3。

表3 地基土地基承載力特征值fak

4.2.2 淺基礎(chǔ)評(píng)價(jià)

(1)③1層粉土為新近沉積層，強(qiáng)度稍低，土質(zhì)不均勻;③11層粉質(zhì)黏土、③2層黏土為新近沉積層，強(qiáng)度較低，土質(zhì)不均勻，以高壓縮性土為主;③3層黏土為新近沉積層，強(qiáng)度稍低，土質(zhì)不均勻，以高壓縮性土為主。

(2)⑥2層黏土的土質(zhì)稍低，強(qiáng)度稍差，以高壓縮性土為主。

(3)⑤層粉質(zhì)黏土的土質(zhì)尚好，強(qiáng)度尚可。

(4)其它各巖土層土質(zhì)較好，強(qiáng)度較高。

綜上所述，根據(jù)擬建物工程特性及各巖土層物理力學(xué)特征，擬建的大板精品車間、異形加工車間、大板車間可采用淺基礎(chǔ)，建議將基礎(chǔ)置于③1層粉土內(nèi)，基礎(chǔ)部位的③11層粉質(zhì)黏土應(yīng)全部清除。對(duì)③1層粉土缺失地段，需采取相應(yīng)的地基處理措施。

由于③1層粉土為新近沉積土，強(qiáng)度稍低，土質(zhì)不均勻，易產(chǎn)生不均勻沉降，若天然地基淺基礎(chǔ)不能滿足設(shè)計(jì)需求，建議采用墊層法進(jìn)行地基處理?；A(chǔ)部位的③11層粉質(zhì)黏土應(yīng)全部清除。

擬建多層車間及辦公樓，荷載較大，建議采用樁基礎(chǔ)。

4.2.3 樁基礎(chǔ)評(píng)價(jià)

4.2.3.1 持力層和樁型的選擇

⑧層粉質(zhì)黏土埋深在 17.8～19.2m(標(biāo)高－8.15～－9.47m)以下，強(qiáng)度較高，土質(zhì)較好，天然含水量(W%)平均值為26.5，液性指數(shù)(IL)平均值為0.51，天然孔隙比(e)平均值為0.748，壓縮模量(Es1－2)平均值為5.21MPa?？蓪M建多層車間及辦公樓的樁端置于埋深20.0m左右，其標(biāo)高為－10.9m;根據(jù)擬建物工程特性及場(chǎng)地工程地質(zhì)條件、樁基施工對(duì)周圍環(huán)境的影響以及樁基施工的難易程度等綜合考慮，可采用混凝土預(yù)制樁或鉆孔灌注樁。

4.2.3.2 樁基設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94－2008)、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007－2002)和勘察結(jié)果，按層位及標(biāo)高將混凝土預(yù)制樁及鉆孔灌注樁極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik、極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk列于表4，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk列于表5。

表4 樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik及極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk

表5 單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk

4.2.3.3 樁基對(duì)環(huán)境的評(píng)價(jià)

靜壓樁應(yīng)采用樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高及壓樁力雙控措施，進(jìn)行壓樁作業(yè)時(shí)應(yīng)按相關(guān)規(guī)范要求安排壓樁順序，并控制壓樁速率，減小擠土效應(yīng)，防止對(duì)相鄰基樁及相鄰建筑和管道的不利影響。在壓樁過(guò)程中，應(yīng)測(cè)量樁身垂直度，當(dāng)樁身垂直度偏差大于1%時(shí)，應(yīng)及時(shí)糾正。

鉆孔灌注樁施工時(shí)，應(yīng)以樁端標(biāo)高為主控制沉樁，應(yīng)采用合理、科學(xué)的泥漿配比及施工工藝，施工質(zhì)量對(duì)承載力影響較大，施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量管理及監(jiān)理工作。鉆孔灌注樁施工時(shí)應(yīng)做好泥漿的清運(yùn)及混凝土撒漏的防治工作，以降低施工對(duì)環(huán)境的污染。

5 結(jié)論

(1)擬建場(chǎng)地屬建筑抗震一般地段，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g。場(chǎng)地土類型為中軟土，建筑場(chǎng)地類別為Ⅲ類。埋深在20.0m范圍內(nèi)地層為地震非液化土層。

(2)場(chǎng)地土標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為0.6m。

(3)地下水在干濕交替作用下或直接作用下對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性。

(4)該場(chǎng)地屬基本穩(wěn)定場(chǎng)區(qū)，適宜本工程建設(shè)。

(5)根據(jù)擬建物工程特性及各巖土層物理力學(xué)特征，擬建的大板精品車間、異形加工車間、大板車間可采用淺基礎(chǔ)，建議將基礎(chǔ)置于③1層粉土內(nèi)。擬建多層車間及辦公樓工程特征及場(chǎng)地地質(zhì)條件，建議采用樁基礎(chǔ)，建議將樁端置于⑧層粉質(zhì)黏土，樁端標(biāo)高為－10.9m。

[1]GB50021－2001巖土工程勘察規(guī)范(2009版)[S］

[2]王珊．巖土工程新技術(shù)使用全書[M］．銀聲音像出版社，2004:777－779

[3]鄭齊銀．高層建筑巖土工程勘察的分析與評(píng)價(jià)[J］．建筑科學(xué)，2011(5):91－92