建筑工程地基巖土工程勘察分析

摘 要：巖土工程勘察是建筑工程地基設計及施工的重要依據，對工程地基施工建設具有重要的意義。本文結合工程實例，通過介紹建筑場地的地質條件，重點對建筑場地巖土工程進行分析及評價，并總結地基基礎方案和相關巖土參數，以期指導實踐。

關鍵詞：巖土工程勘察；地質條件；地基基礎；巖土參數

隨著我國社會經濟建設的快速發展，城市建筑數量日益增加，不僅對建筑工程施工的技術及工藝要求有所提高，同時對建筑的巖土工程勘察工作也提出了新的要求。巖土工程勘察是建筑工程地基設計的重要前提，能夠正確反映建筑工程的工程地質條件及巖土體形態的影響，為地基基礎、邊坡等工程的設計準則和巖土工程施工提供指導性意見。若工程勘察工作不到位，不良的工程地質問題就會層出不窮，即使建筑上部構造的設計及施工符合要求也難免受到一定的破壞。因此，加強建筑工程地基巖土工程勘察工作就顯得尤為重要了。下面，就結合工程實例，就建筑工程地基巖土工程勘察工作進行分析。

1工程概況

某擬建場地緊鄰城市主干道，西側為規劃的城市生態河。該場地地基巖土工程勘察項目設計包括高層建筑和底層建筑兩部分，高層建筑有6棟，層數為22到32層、高度為73.21～97.52m、地下室2層、深度為-7.65m；低層建筑有8幢，層數位3～6層、高度為9.24～19.77m。

2場地工程地質條件

2.1場地地形地貌

擬建場地地貌上處于斷陷盆地中南部地帶，屬山間盆地平坦地形地貌。擬建場地原為耕地，經回填整平，地勢平坦，各勘探點的地面高程介于1303.10～1304.14m之間。

2.2 地層巖性

勘察場地上覆土層厚大（約250～650m），由上而下大致為第四系耕土、粘性土及第三系湖盆相伴成巖風化泥灰巖、圓礫組成。據區域地質資料，其下伏基巖層為硬質巖類的碳酸鹽巖，厚度大于1000m。地基土在埋深、厚度上變化復雜。根據土層的成因、工程特性及沉積韻律，將鉆探揭露的地基土體分6個大層2個亞層共8層。

2.3 場地水文地質條件

根據含水層的埋藏條件和水理特性，結合場地宏觀地質環境條件及地基土層分布情況綜合分析，場地第①層耕植土、第②層粘土、第③、⑤、⑥層全風化泥灰巖，含水性較差，透水性弱，相對為隔水層，含弱孔隙、裂隙潛水，含（透）水性弱；第④、⑤1、⑤2層圓礫，含孔隙型潛水，稍具承壓性為場地內的主要含水層，含（透）水性強，地下水類型屬孔隙型潛水。由抽水試驗可知，本場地第四系、第三系土層（①層耕植土、②層粘土、第③全風化泥灰巖）的滲透系數為K=1.34～2.02m/d，平均K=1.70m/d，屬弱透水層。

根據場地內水、土樣分析成果，按《巖土工程勘察規范》有關條款綜合評價，判定勘察區地下水對砼有弱腐蝕性，對砼結構中的鋼筋有微腐蝕性；土對砼、砼結構中的鋼筋及鋼結構有微腐蝕性。

2.4 場地土承載力

根據鉆探、原位測試、土工試驗成果，結合勘察經驗綜合分析、計算，將各土層主要物理力學性質指標及地基承載力特征值（）建議于表1。

表1 場地地基土物理力學指標建議值

2.5 場地巖土工程綜合分析與評價

（1）場地穩定性、適宜性評價

擬建場地地貌上處于斷陷盆地的東南部地帶，據已有資料表明：場地及其附近無區域性斷裂和發震斷裂通過，區域上屬穩定場地。擬建場地平坦開闊，地形坡度小于5°，場地所處區域屬膨脹土分布區，除分布有膨脹巖土層外，無滑坡、崩塌、泥石流等地質災害，也未發現有暗埋濱塘、洞穴、巖溶、液化砂土等不良地質現象，屬穩定的建筑場地，適宜建筑。

（2）膨脹巖土分析評價

擬建場地屬膨脹巖土分布區，為進一步查明擬建場地在大氣影響深度范圍內地基土的脹縮變形量和脹縮等級，根據該地區的氣象資料，采用濕度系數ψw=0.6，大氣影響深度取da=5m，擬建場地地基分級變形量為24.73～68.57mm。根據《膨脹土地區建筑技術規范》（GBJ112-87）的規定，擬建場地地形坡度小于5°，屬平坦場地，地基土在大氣影響深度范圍內地基土的脹縮等級Ⅰ-Ⅱ級，以Ⅱ級為主。

（3）地震效應評價

擬建場地根據《建筑抗震設計規范》的抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.10G，所屬的設計地震分組為第三組，特征周期值為0.45s。依據等效剪切波速Vse測定結果：Vse=230～257.6m/s，平均值為254.3m/s，按國家標準《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）第4.1.3判別，場地土的類型屬中硬土，場地第四系覆蓋層厚度不小于5m，擬建場地建筑場地類別為Ⅱ類，擬建場地應屬對建筑抗震處于可進行建設的一般場地。

