北京平原全新世地區地基基礎設計與施工

摘要：本文介紹了位于北京平原全新世地區的某建校工程的工程概況，并對該工程的土層進行了分析，給出了水文地質條件和地基處理措施，實踐證明，效果良好。

關鍵詞：平原全新世地區；土層分析；水文地質；地基處理

京郊平原全新世地區，主要指永定河泛濫平原和潮白河沖積平原，兩個河系沖積平原，從巖性上均是沙土類土，從構造上均是分層布局，形成年代均在約距今2000一8000年。在永定河泛濫平原上有石景山、豐臺、大興；在潮白河沖積平原上有懷柔、順義、通縣（區），其間密布廣大農村。

1 .工程概況

化工部設計院，承接了北京順義高等醫專新建校工程設計，該校座落在順義城東南潮白河畔。根據土建設計提出的勘察技術要求和有關規范，對工程地質做了較有力度的勘察。僅在260m×150m范圍內做了25 孔，計250m掘進尺，取出近百個土樣，測得了物理力學性質分析結果：第一層為耕土，第二層為填土，第三層為亞粘土，第四層為輕亞粘土，第五層為粗砂（埋深為3一4.5m）。

2 .土層分析

2 .1各主要土層的基本情況

（1）耕土：黃褐色，含大量植物根、磚塊、煤渣，松散，濕，厚度0.4一0.6m，在場地內均有分布。

（2）填土：黃褐色一雜色一黑色。23號孔、22號孔揭露是以亞粘土為主的素填土，夾有紅色、青色磚塊、石塊。21 號孔揭露的填土含有腐植質具有臭味的爛泥，夾有發霉的麥草、青磚塊、朽木等。厚0.9～2.3m，可塑一軟塑，濕一飽和。該處原與大東莊池塘相連，近十幾年才填平。標貫擊數，N63.5：1。

（3）亞鉆土：黃褐色一棕黃色。含氧化鐵和鈣質結核，夾腐植質團塊和輕亞粘土薄層。可塑一軟塑，濕一很濕。厚度0.5～1.1m，底板埋深1.5m左右。分布不穩定，呈條帶出現在場地西北部、中部和東南部。e=0.812，a1-2=0.057，屬高壓縮性土。

（4）輕亞粘土：褐黃色，土質較均勻，含氧化鐵、云母碎片、鈣質結核，結核粒徑1.5cm左右，夾細砂薄層。可塑一軟塑，很濕一飽和，厚度0.6～3.5m。該層由東南向西北逐漸變厚，場內均有分布，西北部較深，底板埋深3～4m，東南部淺，埋深僅1m左右，主要物理力學性質一般值：e=0.65，a1-2=0.018，屬中等壓縮性土。

（5）粉砂：褐黃色、灰白色。含云母、石英，粒徑均勻。局部地段含有少量氧化鐵，夾輕亞粘土薄層。22號孔處為淤泥質細砂，并含黑色腐植質具臭味，飽和，中密。由北向南由粉砂漸變為細砂。厚度1～4m，平均2.5m，場內均有分布，北部、西部較厚，向東南逐漸變薄，埋深由西部、北部3 m左右向東南變為1m，是場內一個含水層。在鉆探中出現塌孔、涌砂、冒水。標貫擊數，15-37。e=0.649，a1-2=0.007，Dr=0.84。

（6）輕亞粘土：青灰色，土質較均勻，含云母蹤局部含腐植質。可塑一軟塑，飽和。厚度1～4m，平均3m。分布穩定，遍及場地。該層在南部、中部較厚，北部較薄。底部有一層粉砂層，該砂層厚0.5～1m。9號孔、6號孔處最厚，向東逐漸變薄于1號、7號孔處尖滅，向西于10號孔處變薄尖滅。西南部相鄰2號孔，北部相鄰11號孔均未出現，呈透鏡體存在。N63.5：10～24，主要物理力學性質：e=0.783，a1-2=0.019，屬中等壓縮性土。

（7）亞粘土：青灰色，土質較均勻，致密，含氧化鐵，局部含少量腐植質黑色斑點，可塑一軟塑，飽和。該層埋深6m左右。本次鉆探孔深15 m未揭穿，屬中等壓縮性土。

該層在南部、東南部7m深左右分別夾一層輕亞粘土層和一粉砂層。因兩夾層較厚分別敘述如下：

①輕亞粘土：該夾層在1號孔附近埋深6.5m，厚1.4m。延伸到7號孔以北尖滅，僅分布在南部及東南部。標貫擊數：11-12。主要物理力學性質：e=0.691，a1-2=0.016，屬中等壓縮性土。

