李向群，張嘯天

吉林建筑大學(xué) 測(cè)繪與勘查工程學(xué)院,長(zhǎng)春 130118

1 工程概況

擬建工程位于赤峰市阿魯科爾沁旗天山鎮(zhèn)益民小區(qū)南側(cè),益民路東側(cè),采用的結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu),該場(chǎng)地在地貌上屬于黃土丘陵,地勢(shì)較平坦,地震基本烈度為7度[1],場(chǎng)地及周圍未見(jiàn)不良地質(zhì)作用,地質(zhì)環(huán)境基本未受破壞,綜合確定本工程勘察等級(jí)為乙級(jí),擬建工程采用的基礎(chǔ)型式為淺基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)[2].

2 場(chǎng)地環(huán)境與工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

勘察區(qū)地處黃土丘陵,地形簡(jiǎn)單,地勢(shì)較平坦,地貌類型較單一，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，場(chǎng)地或場(chǎng)地附近無(wú)全新活動(dòng)斷裂通過(guò),地層巖性結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,巖相穩(wěn)定,水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單,地下水埋深較深,對(duì)場(chǎng)地及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)影響較小,破壞地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動(dòng)較少，現(xiàn)狀條件下地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育,綜合確定勘察區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件簡(jiǎn)單.

2.2 水文地質(zhì)條件

2.2.1 氣象條件

阿魯科爾沁旗天山鎮(zhèn)屬溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū),主要?dú)夂蛱卣鳛?春季干旱、多風(fēng),夏季炎熱、降雨量集中,秋季短促、氣溫下降快,霜凍來(lái)臨早,冬季長(zhǎng)而寒冷,降雪量偏少.

據(jù)阿魯科爾沁旗氣象站1951年～2017年氣象資料統(tǒng)計(jì).無(wú)霜期為141 d，封凍期一般為11月中旬至翌年3月下旬,最大凍土深度2.2 m.多年平均降水量為366.4 mm，最大年降水量為564.0 mm(1954年),最小年降水量205.9 mm(1951年),每年降水多集中在6月～8月,占全年降水量的70 %.

2.2.2 地表水

擬建項(xiàng)目位于阿魯科爾沁旗天山鎮(zhèn)城區(qū),勘察區(qū)周邊無(wú)地表水體,僅周邊溝谷在夏季暴雨時(shí),成為地表徑流通道,基本不會(huì)對(duì)勘察區(qū)構(gòu)成洪水威脅.

2.2.3 地下水

依據(jù)天山鎮(zhèn)水文資料,勘察區(qū)地下水類型為承壓水[3],水頭埋深位于粉質(zhì)粘土層中，賦存于下部基巖裂隙中.主要由下部基巖裂隙水上返補(bǔ)給,位于基礎(chǔ)埋深之下,對(duì)本工程無(wú)重大影響.根據(jù)該區(qū)以往水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察及對(duì)地下水與土的分析結(jié)果可知,該區(qū)地下水為HCO3-Ca型,pH值為8左右,礦化度0.5 g/L左右,水、土的侵蝕性指標(biāo)較低,對(duì)鋼筋及混凝土具微侵蝕性.據(jù)以往長(zhǎng)期水位觀測(cè)資料可知,該區(qū)7月～8月雨季時(shí)地下水位最高,4月～5月間水位最低,年中及年際水位變化幅度2 m左右,歷史最高水位接近地表,近3年至5年間地下水位為30 m～33 m.由于降雨量減少及開(kāi)采量增大,地下水位呈連年下降趨勢(shì),勘察時(shí)場(chǎng)地內(nèi)地下水位為29.32 m～32.68 m.抗浮水位高程建議370.4 m～371.4 m考慮.

2.2.4 污染源

附近流域內(nèi)無(wú)大型工業(yè)企業(yè),無(wú)影響水質(zhì)變化的污染源.