3 基坑工程

根據土工試驗成果，確定地基土直立邊坡極限高度為3.5m，本工程基坑開挖深度7.65m，側壁土體允許自立高度為3.5m，不能進行垂直開挖，需采取支護措施。場地孔隙性潛水靜止水位在地表下1.0～8.9m，滲透系數為1.70m/d，屬弱透水層。擬建場地在擬開挖基坑地段，當基坑開挖至設計深度，水位降深至9.0m時，預測的基坑涌水量分別為701.67～840.24m3/d，基坑涌水量總體較大，需采取降水井降水及明溝排水措施排水。

4 地基基礎方案論證

根據擬建建（構）筑物工程布局、結構特點、地基土的力學特征及空間分布綜合情況分析，場地第①層耕植土土質結構松散，不能直接作為本次天然地基基礎持力層使用；第②層粘土只適宜選作荷載較小的建筑地基基礎持力層，不適宜作本次建筑地基基礎持力層使用；場地中、下部第③、④、⑤、⑤1、⑤2、⑥層土均可選作深基礎持力層或下臥層使用，第⑥層全風化泥灰巖是高層建筑物良好的地基基礎持力層和下臥層。由于場地鉆探深度范圍內未揭露基巖層，深基礎（樁基礎）各種樁型均屬摩擦型樁，從場地地基土對樁基的適宜性看，場地適宜選擇人工挖孔灌注樁、鉆孔灌注樁、長螺旋鉆孔壓灌樁、混凝土預制樁基礎。現結合場地自然條件、施工條件及地基土的適宜性等，將4種樁型的適宜性分析如下：

（1）人工挖孔灌注樁：具有施工設備較簡單，施工較容易，樁身質量能得到保證，工程造價相對較為經濟等特點，同時基礎施工對周圍環境影響較小，但也存在施工過程孔壁易坍塌等問題，可采取砼護壁的支護工藝措施防治。擬建場地地下水埋藏淺，對低層建筑物第④層圓礫層以上土層適宜性較好；但對穿越④、⑤1、⑤2圓礫層時，樁孔開挖會因抽水而產生流砂、管涌，導致孔壁易坍塌發生，成孔施工較困難。因此，該施工工藝對低層建筑地段第④層圓礫層以上土層適宜性好，但對高層建筑地段，由于存在④、⑤1、⑤2圓礫層，適宜性差。

（2）鉆孔灌注樁：樁徑、樁長不受限制，較易穿越④、⑤1、⑤2圓礫層，同時，可通過增大樁徑與增加樁長提高單樁承載力，該樁型在整個場地均適宜，總體適宜性較好。缺點是：對環境有污染，工程造價高。

（3）長螺旋鉆孔壓灌樁：具有施工效率高、成樁速度快、低噪音、無振動、穩定性好、對地層條件適應性強的特點。由于混凝土是從鉆桿中心壓入孔中，因此，混凝土對樁孔周圍土有滲透、擠密作用，可有效提高樁周土的側摩阻力，使樁基具有較強的承載力。該種樁型也同時具有施工技術性強，樁基質量受施工因素影響較大及大量排土問題，但只要施工措施得當，可得到有效控制。

（4）混凝土預制樁：對地層條件適宜性相對較強，施工效率較高，對環境無污染，缺點是施工設備龐大，施工成本高，該樁型在穿越厚大砂礫土層時，存在沉樁困難及砂土擠密效應。因擬建場地局部地段，中、下部分布有第④、⑤1、⑤2圓礫地層，可采用長螺旋鉆機引孔成樁的方法進行施工。

綜上所述，本工程低層建筑，基礎型式建議優先采用干作業人工挖孔灌注樁；高層建筑基礎型式可在泥漿護壁鉆孔灌注、長螺旋鉆孔壓灌樁和混凝土預制樁之間選擇采用，建議優先采用長螺旋鉆孔壓灌樁，其次可選擇采用混凝土預制樁基礎，考慮混凝土預制樁在穿越第④、⑤1、⑤2層圓礫時，存在困難，如果采用混凝土預制樁基礎，建議用長螺旋鉆機引孔，確保成樁質量。其地基處理及樁基參數建議見表2。

表2 地基處理及樁基參數建議表

5 結語

巖土工程勘察是建筑工程的重要組成部分，也是工程地基基礎設計及施工的重要依據。因此，建設企業應重視巖土工程勘察工作，對巖土的工程地質特征做出準確的分析及判斷，并且還要結合工程實際情況選取合理的設計及施工方案，保證巖土工程勘察工作的質量，以此預防巖土災害對建筑工程的破壞。

參考文獻：

[1] 陳杰.高層建筑基礎巖土工程勘察要點分析[J].中國新技術新產品.2012.20

[2] 李國生.淺談巖土工程勘察及分析評價[J].城市建設理論研究.2011.11