建筑工程巖土工程勘察方法分析

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摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在工程建設(shè)中對巖土體地質(zhì)的勘察越來越受到重視。本文以霍邱縣長集鎮(zhèn)蓄洪區(qū)移民安置點(diǎn)為例，對該工程地層、水文地質(zhì)條件、場地環(huán)境及工程地質(zhì)條件、巖土工程進(jìn)行全方位的分析。

關(guān)鍵詞：建筑工程；巖土工程；勘察方法；長集鎮(zhèn)

1.項(xiàng)目概況

霍邱縣長集鎮(zhèn)蓄洪區(qū)遷建鎮(zhèn)區(qū)移民安置點(diǎn)位于六安市霍邱縣長集鎮(zhèn)。我院受建設(shè)單位委托，對擬建場地進(jìn)行巖土工程勘察工作。擬建場區(qū)位于六安市霍邱縣長集鎮(zhèn)。本次巖土工程勘察工作屬詳細(xì)勘察階段。勘察目的為通過綜合勘察手段，取得各類巖土工程參數(shù)，為項(xiàng)目設(shè)計(jì)中地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及防震抗震設(shè)計(jì)提供地質(zhì)依據(jù)，具體任務(wù)如下：（1）劃分場地地貌單元、地基巖土層的時(shí)代及成因；查明場地范圍內(nèi)地基土的類別、厚度、埋深、狀態(tài)及各層土的分布規(guī)律及巖土工程特性。（2）提供各土層主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及地基土的承載力特征值。（3）查明場地有無不良地質(zhì)作用，評價(jià)其危害程度，并提出整治方案的建議；分析和評價(jià)場地的穩(wěn)定性和適宜性、地基的均勻性。（4）根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)特征，對可能采取的基礎(chǔ)持力層基礎(chǔ)型式、基礎(chǔ)埋深及地基與基礎(chǔ)工程施工等提出建議；如需采用樁基礎(chǔ)，提供樁的類型及樁端持力層，提供樁基相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)，評價(jià)樁的施工條件及對環(huán)境的影響。（5）評價(jià)場地和地基的地震效應(yīng)，劃分場地土類型及建筑場地類別。

2.勘察方法和工作量

2.1勘察方法

根據(jù)勘察要求，采用了多種方法：鉆探并取原狀土試樣、原位測試、土工試驗(yàn)等，并進(jìn)行綜合研究。主要投入設(shè)備有：HXY-1型工程鉆機(jī)4臺（套），土工試驗(yàn)采用專業(yè)儀器、設(shè)備。報(bào)告編制采用北京理正軟件股份有限公司理正勘察軟件。

2.2勘察工作量

本次勘察依據(jù)規(guī)劃平面圖，結(jié)合場區(qū)條件施工。共布置勘探孔321孔，最大孔深15.00m，總進(jìn)尺4415.00m。具體完成實(shí)物工作量見表1。

3.場地環(huán)境及工程地質(zhì)條件

3.1地形、地貌

采用2000國家大地坐標(biāo)系，1985國家高程基準(zhǔn)，高程為GPSRTK測量儀測量所得。擬建場地為農(nóng)田地，地形稍有起伏，東、西兩側(cè)地勢稍高，中間為洼地。該場地內(nèi)分布有一處水塘，塘內(nèi)有3#、7#、33#、34#、37#孔，塘深0.90m~1.30m，水深0.50m~0.60m，淤泥厚0.40m~0.80m。孔口標(biāo)高40.93m~47.59m，高差為6.66m，高程引測點(diǎn)為測量單位控制點(diǎn)。地貌類型屬淠河二級階地。

3.2地層

依據(jù)鉆探、原位測試和室內(nèi)土工試驗(yàn)資料，將場地內(nèi)埋深15.00m以內(nèi)地基土巖性自上而下共劃分為3個(gè)工程地質(zhì)層。（1）耕植土（Q4ml）：灰褐色，松散，以黏性土為主，含植物根系；層底埋深0.50m~1.60m，層底標(biāo)高40.03m~46.89m，層厚0.50m~1.60m。（2）粉質(zhì)粘土（Q3al）：褐黃~棕黃色，可塑，局部硬塑；干強(qiáng)度及韌性中等，稍有光澤，搖振無反應(yīng)，含鐵、錳質(zhì)結(jié)核及鈣質(zhì)結(jié)核，層底埋深1.10m~5.70m，層底標(biāo)高37.66m~43.65m，層厚0.40m~4.70m。（3）粘土（Q3al）：褐黃色，硬塑，干強(qiáng)度及韌性中等，稍有光澤，搖振無反應(yīng)，含鐵、錳質(zhì)結(jié)核及鈣質(zhì)結(jié)核；該層未揭穿，揭露最大厚度14.10m。

