張海濤 馮松寶 丁點(diǎn)點(diǎn)

摘 要：對(duì)宿州市綜合檢測(cè)中心進(jìn)行了巖土工程勘察研究，通過(guò)工程地質(zhì)測(cè)繪、勘探和取樣、原位測(cè)試與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)等勘察方法，得到地基巖土構(gòu)成、地基巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)和水文地質(zhì)條件等信息，并對(duì)場(chǎng)地巖土工程作出綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：場(chǎng)地地基巖土共分為6層，天然地基設(shè)計(jì)參數(shù)和樁基設(shè)計(jì)參數(shù)是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的依據(jù)，擬建場(chǎng)地內(nèi)特殊性巖土主要為雜填土，上部填土厚度不均，下部填土厚度穩(wěn)定，性質(zhì)較好但均勻性一般。

關(guān)鍵詞：巖土工程勘察；物理力學(xué)性質(zhì)；水文地質(zhì)條件；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU470 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）22-0132-03

Comprehensive Evaluation of Site Geotechnical Engineering in Suzhou

ZHANG Haitao1 FENG Songbao2 DING Diandian2

（1. Suzhou University Anhui Coal Mine Exploration Engineering Technology Research center， Suzhou Anhui 234000；2. College of Resources and Civil Engineering， Suzhou University，Suzhou Anhui 234000）

Abstract： Geotechnical engineering investigation and research were carried out in Suzhou Comprehensive Inspection Center. By means of engineering geological surveying and mapping， exploration and sampling， in-situ testing and laboratory experiments， the geotechnical composition， physical and mechanical properties and hydrogeological conditions of the foundation were obtained， and the site rocks were analyzed. The results showed that the ground was divided into six layers. The design parameters of natural foundation and pile foundation were the basis of foundation design. The special rock and soil in the proposed site were mainly miscellaneous fill， the thickness of upper fill was uneven， the thickness of lower fill was stable， and the properties were good but uniform.

Keywords： geotechnical engineering investigation；physical and mechanical properties；hydrogeological conditions；basic design parameters

1 研究區(qū)區(qū)域概況

宿州市綜合檢測(cè)中心該擬建工程項(xiàng)目位于宿州市銀河四路南側(cè)，銀河三路北側(cè)，宿州萬(wàn)達(dá)東北角地塊，南臨玄凱·水木清華三期[1]。四周臨近主干道，交通便利。附近有宿州壹號(hào)酒店和金釜山等餐飲場(chǎng)所，也靠近達(dá)琳花園。具體位置見(jiàn)圖1。

2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)方法包含工程地質(zhì)測(cè)繪、勘探取樣及原位測(cè)試和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)三種。工程地質(zhì)測(cè)繪的目的是要查明擬建區(qū)域和附近的工程地質(zhì)條件，并預(yù)測(cè)建筑物與地質(zhì)環(huán)境之間的互相作用。工程地質(zhì)測(cè)繪在各種勘察方法中是第一

圖1 研究區(qū)位置圖

個(gè)進(jìn)行的，在勘察過(guò)程中是一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。進(jìn)行勘探工作是為了野外試驗(yàn)、取樣、檢驗(yàn)和檢測(cè)，并詳細(xì)研究擬建區(qū)域的水文地質(zhì)條件、巖土體和地質(zhì)構(gòu)造等。在勘探過(guò)程中，要保持巖土的天然結(jié)構(gòu)和濕度，降低人為擾動(dòng)的破壞，并選用一些特殊的勘察技術(shù)，以準(zhǔn)確查明巖土的物理學(xué)性質(zhì)。對(duì)擬建筑場(chǎng)地主要采用鉆探這種直接勘探方法，利用的鉆探方法主要有沖擊鉆探、回轉(zhuǎn)鉆探和震動(dòng)鉆探等。取樣在勘察過(guò)程中是不可或缺的，起是一項(xiàng)普遍性工作。為確保工程經(jīng)濟(jì)效益及所取試樣具有代表性，就要從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)這兩方面來(lái)考慮，進(jìn)而確定取樣所需的數(shù)量。而原位測(cè)試和室內(nèi)試驗(yàn)的主要目的是為巖土工程問(wèn)題分析評(píng)價(jià)提供所需的技術(shù)參數(shù)，包括土體原位測(cè)試、巖體原位測(cè)試、水文地質(zhì)原位測(cè)試等以及分別所需的不同試驗(yàn)，根據(jù)工程所需選取合適的測(cè)試方法。

