某地區住宅樓的地基工程地質條件分析評價

王柱

摘要： 通過采用工程勘察手段對擬建住宅樓的工程場地地層巖性、地形地貌、地質結構與構造、地下水狀況等進行研究，通過試驗得到各種物理力學指標及承載力，用以評價建筑場地的穩定性、地基承載力和均勻評價、地基方案的選擇和處理措施等，為施工設計提供合理建議。通過進行地基基礎方案的分析與評價，提出經濟合理的地基基礎方案。

Abstract： By means of the engineering investigation， the lithology， topography， geological structure and tectonics， groundwater condition of proposed residential building are studied. Through the test， various physical mechanics indexes and the bearing capacity are got to evaluate the stability of the construction site， the bearing capacity of foundation and the uniform scheme selection and treatment measures， so as to provide reasonable suggestions for design and construction. Through the analysis and evaluation of foundation scheme， the economic and reasonable foundation scheme is put forward.

關鍵詞： 工程地質勘查；地基；工程地質條件；巖土工程評價

Key words： engineering geological investigation；foundation；engineering geological conditions；geotechnical engineering evaluation

中圖分類號：TU472 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）21-0086-03

0 引言

近年來，隨著國民經濟的高速發展，中國城鎮化的速度增快，城區建設越來越快，并且對高層建設的需求迫切與建設的地質環境越來越復雜。因此，這對工程地質勘查的理論和技術方法的要求也越來越高。

本文借鑒了馬雄光[1]與聶維中[2]對住宅樓的工程地質條件分析與基礎設計應用的分析，對本場地工程地質條件進行分析。通常高層建筑應用樁基礎，尋求合適的樁基礎的設計形式和設計方法，使得建筑結構中的樁基礎設計達到最佳的效果[3]。另外張嶸等[4]闡述了針對建筑物樁基礎的設計，通過借鑒他人成果為施工設計提供合理建議，通過進行地基基礎方案的分析與評價，提出經濟合理的地基基礎方案。

1 工程概況

本勘察場地位于河北省邯鄲涉縣龍山大街西側、鐵路北側，擬建建筑整場地地形基本平坦，地貌屬華北沖洪積扇后緣的南端的低山丘陵地帶。

本文采用鉆探、現場原位測試及室內土工試驗等綜合方法進行勘察，依據現行規范及規程開展工作；投入DPP-100型鉆機2臺，采用回轉鉆進工藝，鉆探過程按照《建筑工程地質鉆探技術標準》（JGJ/87-2012）及相關文件要求嚴格控制回次進尺，黃土層確保鉆探回次進尺不大于1m，采用敞口薄壁取樣器快速靜壓法采取上部原狀土試樣，采用雙管單動取土器采取深部原狀土試樣。

本次勘察原位測試采用標準貫入試驗和波速測試試驗，各試驗嚴格按有關規范及規程操作進行。

2 場地條件分析

按地基土的土質特征、成因類型與從建筑工程評價的要求等方面把此次勘查的場地的地基土劃分成4個巖土單元，敘述為如下巖土單元：填土（Q■■）黃褐色～紅褐色，稍密，稍濕，主要成分由少量碎石與粉土、粉質粘土組成，局部土體含有碎磚塊、煤渣，局部表層為耕土或水泥面。黃土狀粉質粘土（Q■■）黃褐色，可塑～硬塑，稍有光澤，韌性中等及干強度，夾粉土，粘性弱，偶含碎石。粉質粘土（Q■■）總體褐紅色，夾有褐黃色、棕紅色，可塑～硬塑，有些許光澤，韌性中等及干強度，夾有粉土，含少量鈣質結核，直徑10-30mm，偶含灰巖塊石，間夾多層碎石薄層。粉質粘土（Q■■）褐紅色 ～棕紅色，可塑～硬塑，有些許光澤，干強度與韌性中等，粘性強夾粘土，偶含鈣質結核。粉質粘土（Q■■）褐紅色～棕紅色，可塑～硬塑，有些許光澤，干強度及韌性中等，夾大量粘土團塊，含有少量膠結粘土塊及鈣質結核，局部夾有灰巖碎石薄層。