2.3 地層

通過(guò)對(duì)原始資料的整理,檢查,分析,確認(rèn)無(wú)誤后,對(duì)勘探所達(dá)深度范圍內(nèi)，按各巖土層的年代,類型,成因,分布及工程特性等分層如下:

① 雜填土:雜色,以建筑垃圾及粉土為主,厚度0.5 m～5.5 m.

② 粉土(Q4eol+al):土黃色,稍濕,稍密-中密.搖振反應(yīng)中等,無(wú)光澤反應(yīng),干強(qiáng)度低，韌性低,具大孔隙,局部含礫.厚度1.1 m～6.1 m.

③ 粉土(Q4al):土黃色-棕紅色,稍濕,中密.搖振反應(yīng)中等,無(wú)光澤反應(yīng),干強(qiáng)度低,韌性低,局部含礫,厚度0.8 m～2.0 m.

④ 粉質(zhì)粘土(Q4al):棕紅色,堅(jiān)硬-硬塑,無(wú)搖振反應(yīng),稍有光澤,干強(qiáng)度中等,韌性中等,局部含白色鈣質(zhì)結(jié)核,層頂深度7.5 m～8.5 m,最大揭露厚度37.2 m，未揭穿.工程地質(zhì)剖面圖見(jiàn)圖1.

圖1 工程地質(zhì)剖面Fig.1 Engineering geological section

3 巖土參數(shù)的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)

3.1 巖土參數(shù)的統(tǒng)計(jì)

(1)

式中，xi為巖土指標(biāo)實(shí)測(cè)值;n為巖土指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)數(shù)量.

指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差σ為:

(2)

由于地基土的各向異性以及在取樣,運(yùn)輸和試驗(yàn)過(guò)程中難以避免的人為擾動(dòng)等原因,加之各組鉆探工藝,取樣方法的差別,從而造成一些指標(biāo)的失真和離散度偏大,在使用各指標(biāo)時(shí),當(dāng)統(tǒng)計(jì)頻數(shù)n<6時(shí)按不利組合采用最大或最小平均值,當(dāng)統(tǒng)計(jì)頻數(shù)n>6時(shí),按不利組合采用下式對(duì)平均值進(jìn)行修正后的標(biāo)準(zhǔn)值:

φk=rsφm

(3)

(4)

式中，φk為巖土參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值;rs為統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)；φm為巖土參數(shù)平均值;n為統(tǒng)計(jì)頻數(shù)；δ為變異系數(shù)；±為按不利組合取“+”號(hào)或“-”號(hào).

3.2 原位測(cè)試及室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)

根據(jù)鉆孔資料,場(chǎng)地內(nèi)主要分布的土層有:② ③粉土,④粉質(zhì)粘土:主要進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)及室內(nèi)土工試驗(yàn);由巖土參數(shù)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算,據(jù)土層原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果,場(chǎng)地各土層主要物理力學(xué)指標(biāo)成果見(jiàn)表1～表3.

表1 原位測(cè)試成果統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of in situ test results

表2 室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn) 物理力學(xué)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)Table 2 Physical and mechanical statistical indexes of indoor geotechnical experiment

續(xù)表2

3.3 地基土承載力及壓縮模量參數(shù)的確定

通過(guò)對(duì)比分析原位測(cè)試成果和室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果以及地區(qū)經(jīng)驗(yàn),提供各層地基土承載力及壓縮模量參數(shù)取值見(jiàn)表3.

表3 地基土承載力及壓縮模量評(píng)價(jià)Table 3 Evaluation of bearing capacity and compression modulus of foundation soil

4 場(chǎng)地建筑條件評(píng)價(jià)和地基處理建議

4.1 持力層選取及地基基礎(chǔ)方案分析

根據(jù)建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)條件,結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn),考慮施工條件對(duì)周圍環(huán)境的影響、材料供應(yīng)、地區(qū)工程抗震設(shè)防烈度等因素進(jìn)行分析[4].

