石家莊某住宅工程地質特征及基礎選型探討

陳 躍

(華北有色工程勘察院有限公司，河北 石家莊 050021)

石家莊某住宅工程地質特征及基礎選型探討

陳 躍

(華北有色工程勘察院有限公司，河北 石家莊 050021)

介紹了石家莊某工程的地基土構成、豎向分布及地基土的均勻性、濕陷性及場地類型等工程地質特性，通過對擬建工程場地的工程地質資料分析，對所選的基礎類型方案進行了討論，對類似工程地質條件的建筑場地具有一定的借鑒意義。

工程地質特性，適宜性，基礎選型，地基土

0 引言

工程地質勘察是工程建設的首要階段，其勘察成果是基礎設計的主要依據之一。張成會[1]對不同成因的地基土進行了研究，并對不同地基土如何選取基礎方案進行了討論；李萬成[2]對臨汾市地基土的工程地質特性及地基處理進行了研究；同時謝晨[3]、李兄蓮[4]、朱焱[5]分別對我國張掖、西寧、蔚縣等地區的工程地質條件及基礎選型問題進行了研究。工程地質勘察為地基處理及基礎選型提供可靠的依據，在確保建筑物安全的同時，使建設單位盡量降低投入，因此，必須對工程場地的工程地質特征和基礎選型進行必要的討論。

本文以石家莊欒城區某工程場地為例，通過鉆孔資料、室內試驗等手段，對工程場地的工程地質特征進行調查，并對基礎選型問題進行了討論，其主要內容為：1)查明工程場地地基土及分布；2)查明地基土物理力學特征、地下水類型及腐蝕性；3)討論工程場地的基礎選型。

1 區域地質概況

工程場地位于石家莊東南面的欒城區，區內地形較為平坦，地貌屬于太行山的山前沖洪積平原地貌。該區在區域上處于華北地塊西緣的華北凹陷之西部邊緣的冀中臺陷和臨清臺陷，屬于山西地臺和勃海凹陷之間的接觸地帶。

工程場區屬于溫帶半濕潤大陸性季風氣候區，年平均氣溫12.9 ℃，極端最高氣溫42.7 ℃，極端最低氣溫-26.5 ℃，年均降水量474 mm。土壤凍結期為12月下旬～翌年2月中旬，最大凍土深度為60.0 cm，積雪最大厚度為10.3 cm。

2 地基土構成及巖性分類

根據場地地層時代、成因類型、巖性特征及物理力學性質等，將地基土劃分為7個工程地質層，各層土的分布規律及巖性特征如下：

①雜填土：雜色，稍濕，松散，以建筑垃圾，煤渣，粉質黏土為主；層厚0.30 m～1.80 m，層底埋深0.30 m～1.80 m。

②黃土狀粉質黏土：黃褐色，可塑～硬塑，夾薄層粉土，含少量姜石，分布連續；層厚0.40 m～2.80 m，層底埋深1.70 m～3.80 m。

③黃土狀粉土：褐黃色，稍濕，中密，局部含黏土團塊及粉砂，分布連續；層厚0.90 m～5.00 m，層底埋深3.50 m～6.80 m。

④粉質黏土：褐黃色，硬塑，無搖振反應，干強度中等，韌性中等，含有少量姜石，分布連續，局部分布薄層粉細砂，層厚1.40 m～4.50 m，層底埋深6.20 m～9.20 m。

⑤粉土：褐黃色，稍濕，密實，無光澤反應，搖振反應中等，干強度低，韌性低，具鐵錳質浸染，含少量姜石，分布連續；層厚1.70 m～5.70 m，層底埋深9.90 m～14.20 m。

⑥粉質黏土：褐黃色，可塑～硬塑，稍有光澤，無搖振反應，干強度中等，韌性中等，含有大量姜石，分布不連續，層厚2.60 m～5.50 m，層底埋深14.10 m～17.20 m。

⑦中砂：灰黃色，稍濕，中密，主要成分為石英、長石，分布不連續。

3 地基土的物理力學性質

地基土的物理力學性質見表1和表2。天然含水量與天然孔隙比呈很好的線性相關關系。

表1 地基土層的物理性質

表2 地基土層的力學性質

4 場地適宜性評價

4.1 場地土類型

工程場地雜填土，fak<130 kPa，為軟弱土，剪切波速Vs=100 m/s；黃土狀粉質黏土，為軟弱土，剪切波速Vs=130 m/s；黃土狀粉土，fak<200 kPa，為中軟土，剪切波速Vs=130 m/s；粉質黏土，fak<200 kPa，為中軟土，剪切波速Vs=170 m/s；粉土fak<200 kPa，為中軟土，剪切波速Vs=240 m/s；粉質黏土，fak=180 kPa，為中軟土，剪切波速Vs=250 m/s；粉土，fak<200 kPa，為中軟土，剪切波速Vs=250 m/s。根據計算，該場地20 m以上土層的等效剪切波速為：Vse=211.6 m/s。根據石家莊市地區經驗,本場地覆蓋層厚度大于50.00 m，判定該建筑場地類別為Ⅲ類建筑場地。