根據原位測試、物理力學指標、結合地區經驗綜合確定本次勘察各地層承載力特征值及壓縮（變形）模量如表1。

本次勘察期間在鉆孔控制深度范圍均未見地下水，不需要考慮地下水層對擬建建筑物的相關影響。

建筑場地附近沒有污染源，依據以往的地區經驗等，該場地的場地土具有輕微腐蝕性。

場地地震效應根據場地土層分析得知本工程的場地土沒有飽和砂土與粉土，所以可以不用考慮地基土的液化對建筑物的影響，擬建場地屬對抗震一般地段。

3 工作方法技術地基方案

3.1 天然地基

按《建筑地基基礎設計規范》第5.2.4條計算：

fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）（1）

式中：fak：地基承載力特征值（kPa）；

ηb、ηd：基礎寬度和埋深的地基承載力修正系數ηb=0.3、ηd=1.6；

γ：基礎底面以下土的重度（或浮重度）（kN/m3）γ=19.2 kN/m3、19.5 kN/m3；

γm：基底以上土的加權平均重度（或浮重度）（kN/m3），γm=19.0 kN/m3；

b：基礎底面寬度，取b =6.0m（筏基）； d：基礎埋置深度（m）。

按綜合地層計算第（3）粉質粘土與第（2）層黃土狀粉質粘土修正后的地基承載力特征值（fa）分別為263.6 kPa、253.6 kPa，其承載力特征值大于裙樓（4F）基底壓力100 kPa，小于住宅樓（17F）基底壓力350 kPa，綜合分析考慮后認為：天然地基強度滿足裙樓（4F）上部荷載要求，由于地基具不均勻性，建議基底做一定厚度的灰土墊層，并做好防水工作；天然地基不能滿足住宅樓上部荷載要求，住宅樓地基需要進行地基處理措施。

3.2 復合地基

按《建筑地基處理技術規范》JGJ79-2002 第9.2.5、9.2.6條估算復合地基承載力，按復合地基承載力標準值計算：

fspk=m■+β（1-m）fsk（2）

fspk——復合地基承載力標準值，kPa；

m——面積置換率，m2；

R——單樁豎向承載力標準值，kN；

β——樁間天然地基土承載力折減系數；

Ap——樁的平均截面積，m2；

fsk——樁間天然地基土承載力標準值，kPa。

處理后復合地基承載力特征值滿足擬建建筑物荷載要求。

各層土設計參數見表2。

由于地基土間夾多層碎石薄層且偶含灰巖塊石，當采用長螺旋成孔時需進行試樁驗證其可行性，如果不易成孔，可采用旋挖成孔工藝。

3.3 沉降計算

依據《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2011的有關規定，1#、2#住宅樓應估算沉降量，各擬建建筑物的角點及中心點沉降估算如表3。

3.4 鉆（沖）孔灌注樁

通過以上考慮與分析，本次設計采用的樁孔灌注樁的樁徑d取800mm，可選擇第4層粉質粘土作為樁端持力層，樁端進入持力層的大小應該大于2d，有效樁長取20.00m，按綜合地層考慮，估算單樁豎向承載力特征值。

承載力標準值約3000kN；建議進行試成樁，由載荷試驗確定單樁承載力及準確的施工參數；各層土設計參數見表4。

根據《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2011的有關規定，辦公主樓應估算沉降量，各擬建建筑物的角點及中心點沉降估算如表5。

根據《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2011第5.3.4條，建筑物總的地基變形量滿足規范要求；整體傾斜值滿足規范要求。

3.5 基坑支護

擬建建筑物基坑開挖深度4.00m，基坑工程安全等級為三級，用三軸剪切試驗（UU）指標計算，基坑土層允許自立高度不能滿足開挖要求，場地四周具備放坡開挖條件，可放坡開挖，放坡可按1：1；也可進行放坡加錨桿支護的基坑支護方式，支護所需參數見表6。

4 結論和建議

①擬建建筑物為不均勻地基，沒有發現不良地質作用，可以進行此工程建設。建筑場地土為中軟土類型，場地類別為Ⅲ類，場地土不具液化，可不考慮其影響，屬于對建筑抗震一般地段。特征周期值0.55S。

②本次勘察深度范圍內均未見地下水，可不考慮其對你建建筑物的影響。本場地土具有微腐蝕性。

③擬建建筑物基礎埋深4.00m，天然地基強度滿足裙樓（4F）上部荷載要求，對于1#、2#住宅樓建議采用CFG復合地基或孔（沖）鉆孔灌注樁，建筑物基坑開挖深度4.00m，根據場地條件，結合周邊環境，可按1：1放坡開挖，可進行放坡加錨桿支護的基坑支護方式。

參考文獻：

[1]馬雄光.某高層住宅區的地基巖土工程地質條件分析[J]. 西部探礦工程，2012，24（7）.

[2]聶維中，陳璟.工程地質分析在某高層住宅樓基礎設計的應用[J].河北建筑工程學院學報，2007，25（3）.

[3]朱興旺，張旺鋒.建筑結構中樁基礎設計分析[J].建筑安全，2016，31（1）：19-21.

[4]張嶸，郁緯才.淺談樁基礎設計[J].建筑結構，2010（s1）.