4.1.1 天然地基

① 層雜填土層,為不均勻土層,不適宜做建筑物地基持力層;② 層粉土呈中密狀態(tài),具濕陷性,未經(jīng)處理不適合做為建筑物天然地基持力層;③ 層粉土中密狀態(tài),但厚度較小,不適合做為建筑物天然地基持力層;④ 層粉質(zhì)粘土承載力高,變形量小,適宜作為持力層或下臥層,但埋藏較深.本場(chǎng)地采用淺基礎(chǔ)方案,需進(jìn)行換填或夯實(shí)等方法進(jìn)行處理.

4.1.2 樁基礎(chǔ)

(1) 采用樁基礎(chǔ)的適宜性[5]. 本工程場(chǎng)地內(nèi)粉質(zhì)粘土層,厚度較大,性質(zhì)穩(wěn)定,是較理想的樁端持力層.建議樁長(zhǎng)不小于12 m,樁長(zhǎng)應(yīng)以持力層和樁端標(biāo)高控制,根據(jù)樁端阻力與樁側(cè)阻力大小的不同來(lái)選擇摩擦端承樁或者端承摩擦樁,各樁樁長(zhǎng)或樁端進(jìn)入持力層深度建議設(shè)計(jì)根據(jù)各樓地層情況計(jì)算其樁長(zhǎng)以滿足樁基承載力要求.

表4 樁的極限端阻力和極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值Table 4 Standard values of ultimate end resistance and ultimate lateral resistance of piles

(2) 成樁可行性分析. 通過(guò)場(chǎng)地環(huán)境條件分析,場(chǎng)地較開(kāi)闊,交通便利,適于各類樁基施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)并施工作業(yè).

長(zhǎng)鏍旋鉆孔灌注樁施工工藝不受地下水位限制,鉆進(jìn)成樁過(guò)程中無(wú)需泥漿護(hù)壁,鉆渣隨排出隨裝運(yùn),對(duì)環(huán)境污染小;成孔與成樁相結(jié)合,一機(jī)一次完成單樁施工作業(yè),施工簡(jiǎn)便,快捷,高效;與泥漿護(hù)壁灌注樁相比,無(wú)樁身泥皮與孔底沉渣,其側(cè)阻力與端阻力相對(duì)較高.但人工填土將會(huì)對(duì)成樁造成一定影響.樁基施工時(shí),應(yīng)按相關(guān)規(guī)范嚴(yán)格控制成樁速度,混凝土澆灌質(zhì)量及后插鋼筋籠垂直度等,確保成樁質(zhì)量[6].

5 結(jié)論及建議

(1) 場(chǎng)地穩(wěn)定性及適宜性:該場(chǎng)地地形平坦,周圍無(wú)崩塌、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)作用,無(wú)地質(zhì)災(zāi)害痕跡,無(wú)不穩(wěn)定邊坡.場(chǎng)地和地基較穩(wěn)定,基本適宜工程建設(shè).

(2) 本地區(qū)地震基本烈度為7度,地震動(dòng)峰值加速度為0.10 g.場(chǎng)地類別為Ⅱ類,該場(chǎng)地內(nèi)及其周圍未見(jiàn)地震災(zāi)害遺跡.

(3) 地基基礎(chǔ)方案建議:根據(jù)建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)條件,結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn),考慮施工條件對(duì)周圍環(huán)境的影響,材料供應(yīng),地區(qū)工程抗震設(shè)防烈度等因素,建議基礎(chǔ)方案如下:以③粉土或④粉質(zhì)粘土層為地基持力層,若基礎(chǔ)埋深小于該層層頂深度,以②粉土層做持力層,可對(duì)該層做部分清除后,換填三七灰土等方式進(jìn)行處理,換填厚度,壓實(shí)系數(shù)需滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求.

(4) 報(bào)告中地基承載力等指標(biāo)是根據(jù)標(biāo)貫,動(dòng)探及室內(nèi)試驗(yàn)等手段確定的,依據(jù)國(guó)家現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范,須進(jìn)行靜載荷試驗(yàn),建議基礎(chǔ)設(shè)計(jì)之前做靜載荷試驗(yàn)以確定地基承載力,變形模量及單樁承載力或復(fù)合地基承載力,并最終以該試驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn).