大厚度濕陷性黃土地區(qū)某廠房建設(shè)項(xiàng)目巖土工程勘察與評(píng)價(jià)

韓　笑，俞　莉，郭銳劍，王東華

（1.蘭州理工大學(xué)土木工程學(xué)院，甘肅蘭州730050；2.蘭州理工大學(xué)建筑勘察設(shè)計(jì)院，甘肅蘭州730050；3.湖南工程學(xué)院，湖南湘潭411104）

大厚度濕陷性黃土地區(qū)某廠房建設(shè)項(xiàng)目巖土工程勘察與評(píng)價(jià)

韓笑1，俞莉2，郭銳劍3，王東華1

（1.蘭州理工大學(xué)土木工程學(xué)院，甘肅蘭州730050；2.蘭州理工大學(xué)建筑勘察設(shè)計(jì)院，甘肅蘭州730050；3.湖南工程學(xué)院，湖南湘潭411104）

大厚度濕陷性黃土的地基處理方法是巖土工程勘察的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，在研究地基處理方法時(shí)不能僅考慮黃土濕陷性，更應(yīng)從經(jīng)濟(jì)、合理、可行三個(gè)角度進(jìn)行充分論證。本文通過(guò)對(duì)大厚度濕陷性黃土地區(qū)某廠房建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行勘察，對(duì)場(chǎng)區(qū)地基的工程地質(zhì)條件和地基承載力進(jìn)行了分析，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)針對(duì)場(chǎng)區(qū)濕陷性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，從三個(gè)角度分析論證提出了地基處理方法和基礎(chǔ)形式的建議，為其他大厚度濕陷性黃土地區(qū)勘察工作、地基處理方法提供了重要的經(jīng)驗(yàn)依據(jù)和理論參考。

勘察；濕陷性黃土；地基處理與形式建議

我國(guó)黃土約占世界黃土分布總面積的4.9%，主要集中分布在甘肅的中東部、寧夏的南部、陜西的西北部和中部、山西和河南的西部，連續(xù)分布面積高達(dá)4.4×105km2，厚度主要在10～400m之間，根據(jù)調(diào)查顯示蘭州市西津村的黃土為全世界最厚的黃土，厚度達(dá)到409.93m［1，2］。近年來(lái)隨著我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)，越來(lái)越多的工程建設(shè)需要在濕陷性黃土地區(qū)開(kāi)展，巖土勘察工作探明濕陷性深度、判別濕陷等級(jí)、正確提出地基處理方案不僅是重中之重，更是主要突破難點(diǎn)。

1　工程概況

擬建建（構(gòu)）筑物為1F機(jī)械加工廠房，結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)。根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》［3］對(duì)此工程進(jìn)行勘察。本次勘察，野外工作歷時(shí)7d，投入技術(shù)人員兩名，技術(shù)工人十二名，現(xiàn)場(chǎng)投入工程地質(zhì)鉆機(jī)六臺(tái)，共計(jì)完成勘探點(diǎn)37個(gè)，其中鉆孔24個(gè)，探井13個(gè)，總進(jìn)尺390.4m，鉆孔終孔深度為31.3～49.6m，探井終孔深度29.8～30.3m。現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試（標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、重型N63.5動(dòng)力觸探試驗(yàn)），進(jìn)行標(biāo)貫104次，重型N63.5動(dòng)力觸探試驗(yàn)進(jìn)尺0.9m。共采取原狀土樣295件，擾動(dòng)卵石試樣6件，土壤易溶鹽樣5件。

2　場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

2．1地層結(jié)構(gòu)

根據(jù)本次勘探揭露，地層自上而下為：①層，第四系上更新統(tǒng)粉土（Q32eol），層厚26.0-27.5m；②層，第四系上更新統(tǒng)粉土（Q31al+pl），層厚15.7-18.7m；③層，第四系上更新統(tǒng)卵石（Q31al+pl），本次勘探未揭穿，根據(jù)地區(qū)地質(zhì)資料，該層厚度30m左右。

2．2地形地貌

工程場(chǎng)地位于黃河Ⅳ級(jí)階地之上，所處地貌單元屬黃河南岸Ⅳ級(jí)階地區(qū)。場(chǎng)地南高北低，整體地形比較平坦。

2．3地質(zhì)構(gòu)造

擬建區(qū)位于蘭州斷陷盆地中部，根據(jù)已有資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，擬建場(chǎng)地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大的斷裂構(gòu)造，位于斷陷盆地之外，故整個(gè)場(chǎng)地結(jié)構(gòu)特征簡(jiǎn)單且穩(wěn)定。

2．4水文地質(zhì)條件

經(jīng)勘探查明，擬建場(chǎng)地在勘探深度范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)地下水。可不考慮地下水對(duì)擬建（構(gòu)）建筑物的影響。

3　勘察技術(shù)方法

為準(zhǔn)確測(cè)定有關(guān)巖土參數(shù)及相關(guān)勘察評(píng)價(jià)指標(biāo)，以針對(duì)性、實(shí)用性為原則，常采用的勘察技術(shù)方法有：工程地質(zhì)測(cè)繪、勘探、取樣、原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)等多種手段［4］。

4　室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

根據(jù)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》［5］，對(duì)本次勘察取得①層粉土的原狀土樣進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)試，其主要物理力學(xué)性質(zhì)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