②粉砂層：該砂層僅分布在東南部1號孔到8號孔閘，在2號孔以西尖滅，相鄰6號孔、9號孔內未見到，可見此砂層向場地東南部延伸。埋深7.4m，厚1.2m，在鉆探中出現塌孔、涌砂、冒水現象，標貫擊數：15。

3.地基處理措施

（1）耕土、素填土結構較松散，第（3）黃褐色亞粘土層分布不均，均不宜作建筑物天然基礎。

（2）第（4）層褐色輕亞粘土，分布穩定，厚度適宜，可作為建筑物的天然地基，〔R〕=0.18MPa。

（3）第（5）粉砂層，位于地下水位以下，飽和中密，[ R ] =0.14 MPa。

經野外采用標準貫入試驗鑒定，該粉砂層實際標貫擊數N63.5= 9～37。通過“規范”中砂土液化評價公式計算，砂土液化臨界標貫擊數：7.98～11.72。N63.5>Nl，該層砂土無液化可能。

（4）第（6）輕亞粘土層、第（7）亞粘土層允許承載力[R]按如下值采用：

第（6）輕亞粘土層[R]=0.16 MPa

第（7）亞粘土層：① 亞粘土：[R] =0.16 MPa

② 粉砂：[R] =0.14 MPa

③ 輕亞粘土：[R] =0.18 Mpa

（5）場地東北部21號孔附近，為擬建鍋爐房基礎，該處是新近填土，原為溝塘邊緣，填土厚2.3m，均系軟塑到流塑，含大量有機質的淤泥，標貫擊數：L9，為此建議鍋爐房位置向南移。

（6）教學樓東側基礎處，巖性不均，東北角8 號孔處為亞粘土直接覆蓋在飽和砂層上，東南角第④輕亞粘土層厚0.7m，為防止建筑物產生不均勻沉陷，建議對地基做適當處理，換填同一性質的土。

（7）場地周圍及在場地內，不宜挖掘低于第（5）粉砂層覆蓋厚度的溝壕，以免砂層外露，破壞砂層的結構。

（8）擬建場地地下水對混凝土不具浸蝕性。

（9）場地所在地區地震基本烈度為8度。

（10）場地所在地區凍結深度為0.85m。

（11）建筑場地位于潮白河附近，為沖積成因的土層，巖性變化較大，建議基礎開挖后應進行開槽驗證。

4 .實際應用

從調查咨詢了解到，本地區地基基礎設計出于保險，習慣于深挖換土，即挖土至粉砂層，換置天然級配砂石，個別工程換土深度有4.5m的記錄。在初設階段，設計者對地基和基礎設計做了宏觀的技術經濟分析，認為采用淺基是經濟的，特別是本地區地下水位高，淺基為施工提供很大方便。在進行施工圖設計時，為了解決硬基軟土受力傳遞的突變性，在剛性基礎與輕亞粘土之間做一步200mm厚的灰土墊層；為了解決輕亞粘土層薄厚不均可能帶來的副作用：對于過薄的輕亞粘土層采用同類土夯填，對此部分條形基礎做加寬和加強筋；對基礎墻外側溝槽用灰土夯填；墻外做成加寬型散水，采用一次澆筑加厚混凝土；與外墻接縫處用油豪麻辮塞填牢固，對與外墻相距小于3m的檢查井做成混凝土結構；上水水管道穿墻均做成加長套管；建議建筑學專業布置局部高層時，要特別注意地基強弱的分布特點。對于影響地基使用的特殊情況做了特殊處理。如教育樓外4m有一條農用混凝土水管，為防止漏水對地基塑性的影響，在管道與建筑物間做一條φ300混凝土孔管，及時將滲出水疏干，在建筑物施工后，又做了地基沉降對比試驗。對于采取特殊的部位進行使用觀察，經使用13 年來均未發生質量問題。經過實踐驗證的地基設計方法，又在順義城西部公路三段辦公樓和鐵十六局醫院大樓等工程中推廣使用，均取得了理想的效果。