浅谈建筑场地岩土勘察的内容与分析评价：以天津某工业厂房岩土勘察为例

2012-07-24任红芳陈晓红

四川建筑 2012年3期

关键词：黏土岩土土层

任红芳，陈晓红

(天津华兴勘察设计有限公司，天津300241)

岩土工程勘察是建筑工程设计和建设的重要依据，是一项工程的基础性工作。科学的岩土勘察不仅能提高建筑设计质量，还可节省工程量，减少投资。

岩土工程勘察的主要目的是为了查明拟建场地的地质情况及为设计、施工提供地质勘察成果、各项岩土工程参数。

岩土工程勘察的内容[1］包括:(1)地质地貌的概况;(2)地基岩土分层及物理力学性质;(3)地下水简述。

岩土工程勘察的分析评价内容包括定性评价和定量评价[2］。定性评价包括:(1)工程选址及拟建工程场地的稳定性和适宜性进行评价;(2)场地地质条件的稳定性评价;(3)对其它现场遇到的工程地质问题也要进行评价比如溶洞、滑坡等。定量评价是在定性评价的基础上进行的，主要包括为建设场地各地基土的岩土工程性质评价、基础持力层的分析评价、天然地基和桩基础分析与评价等等。因此岩土工程勘察的内容和分析评价工作对一个工程建设尤为重要[3］，一是因为地基土情况变化复杂;二是因为建筑物基础受力较复杂;三是因为基础方案选择正确与否直接影响工程造价;四是地基基础方案涉及深基础、浅基础、复合地基、基础托换、基坑降水支护，要综合考虑桩土共同作用、地基基础与上部结构共同协调等。本文以天津某工业厂房岩土勘察为例，简单的阐述岩土勘察的内容并对其进行分析评价，最后根据勘察内容和评价结果给出相关建议。

1 勘察场地概况

该拟建工程为3层框架结构。大板精品车间，1层为钢结构，设有5t桥式吊车;异型加工车间，1层为钢结构，设有5t桥式吊车;大板车间，1层为钢结构，设有5t桥式吊车。办公楼为4层砖混结构。根据《岩土工程勘察规范》(GB50021－2001，2009版)规定，工程重要性等级为二级;场地位于7度抗震设防区，场地复杂等级为二级;场地岩土种类较多，性质变化较大，地基复杂性等级为二级。因此，本工程岩土工程勘察等级划分为乙级。本次勘察的目的是查明拟建场地的地层结构，岩土层的岩性、深度、埋深及其物理力学性质，查明场地有无滑坡、岩溶、土洞、物理力学性质，查明场地有无滑坡、岩溶、土洞、泥石流及采空不良等地质现象为结构物基础设计和施工提供岩土工程地质依据。

1.1 勘察设备及方法

本次勘察采用钻探取样、土工试验与原位测试等相结合的综合勘察方法。

钻探采用XY－100型的钻机，采取土样采用固定活塞薄壁取土器。当土层较软时，采用压入法采取;当土层较硬时采用贯入法采取。原位测试采用标准贯入试验和静力触探试验，静力触探设备采用江苏溧阳JTY－3型全自动数据采集系统;钻孔定位采用GPS施测定位;室内土工试验采用南京土壤仪器厂生产的系列土工试验设备。

1.2 勘察工程量

本场地钻探总进尺614.05m，共布置钻孔32个，其中标贯孔11个，触探孔21个。具体工作量见表1。

表1 勘察完成工作量

2 工程地质和水文地质勘察

2.1 工程地质勘察

根据现场勘察、原位测试及岩石取样分析结果分析知:在深度32.0m范围内的地基土属第四系全新统人工填土层、陆相沉积层、沼泽相沉积层和海相沉积层及上更新统陆相沉积层。根据成因时代的不同，共分7个大层，按物理力学指标及岩土特征可分为13个亚层，主要特征按层序自上而下见表2。