3 場(chǎng)地巖土工程綜合評(píng)價(jià)

3.1 地基巖土構(gòu)成

①層雜填土（Qml）。色雜，濕，疏松與稍密狀之間，主要為黏性土夾雜建筑垃圾回填。此層土的性質(zhì)較差，屬于高壓縮性和濕陷性土。此外，其厚度變化較大，層厚1.50～3.60m，層底標(biāo)高16.43～18.78m，層底埋深1.50～3.60m。

②層粉質(zhì)黏土（Q4al+pl ）。呈褐黃、灰黃色，稍濕，可塑與硬塑狀態(tài)之間，含鐵錳結(jié)核及少量高嶺土，局部夾薄層粉土，其干強(qiáng)度較高，韌性中等。該層在場(chǎng)地內(nèi)分布廣泛，層厚4.00～6.70m，層底標(biāo)高11.63～13.71m，層底埋深6.60～8.60m。

③層粉土夾粉砂（Q4al+pl ）。呈灰黃色，濕潤(rùn)到飽和之間，中等密實(shí)到密實(shí)之間的狀態(tài)，其干強(qiáng)度和韌性都較低。該層在場(chǎng)地內(nèi)普遍分布，層厚5.40～11.00m，層底標(biāo)高1.83～7.29m，層底埋深13.00～18.00m。

④層粉質(zhì)黏土（Q4al+pl ）。呈青灰、灰黑色，稍濕，可塑～硬塑狀態(tài)，含少量鐵錳結(jié)核，其干強(qiáng)度和韌性都為中等。此層土在場(chǎng)地內(nèi)分布廣泛，部分夾雜著粉土夾層，且呈密實(shí)狀。層厚1.50～3.80m，層底標(biāo)高-1.32～0.33m，層底埋深19.60～21.20m。

⑤層粉細(xì)砂（Q4al+pl）。呈灰黃色，較濕，中等與密實(shí)狀之間。此層土在場(chǎng)地內(nèi)分布廣泛，部分夾雜著薄層粉土和礫石等。層厚5.10～6.50m，層底標(biāo)高-6.42～5.08m，層底埋深25.90～26.30m。

⑥層粉質(zhì)黏土（Q3al+pl）。呈褐黃、灰黃色，稍濕，硬塑狀，部分夾雜著薄層粉土，含少量鐵錳結(jié)核和姜石，其干強(qiáng)度和韌性都較高。該層未穿透，最大揭露厚度9.00m。

3.2 場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察結(jié)果資料可知，場(chǎng)地覆蓋層厚度大于100m。按相關(guān)規(guī)范規(guī)定判定，土的類(lèi)型為中軟場(chǎng)地土，建筑的場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)。場(chǎng)地內(nèi)地基土層分布較為均勻，因此場(chǎng)地屬對(duì)建筑抗震的一般地段。通過(guò)多種規(guī)范規(guī)定判定，擬建場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第三組，場(chǎng)地反應(yīng)譜特征周期Tg=0.45s。場(chǎng)地20m以?xún)?nèi)分布的③層粉土夾粉砂、⑤層粉細(xì)砂均為中密至密實(shí)狀態(tài)，可不進(jìn)行液化判別。

3.3 場(chǎng)地地基基礎(chǔ)評(píng)價(jià)

3.3.1 天然地基設(shè)計(jì)參數(shù)。綜合原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)成果，結(jié)合本地資料，擬建場(chǎng)地各層土的地基承載力特征值fak、壓縮模量ES1-2和基床系數(shù)建議值可取表1值。

表1 天然地基設(shè)計(jì)參數(shù)表

[層號(hào) 巖土名稱(chēng) 地基承載力特征值

fak/kPa 壓縮模量

ES1-2/MPa 基床系數(shù)