4.水文地質(zhì)條件及評價(jià)

4.1地下水分布特征

場區(qū)地下水類型主要為上層滯水，勘察中所見地下水主要為①層耕植土賦存的上層滯水，①層耕植土初見水位埋深0.40m~1.30m，穩(wěn)定水位埋深0.60m~1.50m，穩(wěn)定水位高程40.47m~45.88m。②層粉質(zhì)粘土、③層粘土含水總體較微弱，可視為相對隔水層。地下水位動(dòng)態(tài)變化主要受大氣降水等因素影響，水量較小，勘察期間測得鉆孔水位埋深0.60m~1.50m，據(jù)調(diào)查地下水年變幅0.5m~1.0m。

4.2地下水腐蝕性評價(jià)

對六安市水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)資料綜合分析，判定本場地地下水及地下水位以上、以下的土對混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具微腐蝕。水、土對建筑材料腐蝕的防護(hù)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GBT50046-2018）的規(guī)定。

5.巖土工程分析與評價(jià)

5.1地基土承載力特征值與評價(jià)

通過采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、土工試驗(yàn)等多種方法，并結(jié)合野外鑒別和本地區(qū)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，地基承載力特征值（fak）壓縮模量（Es0.1～0.2）標(biāo)準(zhǔn)值（表2）。

5.2地基土的膨脹性

場地內(nèi)第③粘土層自由膨脹率δef為40.0％~45.0％，具弱膨脹潛勢。治理措施：（1）當(dāng)以基礎(chǔ)埋深為主要防治措施時(shí)，基礎(chǔ)埋深不應(yīng)小于大氣影響急劇層深度（1.50m）；（2）當(dāng)以寬散水為主要防治措施時(shí)，散水寬度不應(yīng)小于2.0m，坡度宜為3%~5%；（3）散水砼厚度≥0.12m，且需做好縱橫防水縫；（4）基礎(chǔ)兩側(cè)回填土宜采用非脹縮土或灰土。

5.3場地地震效應(yīng)及穩(wěn)定性

依據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015），霍邱縣長集鎮(zhèn)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，特征周期為0.35s。根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB50223-2008），該工程抗震設(shè)防類別為丙類。按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）土層的等效剪切波速用vse表示。各土層vse按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）取值，計(jì)算結(jié)果vse為226.0m/s。依據(jù)周邊資料，場地覆蓋層厚度大于50.0m，建筑場地類別為Ⅱ類。5.4場地穩(wěn)定性及適宜性擬建場地內(nèi)無對工程不利的地下埋藏物，無活動(dòng)斷裂通過，地震活動(dòng)水平屬偏低，場地內(nèi)不存在滑坡、危巖、巖溶塌陷，無可液化土層，地基穩(wěn)定，屬建筑抗震一般地段，適宜本工程建設(shè)。

6.基礎(chǔ)施工

6.1基坑開挖與支護(hù)

擬建基坑開挖深度預(yù)計(jì)為2.0m~4.5m，基坑工程安全等級建議為二級。擬建物以③層粘土為持力層時(shí)[1]，基坑深度2.0m~4.5m，基坑側(cè)壁安全等級三級。基坑開挖深度內(nèi)土層有①、②、③層。①層土結(jié)構(gòu)松散，開挖時(shí)極易造成坑壁坍塌；②、③層土開挖后的邊坡旱季常出現(xiàn)剝落、雨季則出現(xiàn)表面滑塌，基坑（槽）壁也易發(fā)生坍塌（表3）。建議基坑圍護(hù)與降水方案應(yīng)委托有資質(zhì)的公司進(jìn)行設(shè)計(jì)并進(jìn)行專門的論證。由于基坑開挖深約為2.0m~4.5m，應(yīng)考慮采用合理的支護(hù)及降（排）水方案，基坑開挖的廢土應(yīng)及時(shí)運(yùn)離施工現(xiàn)場；建筑材料不宜堆放在基坑的周圍，避免因就近堆放建筑材料及廢土等原因造成坡頂堆載過大，引起邊坡的失穩(wěn)，形成安全隱患。當(dāng)采用機(jī)械開挖土方時(shí)，為保持坑底土體的原狀結(jié)構(gòu)，應(yīng)在坑底預(yù)留150mm~200mm厚土層由人工進(jìn)行挖掘修整。

