淺談建筑場地巖土勘察的內容與分析評價：以天津某工業廠房巖土勘察為例

任紅芳，陳曉紅

(天津華興勘察設計有限公司，天津300241)

巖土工程勘察是建筑工程設計和建設的重要依據，是一項工程的基礎性工作。科學的巖土勘察不僅能提高建筑設計質量，還可節省工程量，減少投資。

巖土工程勘察的主要目的是為了查明擬建場地的地質情況及為設計、施工提供地質勘察成果、各項巖土工程參數。

巖土工程勘察的內容[1］包括:(1)地質地貌的概況;(2)地基巖土分層及物理力學性質;(3)地下水簡述。

巖土工程勘察的分析評價內容包括定性評價和定量評價[2］。定性評價包括:(1)工程選址及擬建工程場地的穩定性和適宜性進行評價;(2)場地地質條件的穩定性評價;(3)對其它現場遇到的工程地質問題也要進行評價比如溶洞、滑坡等。定量評價是在定性評價的基礎上進行的，主要包括為建設場地各地基土的巖土工程性質評價、基礎持力層的分析評價、天然地基和樁基礎分析與評價等等。因此巖土工程勘察的內容和分析評價工作對一個工程建設尤為重要[3］，一是因為地基土情況變化復雜;二是因為建筑物基礎受力較復雜;三是因為基礎方案選擇正確與否直接影響工程造價;四是地基基礎方案涉及深基礎、淺基礎、復合地基、基礎托換、基坑降水支護，要綜合考慮樁土共同作用、地基基礎與上部結構共同協調等。本文以天津某工業廠房巖土勘察為例，簡單的闡述巖土勘察的內容并對其進行分析評價，最后根據勘察內容和評價結果給出相關建議。

1 勘察場地概況

該擬建工程為3層框架結構。大板精品車間，1層為鋼結構，設有5t橋式吊車;異型加工車間，1層為鋼結構，設有5t橋式吊車;大板車間，1層為鋼結構，設有5t橋式吊車。辦公樓為4層磚混結構。根據《巖土工程勘察規范》(GB50021－2001，2009版)規定，工程重要性等級為二級;場地位于7度抗震設防區，場地復雜等級為二級;場地巖土種類較多，性質變化較大，地基復雜性等級為二級。因此，本工程巖土工程勘察等級劃分為乙級。本次勘察的目的是查明擬建場地的地層結構，巖土層的巖性、深度、埋深及其物理力學性質，查明場地有無滑坡、巖溶、土洞、物理力學性質，查明場地有無滑坡、巖溶、土洞、泥石流及采空不良等地質現象為結構物基礎設計和施工提供巖土工程地質依據。

1.1 勘察設備及方法

本次勘察采用鉆探取樣、土工試驗與原位測試等相結合的綜合勘察方法。

鉆探采用XY－100型的鉆機，采取土樣采用固定活塞薄壁取土器。當土層較軟時，采用壓入法采取;當土層較硬時采用貫入法采取。原位測試采用標準貫入試驗和靜力觸探試驗，靜力觸探設備采用江蘇溧陽JTY－3型全自動數據采集系統;鉆孔定位采用GPS施測定位;室內土工試驗采用南京土壤儀器廠生產的系列土工試驗設備。

1.2 勘察工程量

本場地鉆探總進尺614.05m，共布置鉆孔32個，其中標貫孔11個，觸探孔21個。具體工作量見表1。

表1 勘察完成工作量

2 工程地質和水文地質勘察

2.1 工程地質勘察

根據現場勘察、原位測試及巖石取樣分析結果分析知:在深度32.0m范圍內的地基土屬第四系全新統人工填土層、陸相沉積層、沼澤相沉積層和海相沉積層及上更新統陸相沉積層。根據成因時代的不同，共分7個大層，按物理力學指標及巖土特征可分為13個亞層，主要特征按層序自上而下見表2。

表2 場地內鉆探揭露的地基各巖土層的巖性特征

2.2 水文地質勘察

根據本次鉆探，筆者認為該場地內水文地質條件比較簡單。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隔水頂板，其下的粉土層為承壓水含水層。

經現場取樣進行水質分析根據結果按《巖土工程勘察規范》(GB 50021－2001)有關水質標準評定地下水在干濕交替作用下對混凝土結構具微腐蝕性。

3 不良地質作用與建筑場地地震效應

場地工程地質條件的特殊性，決定了工程地質測繪的重要性。擬建場地地形較平坦、開闊，場內及周邊無活動斷層、滑坡、泥石流、采空區、危巖和崩塌等影響場地穩定性的不良地質。同時各勘探孔未見古河道、暗濱及人工洞穴等對工程不利的埋藏物及深度范圍內無軟土分布。

