韓海燕，樊有龍

（甘肅省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，蘭州 730000）

1 引言

本文通過(guò)對(duì)挖方最大厚度達(dá)100 m的挖方場(chǎng)地進(jìn)行勘察，對(duì)其地基土進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、波速測(cè)試試驗(yàn)、淺層平板載荷試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)，并結(jié)合室內(nèi)常規(guī)土工試驗(yàn)對(duì)其工程力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了分析，希望為類似生產(chǎn)項(xiàng)目提供借鑒意義。

2 項(xiàng)目概況與工程地質(zhì)條件

2.1 項(xiàng)目概況

某項(xiàng)目位于蘭州市皋蘭縣鹽池村，占地面積1.72×105m2，擬建物為30棟23～27層住宅樓，設(shè)計(jì)要求地基承載力特征值為500 kPa。

2.2 挖山后的巖土層構(gòu)成

挖山整平后，場(chǎng)地主要地層自上而下為坡洪積層、細(xì)砂、卵石和第三系砂巖。

1）坡洪積物（Q2dl+pl）：厚度變化較大，挖方區(qū)大部分場(chǎng)地出露該層，北側(cè)以卵石、細(xì)砂交互層為主，各土層呈尖滅、錯(cuò)斷狀，排列無(wú)規(guī)律，含粉土透鏡體；場(chǎng)地南側(cè)以粉土、粉砂交互層為主，各土層呈尖滅、錯(cuò)斷狀，排列無(wú)規(guī)律，含卵石透鏡體。場(chǎng)地由北往南，由粗顆粒（卵石、細(xì)砂）向細(xì)顆粒（粉砂、粉土）演變過(guò)度。

該層層厚為16.0～39.6 m，層面高程為1797.51～1815.63 m。該層具體分為坡洪積（粉土）、坡洪積（粉砂）、坡洪積（細(xì)砂）、坡洪積（卵石），具體描述如下：

坡洪積（粉土）：褐黃色，土質(zhì)不均勻，含少量粉砂，孔隙不發(fā)育，無(wú)光澤，干強(qiáng)度低，搖振反應(yīng)中等，局部分布有細(xì)砂夾層，偶含礫石顆粒，稍濕，密實(shí)。

坡洪積（粉砂）：黃褐色，砂質(zhì)不純凈，偶見(jiàn)少量粉土薄層，主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石等，密實(shí)。

坡洪積（細(xì)砂）：黃褐色～紅褐色，砂質(zhì)較均勻，偶見(jiàn)少量粉土薄層，主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石等，含黑云母碎片，密實(shí)。

坡洪積（卵石）：青灰色，磨圓度較好，呈亞圓～次圓狀。成分以石英巖、花崗巖、變質(zhì)砂巖等為主。粒徑以2～9 cm為主，最大15 cm，偶含漂石，骨架顆料含量約占全重的65%～70%，級(jí)配一般，交錯(cuò)排列。卵石顆粒呈中風(fēng)化，充填物以細(xì)砂及圓礫為主，密實(shí)。

2）坡洪積層以下依次為河漫灘細(xì)砂、八級(jí)階地卵石及第三系砂巖（N）。

3 坡洪積層工程性質(zhì)

3.1 土工試驗(yàn)

為評(píng)價(jià)場(chǎng)地內(nèi)坡洪積粉土的物理力學(xué)性質(zhì)，對(duì)采取的8件Ⅰ級(jí)土試樣進(jìn)行了室內(nèi)土工試驗(yàn)分析，取樣深度為1～2 m，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)刪除異常值后分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知：坡洪積（粉土）的天然含水量在5.1%～7.4%，平均6.3%，總體呈稍濕狀態(tài)；天然孔隙比在0.629～0.732，平均0.663，總體呈密實(shí)狀態(tài)；濕陷系數(shù)δ0.2MPa在0.001～0.006，平均0.003，濕陷系數(shù)δ0.3MPa在0.001～0.007，平均0.004，濕陷系數(shù)δ0.5MPa在0.001～0.008，平均0.005，取樣深度為地面下1～2 m，在0.5 MPa壓力下無(wú)濕陷性。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)

為評(píng)價(jià)場(chǎng)地土的力學(xué)特性，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)場(chǎng)地坡洪積物（粉土、粉砂、細(xì)砂）進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，根據(jù)GB 50021—2001《巖土工程勘察規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《勘察規(guī)范》）第3.3.9條[1]，標(biāo)準(zhǔn)貫入數(shù)據(jù)（錘擊數(shù)實(shí)測(cè)值）平均值測(cè)試指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果為：坡洪積物（粉土N=28.6、粉砂N=32.9、細(xì)砂N=34.0，N為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)）均呈密實(shí)狀態(tài)；根據(jù)JGJ 340—2015《建筑地基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《檢測(cè)規(guī)范》）表7.4.4-2，標(biāo)準(zhǔn)貫入數(shù)據(jù)顯示坡洪積物（粉土）呈密實(shí)狀態(tài)[2]。

3.3 波速測(cè)試試驗(yàn)

根據(jù)GB 50011—2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》表4.1.3，通過(guò)波速測(cè)試試驗(yàn)，場(chǎng)地坡洪積（粉土、粉砂、細(xì)砂、卵石）地層剪切波速結(jié)果為：坡洪積粉土地層剪切波速為282～572 m/s，平均394 m/s，為中硬土；坡洪積細(xì)砂地層剪切波速為347～535 m/s，平均437 m/s，為中硬土；坡洪積粉砂地層剪切波速為318～553 m/s，平均456 m/s，為中硬土；坡洪積卵石地層剪切波速為422～635 m/s，平均586 m/s，為堅(jiān)硬土[3]。

3.4 淺層平板載荷試驗(yàn)

為確定場(chǎng)地坡洪積層的工程特性，并確定其承載力及變形模量，對(duì)場(chǎng)地坡洪積物中粉土、粉砂及卵石層中不同部位進(jìn)行了載荷試驗(yàn)。載荷試驗(yàn)采用壓重平臺(tái)作反力，F(xiàn)Q-65t液壓千斤頂（自帶加壓泵）分級(jí)加壓，百分表（量程30 mm，精度0.01 mm）測(cè)讀沉降，承壓板直徑800 mm（圓形鋼板，厚50 mm），最大加載量為1000 kPa。各地層承載力特征值、變形模量等測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 淺層平板載荷試驗(yàn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)1#～9#試驗(yàn)點(diǎn)p-s（荷載-沉降）曲線，其曲線呈緩變形，無(wú)明顯的比例界限，且加荷至最大試驗(yàn)荷載時(shí)未達(dá)到《檢測(cè)規(guī)范》第4.3.5條的終止加載條件且加載至特征值時(shí)s/d＜0.01（s為基礎(chǔ)沉降量/載荷試驗(yàn)沉降量，mm；d為承壓板直徑或邊長(zhǎng)，m），故依照《檢測(cè)規(guī)范》第4.4.3條規(guī)定，11#～9#試驗(yàn)點(diǎn)地基承載力特征值取最大試驗(yàn)荷載的1/2，即500 kPa。根據(jù)《勘察規(guī)范》第10.2.5條計(jì)算各地層的變形模量見(jiàn)表1。

3.5 旁壓試驗(yàn)

為確定場(chǎng)地坡洪積地層的工程特性，并確定其承載力，在場(chǎng)地不同地層的不同深度處進(jìn)行了旁壓試驗(yàn)，旁壓試驗(yàn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 旁壓試驗(yàn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

根據(jù)《工程地質(zhì)手冊(cè)》第五版計(jì)算公式，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值qk=pf-p0（pf為臨塑壓力值；p0為初始?jí)毫χ礫4]）。

3.6 坡洪積層工程性質(zhì)分析與綜合評(píng)價(jià)

該工程場(chǎng)地地貌單元?jiǎng)澐謱冱S河北岸高級(jí)階地及黃土梁峁溝壑區(qū)中低山復(fù)合地貌，場(chǎng)地整體基本處于梁峁區(qū)域，最大開(kāi)挖厚度超100 m，開(kāi)挖后工程場(chǎng)地坡洪積層出露，坡洪積層在高壓狀態(tài)下經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)地質(zhì)歷史得到了很好改善，呈超固結(jié)狀態(tài)，各項(xiàng)工程力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)均優(yōu)于一般巖土工程力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。

根據(jù)室內(nèi)常規(guī)土工試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、波速測(cè)試試驗(yàn)、淺層平板載荷試驗(yàn)和旁壓試驗(yàn)結(jié)果，綜合場(chǎng)地地質(zhì)條件，分析本場(chǎng)地坡洪積（粉土、粉砂、細(xì)砂、卵石）工程力學(xué)特性。分析表明：

1）坡洪積粉土天然孔隙比平均值為0.663，總體呈密實(shí)狀態(tài)，在0.5 MPa壓力下濕陷系數(shù)均小于0.015；

2）場(chǎng)地土類型為中硬～堅(jiān)硬土；

3）場(chǎng)地坡洪積層的地基承載力特征值不小于500 kPa，變形模量不小于70 MPa，各項(xiàng)物理力學(xué)性質(zhì)良好；

4）坡洪積層以粉土、粉砂、細(xì)砂及卵石交互層出現(xiàn)，其各土層變形模量差異性不大，且均較高，可按均勻地基考慮。

地基基礎(chǔ)建議：以坡洪積層作為天然地基，采用筏形基礎(chǔ)（山體邊緣建筑物考慮其穩(wěn)定性，可采用樁基礎(chǔ)）。

4 結(jié)語(yǔ)

1）工程勘察中采用鉆探、原位測(cè)試及室內(nèi)試驗(yàn)多種手段分析了場(chǎng)地坡洪積層的工程性質(zhì)，不同勘察方法相互驗(yàn)證，合理提供地基承載力和變形模量等地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)，充分挖掘地基潛力，對(duì)類似工程場(chǎng)地的開(kāi)發(fā)利用具有重要參考意義。

2）開(kāi)挖后巖土的物理力學(xué)性質(zhì)與挖方場(chǎng)地的開(kāi)挖深度及巖土類別有很大的關(guān)系，限于本次研究的局限性，未能對(duì)不同開(kāi)挖深度及其他巖土類別的工程力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究及深入分析，將在后續(xù)的研究中繼續(xù)探討。