6.2基坑降排水及地基基礎(chǔ)選型

基坑開挖期間，主要有影響的為上層滯水和地表水入滲補(bǔ)給，勘察期間測得混合地下水位埋深為0.50m~1.50m，基礎(chǔ)施工中應(yīng)加強(qiáng)降排水工作。根據(jù)場地工程地質(zhì)條件及擬建物特征，擬建物可采用天然地基，基礎(chǔ)類型可采用獨(dú)立基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ)，以第③粘土層作為基礎(chǔ)持力層。6.3地基變形預(yù)測及建議（1）擬建住宅樓，地基變形特征主要為不均勻沉降或沉降過大，故應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行變形設(shè)計(jì)驗(yàn)算[2]。（2）本項(xiàng)目住宅樓建議采用天然地基，基礎(chǔ)類型可采用獨(dú)立基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ)。天然地基基礎(chǔ)一般沉降較小，但設(shè)計(jì)仍要注意建筑平面變化及地層變化處的不均勻沉降計(jì)算和控制。擬建場地距周邊居民較遠(yuǎn)，因此在基礎(chǔ)施工過程中對周邊環(huán)境影響較小。

7.結(jié)論與建議

7.1結(jié)論

（1）擬建場地穩(wěn)定，地基均勻，適宜本工程建設(shè)；（2）第①耕植土層不宜作為基礎(chǔ)持力層；（3）第③粘土層是住宅樓及附屬物基礎(chǔ)良好持力層及下臥層，②層粉質(zhì)粘土局部缺失且工程性質(zhì)一般；（4）擬建場地內(nèi)無對工程不利的地下埋藏物，無活動(dòng)斷裂通過，地震活動(dòng)水平屬偏低，場地內(nèi)不存在滑坡、危巖、巖溶塌陷，無軟弱土層及可液化土層，地基穩(wěn)定，屬建筑抗震一般地段；（5）場地類別為Ⅱ類；（6）霍邱縣長集鎮(zhèn)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，特征周期為0.35s；（7）地下水和土對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具微腐蝕性。

7.2建議

（1）建議采用退臺或放坡式開挖方式進(jìn)行基坑施工，基坑開挖后立即對地下水進(jìn)行集水明排，為防止地表水流入基坑內(nèi)，應(yīng)在基坑外圍設(shè)置截水溝，雨季施工時(shí)，宜設(shè)置導(dǎo)水系統(tǒng)[3]；（2）地基開挖后盡量避免地基土受水浸、暴曬、冰凍等環(huán)境因素的不利影響而降低強(qiáng)度；（3）第③粘土層具弱膨脹潛勢，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加基礎(chǔ)的剛度，以確保基礎(chǔ)的穩(wěn)定性及協(xié)調(diào)能力；（4）該場地內(nèi)分布有一處水塘，塘內(nèi)有3#、7#、33#、34#、37#孔，塘深0.90m~1.30m，水深0.50m~0.60m，淤泥厚0.40m~0.80m。建議在基礎(chǔ)施工中應(yīng)將塘內(nèi)水排干清淤后，再進(jìn)行開挖或采用優(yōu)質(zhì)土回填壓密夯實(shí)。

參考文獻(xiàn)：

［1］張龍飛,董斌,史雙雙,韓曉飛.朔州市區(qū)土層剪切波速與埋深的統(tǒng)計(jì)關(guān)系[J].華北地震科學(xué),2018,36(02):28-37.

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［3］包永興.工程地質(zhì)勘察分析中主要影響因素的判別[J].四川水利,1998,19(3):49-52.

作者：姜曉周 單位：安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊(duì)