5　巖土工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

表1　①層粉土（Q

5.1場(chǎng)地地震效應(yīng)評(píng)價(jià)

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》［6］，蘭州市（第三組）抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20g。反應(yīng)譜特征周期0.45s，設(shè)計(jì)地震分組為第三組，該場(chǎng)地按可進(jìn)行工程建設(shè)的一般地段考慮。本場(chǎng)地地基中不存在液化土層。區(qū)域地質(zhì)資料及場(chǎng)地周圍調(diào)查表明，工程場(chǎng)地?zé)o活動(dòng)斷裂通過(guò)。

5.2地基土濕陷性評(píng)價(jià)

根據(jù)探井中取得原狀土樣進(jìn)行室內(nèi)黃土濕陷性實(shí)驗(yàn)，并參照《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》［7］，通過(guò)計(jì)算自重濕陷量和濕陷量，利用濕陷性土地基的濕陷等級(jí)（見(jiàn)表2），對(duì)場(chǎng)地地基土進(jìn)行濕陷性評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)場(chǎng)地濕陷量匯總表（見(jiàn)表3）。

表2　　濕陷性黃土地基的濕陷等級(jí)

濕陷性黃土場(chǎng)地自重濕陷量計(jì)算值和濕陷量的計(jì)算值△S分別按式（1）、式（2）來(lái)進(jìn)行計(jì)算：

式中：δzsi——第i層土的自重濕陷系數(shù)；

hi——第i層土的厚度（mm）；

β0——修正系數(shù)；

δsi——第i層土的濕陷系數(shù)；

β——修正系數(shù)。

根據(jù)表2，表3可以看出，場(chǎng)地應(yīng)按自重濕陷性場(chǎng)地考慮，濕陷等級(jí)按Ⅳ級(jí)考慮，說(shuō)明濕陷性很嚴(yán)重。

5.3場(chǎng)地穩(wěn)定性與適宜性評(píng)價(jià)

根據(jù)查詢地質(zhì)資料及現(xiàn)場(chǎng)勘察，擬建場(chǎng)地位于蘭州斷陷盆地中部，根據(jù)已有資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，評(píng)估區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造，亦未發(fā)現(xiàn)地裂縫、地面塌陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象；勘察場(chǎng)地范圍內(nèi)未見(jiàn)打的地下障礙物及生產(chǎn)設(shè)施，無(wú)其他不良地質(zhì)問(wèn)題；場(chǎng)地屬于可進(jìn)行建設(shè)的一般場(chǎng)地，適宜建筑物修建。

6　基礎(chǔ)形式與地基處理

根據(jù)擬建場(chǎng)地地質(zhì)條件、擬建建筑物特點(diǎn)和區(qū)域建筑經(jīng)驗(yàn)，①層粉土、③層卵石均可做為擬建建筑物的基礎(chǔ)持力層。廠房可采用淺基礎(chǔ)（條形基礎(chǔ)或獨(dú)立基礎(chǔ)），為減小地基不均勻沉降對(duì)建筑物造成危害，建議采用灰土擠密樁法或墊層法對(duì)①層粉土進(jìn)行地基處理，地基處理應(yīng)滿足現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的要求，處理深度應(yīng)根據(jù)上部荷重計(jì)算和規(guī)范要求確定。廠房亦可采用樁基礎(chǔ)（鉆孔灌注樁或人工挖孔樁），根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》［8］其樁端進(jìn)入③層卵石層深度不宜小于1倍樁徑，且不應(yīng)小于1m。從經(jīng)濟(jì)、合理、可行三個(gè)角度考慮，結(jié)合1F廠房結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)并且無(wú)地下室，建議采用淺基礎(chǔ)，用灰土擠密樁進(jìn)行地基處理。

表3　場(chǎng)地濕陷量匯總表

7　結(jié)論

根據(jù) 《巖土工程勘察規(guī)范》、《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》等，對(duì)擬建項(xiàng)目場(chǎng)地進(jìn)行了巖土工程勘察，針對(duì)大厚度濕陷性黃土進(jìn)行了場(chǎng)地自重濕陷量和濕陷量計(jì)算，并進(jìn)行了黃土濕陷性評(píng)價(jià)，最后對(duì)基礎(chǔ)形式和地基處理方式提供了建議。可以看出對(duì)于濕陷性很嚴(yán)重的場(chǎng)地，必須要進(jìn)行地基處理，如果不能滿足剩余濕陷量的要求，那么可以采取大長(zhǎng)度樁基。在濕陷性黃土場(chǎng)地上進(jìn)行建設(shè)時(shí)，其地基處理不當(dāng)，極易受到自重或自重與外荷載共同作用下受水浸濕而產(chǎn)生附加下沉，從而引起建筑物的不均勻沉降，因此查明黃土地層時(shí)代、成因、厚度、濕陷性；濕陷性類型及濕陷等級(jí)，并以此提出合理的地基處理方法，是避免造成事故的主要因素［9］。現(xiàn)場(chǎng)取樣和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)對(duì)于濕陷量計(jì)算、分析具有非常重要的依據(jù)，只有對(duì)巖土工程參數(shù)進(jìn)行細(xì)致的分析評(píng)價(jià)，才能給后續(xù)設(shè)計(jì)工作提供技術(shù)支撐；本文希望能為其他大厚度黃土濕陷性地區(qū)的勘察工作提供技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

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