根據國家標準《建筑抗震設計規范》(GB 50011－2010)，本場地設計地震分組為第二組，抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.15g。另外，在20 m深度內場地覆蓋土層等效應剪切波速值Vsc=170.31 m/s，可判別場地土類型主要屬于中軟土，該建筑場地類別為Ⅲ類，屬于可進行建設的一般場地。經初步判斷，場地內無液化土層分布。

4 巖土工程勘察的分析評價

4.1 場地的穩定性和適宜性

本場地抗震設防烈度為7度，地形較平坦、開闊。根據區域地質資料及本次勘探資料，場地內無液化土分布，無不良地質作用。各勘探孔未發現古河道、暗濱及人工洞穴等對工程不利的埋藏物分布。經綜合分析判定，該場地屬基本穩定場區，適宜本工程建設。

4.2 基礎評價

4.2.1 地基土承載力特征值

根據土工試驗、靜力觸探試驗和標準貫入試驗的統計結果，本場地地基土地基承載力特征值fak見表3。

表3 地基土地基承載力特征值fak

4.2.2 淺基礎評價

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

(2)⑥2層黏土的土質稍低，強度稍差，以高壓縮性土為主。

(3)⑤層粉質黏土的土質尚好，強度尚可。

(4)其它各巖土層土質較好，強度較高。

綜上所述，根據擬建物工程特性及各巖土層物理力學特征，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，建議將基礎置于③1層粉土內，基礎部位的③11層粉質黏土應全部清除。對③1層粉土缺失地段，需采取相應的地基處理措施。

由于③1層粉土為新近沉積土，強度稍低，土質不均勻，易產生不均勻沉降，若天然地基淺基礎不能滿足設計需求，建議采用墊層法進行地基處理。基礎部位的③11層粉質黏土應全部清除。

擬建多層車間及辦公樓，荷載較大，建議采用樁基礎。

4.2.3 樁基礎評價

4.2.3.1 持力層和樁型的選擇

⑧層粉質黏土埋深在 17.8～19.2m(標高－8.15～－9.47m)以下，強度較高，土質較好，天然含水量(W%)平均值為26.5，液性指數(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。可將擬建多層車間及辦公樓的樁端置于埋深20.0m左右，其標高為－10.9m;根據擬建物工程特性及場地工程地質條件、樁基施工對周圍環境的影響以及樁基施工的難易程度等綜合考慮，可采用混凝土預制樁或鉆孔灌注樁。

4.2.3.2 樁基設計參數

根據《建筑樁基技術規范》(JGJ94－2008)、《建筑地基基礎設計規范》(GB50007－2002)和勘察結果，按層位及標高將混凝土預制樁及鉆孔灌注樁極限側阻力標準值qsik、極限端阻力標準值qpk列于表4，單樁豎向極限承載力標準值Quk列于表5。

表4 樁的極限側阻力標準值qsik及極限端阻力標準值qpk

表5 單樁豎向極限承載力標準值Quk

4.2.3.3 樁基對環境的評價

靜壓樁應采用樁端設計標高及壓樁力雙控措施，進行壓樁作業時應按相關規范要求安排壓樁順序，并控制壓樁速率，減小擠土效應，防止對相鄰基樁及相鄰建筑和管道的不利影響。在壓樁過程中，應測量樁身垂直度，當樁身垂直度偏差大于1%時，應及時糾正。

鉆孔灌注樁施工時，應以樁端標高為主控制沉樁，應采用合理、科學的泥漿配比及施工工藝，施工質量對承載力影響較大，施工時應加強質量管理及監理工作。鉆孔灌注樁施工時應做好泥漿的清運及混凝土撒漏的防治工作，以降低施工對環境的污染。

5 結論

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

(2)場地土標準凍結深度為0.6m。

(3)地下水在干濕交替作用下或直接作用下對混凝土結構具微腐蝕性。

(4)該場地屬基本穩定場區，適宜本工程建設。

(5)根據擬建物工程特性及各巖土層物理力學特征，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，建議將基礎置于③1層粉土內。擬建多層車間及辦公樓工程特征及場地地質條件，建議采用樁基礎，建議將樁端置于⑧層粉質黏土，樁端標高為－10.9m。

[1]GB50021－2001巖土工程勘察規范(2009版)[S］

[2]王珊．巖土工程新技術使用全書[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價[J］．建筑科學，2011(5):91－92