K（kN/m3） 2 粉質(zhì)黏土 220 9.0 4.2×104 3 粉土夾粉砂 240 13.0 2.5×104 4 粉質(zhì)黏土 210 8.5 4.0×104 5 粉細(xì)砂 280 18.0 - 6 粉質(zhì)黏土 250 11.0 - ]

3.3.2 樁基設(shè)計(jì)參數(shù)。現(xiàn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范要求樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須由樁承擔(dān)所有上部結(jié)構(gòu)荷載，因此設(shè)計(jì)過(guò)程中必須認(rèn)真進(jìn)行。單樁承載力設(shè)計(jì)的計(jì)算公式為：

[Quk=uqskili+qpkAp] （1）

式中：[Quk]表示單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；[u]表示樁身周長(zhǎng)（m）；[qski]表示單樁第i層土極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；[li]表示第i層土厚度（m）；[qpk]表示持力層端阻力極限標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；[Ap]表示樁身截面積（m2）。

樁深強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的計(jì)算公式為：

[N≤0.9ΨApfc+A′sf′s] （2）

式中：N表示軸向壓力設(shè)計(jì)值（kN）；[Ψ]表示鋼筋混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；[fc]表示混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；[Ap]表示構(gòu)件截面面積；[f′s]表示鋼筋（HRB335）軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；[A′s]表示全部縱向鋼筋的截面面積。

該擬建筑物屬于一級(jí)建筑物，對(duì)抗拔和抗水平荷載能力要求較高，要按公式（3）來(lái)計(jì)算配筋率

[N≤0.9×Ψ×fcAcr+f′yA′s] （3）

式中，[Acr]表示核心混凝土的面積；[f′y]表示縱向鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取值為300N/mm2。

通過(guò)計(jì)算并整理歸納數(shù)據(jù)得出表2：

表2 樁基設(shè)計(jì)參數(shù)表

[層號(hào) 巖土

名稱(chēng) 混凝土預(yù)制樁 干作業(yè)鉆孔樁 泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁 qsik/kPa qpk/kPa qsik/kPa qpk/kPa qsik/kPa qpk/kPa 2 粉質(zhì)

黏土 80 - 75 - 78 - 3 粉土夾

粉砂 65 2 300（10m≤L） 60 1 400（5m黏土 75 2 100（10m

3.3.4 基坑工程評(píng)價(jià)?；又ёo(hù)工程是典型的土與結(jié)構(gòu)相互作用的問(wèn)題。擬建工程設(shè)有單層地下室，開(kāi)挖深度約4.0m。基坑側(cè)壁土層為①雜填土、②粉質(zhì)黏土，基坑底部土層為②粉質(zhì)黏土。基坑?xùn)|北兩側(cè)距離場(chǎng)地紅線9.00～13.00m，西南兩側(cè)距離場(chǎng)地紅線1.00～4.00m。綜合勘察揭露的地層條件、基坑周邊環(huán)境，基坑開(kāi)挖應(yīng)進(jìn)行支護(hù)，并進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)，建議東西兩側(cè)可采用自穩(wěn)放坡，坡面掛鋼筋網(wǎng)噴錨加固，西南兩側(cè)可采用排樁支護(hù)。表3和表4為基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)。

表3 放坡系數(shù)參數(shù)表

[土層編號(hào) 坡坡度允許值 ①雜填土 1∶2.5 ②粉質(zhì)黏土 1∶2.0 ]

表4 基坑設(shè)計(jì)參數(shù)表

[土層

編號(hào) 巖土

名稱(chēng) 靜止側(cè)壓力系數(shù)k0 天然重度[γ]（kN/m3） 直接剪切 三軸剪切 擋土墻基底摩擦系數(shù)[μ] 黏聚力標(biāo)準(zhǔn)值Ck/kPa 內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值[Φuu]

/° 黏聚力標(biāo)準(zhǔn)值Ck/kPa 內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值[Φuu] /° ① 雜填土 - 18.0* 5.0* 8.3* - - - ② 粉質(zhì)黏土 0.4 19.3* - - 56.0 10.6 0.26* ③ 粉土夾

粉砂 0.5 19.3* 28.3* 15.5* - - 0.28* ]