4.2 地震烈度及地基液化

本場地抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.10g，設計地震分組為第二組，特征周期值為0.55 s。場地埋深20.0 m內未見地下水，不存在飽和粉土和砂土，為非液化場地。

4.3 地基土均勻性

各土層分布均勻，層面坡度均小于10%，經過分析數項工程地質勘察報告的地質剖面圖和各土層的物理力學指標可知，區域內地基土物理力學性質相近，從上向下基本為中壓縮性土層，可視為均勻地基土。

4.4 濕陷性評價

為了評價場地的濕陷性，開挖2個探井，選取試樣12件對其濕陷系數、濕陷起始壓力機自重濕陷系數進行試驗計算，其結果見表3。對上述所取的12個試樣進行選擇，選取2個代表工程場地的試樣進行計算濕陷量及自重濕陷量，其計算結果見表4。

根據實驗結果表明此場地自重濕陷系數均小于0.015，此場地土具有非自重濕陷性。經計算選擇代表性的試樣的濕陷量分別為29.25 mm和31.20 mm。由GB 50025—2004濕陷性黃土地區建筑規范[6]中可知濕陷性黃土地基的濕陷等級判定該場地為Ⅰ級非自重濕陷性黃土場地。地基土濕陷量小于50 mm，可按一般地區的規定設計。

5 地基與基礎選型

對同一建筑、同一場地選擇不同的地基基礎方案，其效果和所需費用差異較大，地基基礎方案選擇需考慮以下幾個方面的因素：

1)搜集已知準確的工程地質、水文地質勘察資料；

2)根據上部結構類型、荷載大小及設計要求，結合場地地形地貌特點、地層結構、巖土體條件、地下水類型及特征和相鄰建筑環境等因素，初步選定集中可供選擇的地基基礎方案；

3)對于初步選擇的地基基礎方案，從材料來源、機具條件、施工進度、環境影響等方面進行認真的技術與經濟對比。

表3 工程場地濕陷試驗數據表

表4 場地濕陷量計算表

5.1 天然地基

基礎形式可采用柱下獨立基礎，基礎埋深約為-2.50 m。地基持力層為黃土狀粉質黏土及黃土狀粉土。黃土狀粉質黏土承載力特征值為120 kPa，黃土狀粉土承載力特征值為130 kPa，地基土分布均勻，可采用天然地基。

5.2 復合地基

當天然地基不滿足建筑物設計要求時，可采用長螺旋鉆孔泵壓混凝土樁復合地基進行地基處理。根據DB 13(J)T 123—2011長螺旋鉆孔泵壓混凝土樁復合地基技術規程[7]，結合土的物理力學性質指標和原位測試數據，選擇第⑤層粉土或第⑥層粉質黏土為持力層，各土層極限側阻力標準值qsik、極限端阻力標準值qpk見表5。

表5 各土層極限側阻力標準值qsik、極限端阻力標準值qpk kPa

6 結語

1)工程場地不存在飽和粉土和砂土，為非液化場地，同時覆蓋層厚度大于50.00 m，判定該建筑場地類別為Ⅲ類建筑場地。

2)工程場地地基均勻，為非自重濕陷性場地，判定該場地為Ⅰ級非自重濕陷性黃土場地。

3)工程場地可選擇天然地基或復合地基作為基礎選擇方案。

[1] 張成會，王建珍.如何依據工程地質勘察選擇地基方案[J].巖土工程界,2001,4(11):45-46.

[2] 李萬成.臨汾市堯都區工程地質條件與地基處理[J].山西建筑,2001,27(4):62-63.

[3] 謝 晨，石敬佩.張掖市城區地基土工程地質特征[J].甘肅冶金,2003,25(3):54-58.

[4] 李兄蓮.西寧城區工程地質特性及地基處理方法的探討[J].西部探礦工程,2010(9):17-21.

[5] 朱 焱，郝文霞，蘇向花.蔚縣某住宅區工程地質條件及地基方案選型[J].河北建筑工程學院學報,2013,31(2):11-23.

[6] GB 50025—2004，濕陷性黃土地區建筑規范[S].

[7] DB13(J)/T 123—2011，長螺旋鉆孔泵壓混凝土樁復合地基技術規程[S].

Engineering geological features and foundationtype selection of a construction in Shijiazhuang city

Chen Yue

(NorthChinaNonferrousEngineeringInvestigationInstituteCo.,Ltd,Shijiazhuang050021,China)

The paper abstractly introduces the composition, distribution, flatness, collapsibility and site type of foundation soil. Then, we analyses the engineering geological data in engineering site and put forward the reasonable foundation type, also has some reference value to the similar engineering geological conditions of the construction site.

engineering geological features, suitability, foundation type selection, foundation soil

2015-02-05

陳 躍(1983- )，男，工程師

1009-6825(2015)11-0078-03

TU470

A