关于岩土工程勘察与地基设计问题的探析

2014-07-07赖政勇

地球 2014年7期

赖政勇

[摘要]近几年来，我国在岩土工程勘察与地基设计上取得了一些优异的成绩，但是有一些相关的理论还在处于初步阶段，本文作者结合信德·尚筑（一期），分析了岩土工程勘察与地基设计中一些比较容易出现的问题，并且提出相关的问题以及解决的措施，以供同行借鉴。

[关键词]岩土工程勘察地基设计工程施工

[中图分类号]F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-7-248-2

1引言

在岩土工程建设的项目当中，岩土工程的勘察和地基设计工程的不断发展，但是理论的方面目前不能成为一个完整的体系，大部分都是基于施工的经验，进而可以加强勘察以及设计的施工。所以，提高勘察设计及施工的水平，最终提交给客户一个经济、安全的工程产品是每一位工程师一定要努力工作的方向。在岩土工程勘察和地基设计的实际工程当中，都会遇到各种各样的问题，而且对这些问题，往往都没有一个合适的答案予以解决，下面是本人在多年从事岩土勘察与地基设计，积累的一些经验总结，并结合信德·尚筑（一期）中遇到的一些问题进行探析。

2目的和任务

拟建的信德·尚筑（一期）位于韶关市西联镇韶关大道东南侧，拟建建筑物共九栋，楼高均为三十一层，拟建场地内设计地下室一层，地下室开挖深度暂定五米；拟建物重要性等级为二级，建筑物总占地面积约6658.06m2。

本次勘察主要目的及任务为：查明地层结构、岩性与分布特征；提供各地层承载力特征值及有关物理力学指标；查明场地地下水性质；分析场地稳定性；为基础设计提供所需的地质资料。

3岩土工程地质特征

经勘探，按地层成因类型和岩土层性质，场区内地层自上而下分为：第四系人工填土层（Qml）、第四系坡残积层（Q dl+el）、第四系残积层（Q el）、石炭系基岩（C），具体简单描述如下：

（1）第四系人工填土层（Qml）：

素填土（层序号1）：浅黄色、灰黄色，稍湿，松散状，主要成份为粘粒、粉粒，含少量植物根系。层厚0.50～3.70m，平均2.50m。顶面标高58.08～63.90m。

（2）第四系坡残积层（Qdl+el）：

粘土（层序号2-1）：浅黄色、褐黄色，湿，可塑状，局部硬塑状，主要成份为粘粒、粉粒。层厚4.20～13.30m，平均9.10m，顶面标高54.74～66.74m。

（3）第四系残积层（Qel）：

粘土（层序号2-2）：灰黄色，很湿，软塑状，主要成份为粘粒、粉粒。层厚0.70～11.50m，平均3.93m，顶面标高46.01～56.74m。

（4）石炭系基岩（C）

中风化灰岩（层序号为3-1）：浅灰色、灰色，隐晶质结构，薄层状构造，裂隙较发育，岩芯破碎，呈碎块状，主要成份为方解石、少量泥炭质物。

灰岩中的溶洞及充填物：场地内共有44个钻孔有揭露，44个钻孔中揭露溶洞数量共63个，见洞钻孔率为69%，洞高0.10～7.50m，平均2.19m。首见溶洞顶面标高37.12～54.49m，洞内充填软塑状粘土，顶板厚度0.10～4.65m，平均0.89m，溶洞顶板薄，且溶洞规模大，基础设计时应予考虑。厚度0.30～10.40m，平均4.52m；顶面标高37.62～55.39m。

微风化灰岩（层序号3-2）：浅灰色、灰色，隐晶质结构，中厚层状构造，裂隙稍发育，岩芯完整，呈短柱状，局部块状，主要成份为方解石、少量泥炭质物，RQD大于80。揭露厚度2.50～7.83m，平均4.47m；顶面标高32.01～53.64m。

4水文地质条件

根据地层分布、岩芯观察及钻孔简易水文地质观测，场区内地下水主要赋存于基岩裂隙中，第四系坡残积层内含上层滞水，场地地下水主要为基岩裂隙水，赋水层透水性能较强，主要接受大气降水的垂直补给，场地地下水水量及水位变幅主要受天气季节的影响而波动；施工期间，测得场区稳定水位标高在52.51～61.05m之间。场地环境属Ⅱ类。根据该场地孔取水样2件进行腐蚀性分析，结果对照GB50021-2001《岩土工程勘察规范》第十二章第2条腐蚀性评价的规定，场地地下水对砼结构有微腐蚀性，对钢筋砼结构中的钢筋有微腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。

5岩土工程评价

素填土层（层序号1）强度差，物理力学性质差，不宜作建筑物持力层；粘土层（层序号2-1）强度一般，物理力学性质一般，不宜作高层建筑物持力层；粘土层（层序号2-2）强度差，物理力学性质差，不宜作建筑物持力层；中风化灰岩（层序号3-1）强度较高，物理力学性质较好，桩尖以下5米范围内无溶洞时可作建筑物桩基础持力层；微风化灰岩（层序号3-2）强度高，物理力学性质好，可作建筑物桩基础持力层。