由以上參數(shù)提供基坑防排水措施和基坑監(jiān)測(cè)建議。措施：沿基坑坡頂應(yīng)做好向外排水的散水坡或設(shè)置截水溝，防止地表水流入基坑?；娱_(kāi)挖到設(shè)計(jì)要求標(biāo)高后，應(yīng)沿著基坑底部周邊設(shè)置排水溝和集水井，及時(shí)降排坑底積水（宜將地下水位降至坑底標(biāo)高下不小于0.5m）。特別是在強(qiáng)降水的極端天氣條件下，應(yīng)確保基坑內(nèi)積水及時(shí)排出，防止積水快速上升，危及基坑側(cè)壁或地下室。監(jiān)測(cè)：為避免或減少基坑開(kāi)挖對(duì)基坑支護(hù)體系和基坑周邊環(huán)境的不利影響，建議進(jìn)行基坑支護(hù)體系的變形監(jiān)測(cè)；基坑周邊環(huán)境的變形、位移、沉降、開(kāi)裂、傾斜等監(jiān)測(cè)；擬建物施工階段及使用階段的沉降觀測(cè)。

3.4 場(chǎng)地穩(wěn)定性和各土層工程性能評(píng)價(jià)

根據(jù)勘探揭露的地層和區(qū)域地質(zhì)資料分析，擬建場(chǎng)地內(nèi)特殊性巖土主要為雜填土。該場(chǎng)地內(nèi)無(wú)構(gòu)造斷裂帶通過(guò)，場(chǎng)地內(nèi)不良地質(zhì)作用不發(fā)育，勘察深度范圍內(nèi)未見(jiàn)古河道、暗塘、人工洞穴等對(duì)工程不利的埋藏物，也沒(méi)有地面塌陷、沉降、崩塌和滑坡等事件。因此，無(wú)對(duì)工程建設(shè)有影響的不良地質(zhì)作用?？梢?jiàn)，本場(chǎng)地屬穩(wěn)定場(chǎng)地。對(duì)擬建場(chǎng)地內(nèi)的填土采取適當(dāng)處理措施后，適宜擬建項(xiàng)目建設(shè)。擬建場(chǎng)地上部第四系覆蓋地層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，上部填土厚度不均，層厚1.50～3.60m，均勻性較差，下部第四紀(jì)土層分布連續(xù)，厚度穩(wěn)定，性質(zhì)較好。綜合評(píng)價(jià)場(chǎng)地巖土層均勻性一般。

4 結(jié)論

①層雜填土：屬高壓縮性土。場(chǎng)地內(nèi)普遍分布，厚度不一，結(jié)構(gòu)松散，成分復(fù)雜。工程性能評(píng)價(jià)為差，不可直接使用在工程中。

②層粉質(zhì)黏土：屬中硬土。場(chǎng)地內(nèi)全區(qū)分布，厚度適中，呈硬塑狀態(tài)，土質(zhì)均勻性一般。工程性能評(píng)價(jià)為良，該層可作為裙房及地下車(chē)庫(kù)的基礎(chǔ)持力層。

③層粉土夾粉砂：屬中硬土。場(chǎng)地內(nèi)全區(qū)分布，厚度適中，埋深較深，土質(zhì)均勻，承載力一般。工程性能評(píng)價(jià)為較好，難以作為樁基的持力層。

④層粉質(zhì)黏土：屬中硬土。場(chǎng)地內(nèi)全區(qū)分布，厚度較薄，呈硬塑狀態(tài)，局部夾粉土夾層，承載力一般。工程性能評(píng)價(jià)為較好，難以作為樁基的持力層。

⑤層粉細(xì)砂：屬中硬土。場(chǎng)地內(nèi)全區(qū)分布，厚度適中，埋深較深，土質(zhì)均勻，承載力良好。工程性能評(píng)價(jià)為良好，該層中密至密實(shí)，一般預(yù)制樁難以穿透，但可作為鉆孔樁的樁基持力層。

⑥層粉質(zhì)黏土：屬堅(jiān)硬土。場(chǎng)地內(nèi)全區(qū)分布，厚度大，壓縮性低，承載力較高，工程性能評(píng)價(jià)為好，是良好的樁端持力層。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫巍，沈小克，張?jiān)诿?巖土工程勘察今后十年發(fā)展趨勢(shì)[J].工程勘察，2001（3）：66-69.