表2 场地内钻探揭露的地基各岩土层的岩性特征

2.2 水文地质勘察

根据本次钻探，笔者认为该场地内水文地质条件比较简单。分布有两种类型地下水:第一层地下水为孔隙潜水，埋深较浅，含水层为Q24m第Ⅰ海相层及其以上的黏性土、粉土层;第二层地下水以Q14h沼泽相黏性土为相对隔水顶板，其下的粉土层为承压水含水层。

经现场取样进行水质分析根据结果按《岩土工程勘察规范》(GB 50021－2001)有关水质标准评定地下水在干湿交替作用下对混凝土结构具微腐蚀性。

3 不良地质作用与建筑场地地震效应

场地工程地质条件的特殊性，决定了工程地质测绘的重要性。拟建场地地形较平坦、开阔，场内及周边无活动断层、滑坡、泥石流、采空区、危岩和崩塌等影响场地稳定性的不良地质。同时各勘探孔未见古河道、暗滨及人工洞穴等对工程不利的埋藏物及深度范围内无软土分布。

根据国家标准《建筑抗震设计规范》(GB 50011－2010)，本场地设计地震分组为第二组，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g。另外，在20 m深度内场地覆盖土层等效应剪切波速值Vsc=170.31 m/s，可判别场地土类型主要属于中软土，该建筑场地类别为Ⅲ类，属于可进行建设的一般场地。经初步判断，场地内无液化土层分布。

4 岩土工程勘察的分析评价

4.1 场地的稳定性和适宜性

本场地抗震设防烈度为7度，地形较平坦、开阔。根据区域地质资料及本次勘探资料，场地内无液化土分布，无不良地质作用。各勘探孔未发现古河道、暗滨及人工洞穴等对工程不利的埋藏物分布。经综合分析判定，该场地属基本稳定场区，适宜本工程建设。

4.2 基础评价

4.2.1 地基土承载力特征值

根据土工试验、静力触探试验和标准贯入试验的统计结果，本场地地基土地基承载力特征值fak见表3。

表3 地基土地基承载力特征值fak

4.2.2 浅基础评价

(1)③1层粉土为新近沉积层，强度稍低，土质不均匀;③11层粉质黏土、③2层黏土为新近沉积层，强度较低，土质不均匀，以高压缩性土为主;③3层黏土为新近沉积层，强度稍低，土质不均匀，以高压缩性土为主。

(2)⑥2层黏土的土质稍低，强度稍差，以高压缩性土为主。

(3)⑤层粉质黏土的土质尚好，强度尚可。

(4)其它各岩土层土质较好，强度较高。

综上所述，根据拟建物工程特性及各岩土层物理力学特征，拟建的大板精品车间、异形加工车间、大板车间可采用浅基础，建议将基础置于③1层粉土内，基础部位的③11层粉质黏土应全部清除。对③1层粉土缺失地段，需采取相应的地基处理措施。

由于③1层粉土为新近沉积土，强度稍低，土质不均匀，易产生不均匀沉降，若天然地基浅基础不能满足设计需求，建议采用垫层法进行地基处理。基础部位的③11层粉质黏土应全部清除。

拟建多层车间及办公楼，荷载较大，建议采用桩基础。

4.2.3 桩基础评价

4.2.3.1 持力层和桩型的选择

⑧层粉质黏土埋深在 17.8～19.2m(标高－8.15～－9.47m)以下，强度较高，土质较好，天然含水量(W%)平均值为26.5，液性指数(IL)平均值为0.51，天然孔隙比(e)平均值为0.748，压缩模量(Es1－2)平均值为5.21MPa。可将拟建多层车间及办公楼的桩端置于埋深20.0m左右，其标高为－10.9m;根据拟建物工程特性及场地工程地质条件、桩基施工对周围环境的影响以及桩基施工的难易程度等综合考虑，可采用混凝土预制桩或钻孔灌注桩。

4.2.3.2 桩基设计参数

根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94－2008)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2002)和勘察结果，按层位及标高将混凝土预制桩及钻孔灌注桩极限侧阻力标准值qsik、极限端阻力标准值qpk列于表4，单桩竖向极限承载力标准值Quk列于表5。