6基坑工程分析评价

6.1基坑工程分析与评价

拟建场地内设计地下室1层，地下室开挖深度暂定5米，地下室周边西侧22m外为现有市政道路，南侧13m外为十二号路，其余周边空旷，暂无建筑物，根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质、水文地质等条件，综合划分该基坑工程安全等级为二级。

6.2地下室防水、抗浮评价

拟建场地内设计地下室1层，开挖深度暂定为5米，地下室底板将位于地下水位以下，因此，地下室设计与施工应考虑地下水的浮托作用，考虑到我国南方降雨特点，常伴有较长时间强降雨，使地下水位标高升至接近地坪面标高，故一般采用周边道路较低标高值为抗浮设计水位。结合甲方提供的场地地形图周边道路标高，建议计算设计地下抗浮水位标高取63.00m。地下室抗浮方法可采用设置抗浮锚杆或结合工程桩设计采用抗拔桩等抗浮措施，抗浮锚杆或抗拔桩的抗拔承载力应通过现场抗拔静荷载试验确定。

6.3基坑工程评价

（1）地下室基坑周边环境，地下室周边西侧22m外为现有市政道路，南侧13m外为十二号路，其余周边空旷，暂无建筑物。

（2）基坑支护，场地按设计标高整平后，如考虑地下室底板厚度和地基承台因素，基坑实际开挖深度约5m。基坑开挖后坑壁四周土层主要为素填土，该层抗剪强度低，稳定坡角小，自稳能力差；粘土，该层抗剪强度一般，自稳能力一般，当土体受到扰动后，土体结构易被破坏，强度降低，易产生坍塌等现象，从而导致地面沉降及邻近建筑物的损坏。因此，基坑开挖深度大，坑壁土层暴露面积较大，为防止坑壁坍塌，建议进行砼预制排桩锚杆相结合的方式进行支护处理，坡顶和坡脚应设排水措施，坡面上可根据具体情况设置泄水孔。

7建议及注意事项

7.1建议

（1）建议采用桩基础，桩型选用冲孔灌注桩，并以微风化灰岩作持力层，选用该桩型施工工期较长，成本较高，但具有安全、单桩承载力高的特点，因此基础的质量容易保证。且该桩型属于排土桩类型、噪音小、振动较大，鉴于场地周边西侧22m外为现有市政道路，南侧13m外为十二号路，其余周边空旷，暂无建筑物，因此基础施工对环境不会有太大的影响，但建议施工时应作好有效安全防护措施，比如设置防震沟等有效措施进行防震。

（2）建议采用桩基础，桩型选用预制桩，并以中风化灰岩作持力层，选用该方案具有快捷、经济的优点，但由于灰岩地区岩面具有起伏较大、倾向不一等不良地质特征，易引起桩身倾斜、断桩等不良情况。另外，该层存在较多隐蔽性的溶洞，场地内共有44个钻孔有揭露，44个钻孔中揭露溶洞数量共63个，见洞钻孔率为69%，洞高0.10～7.50m，平均2.19m。洞内充填软塑状粘土，因此，基础的质量将存在极大的隐患，选用该方案应予慎重考虑，或选用冲孔灌注桩，以微风化灰岩作持力层。

7.2注意事项

（1）采用冲孔灌注桩基础时，可能出现孔壁坍塌、桩位弱等岩土工程问题，建议应采取有效措施（泥浆护壁或钢护筒）防止塌孔，桩基完工后应按有关规定进行检测。另外，冲孔灌注桩施工前应对设计桩位进行超前钻探工作，以确保基础置于稳定及足够厚度的岩层中，同时还应注意环境保护，在泥浆、余泥外运时出场前应保持车身干净。

（2）在基坑施工时应做好止水、排水、基坑支护工作，基坑开挖到达设计标高后应加强验槽工作，对基坑开挖过程中应对支护结构及周边建筑进行变形监测，以确保安全。

（3）地下室设计应考虑地下水的防水和浮托作用，采取设置抗拔锚杆或结合工程桩设计采用抗拔桩等抗浮措施。地下室防水、抗浮设计水位建议按标高63.00m考虑。

（4）场地内未作专门抽水试验，基础施工时需谨慎对待。

（5）对主体结构应设置沉降观测系统，按期观测至建筑物沉降稳定。

（6）由于场地岩土层复杂，在施工中存在进一步发现不良地质现象的可能性，应及时进行施工勘察。

（7）建议进行专项基坑支护岩土工程勘察，详细查明基坑支护设计所需的岩土参数。

（8）基础施工过程中，应加强试桩，并指导桩基础施工，若施工过程中发现异常较大时，应及时与勘察、设计单位联系协商。

8结束语

总之，在工程的施工建设当中，不管是岩土工程勘察，还是地基设计部分的实施操作都应该按照相关实施标准，进行规范的操作，同时加强对于施工人员的专业水平培养，注意对实施中常见问题的避免，这样可以确保施工实施的顺利，保证施工质量。

参考文献

[1]李云. 岩土工程勘察中常见的问题分析及对策[J]. 建筑知识，2011（3）：1～4.

[2]黄静萍，应文亮. 如何解决岩土工程勘察中存在的问题[J]. 民营科技，2011（1）：1～6.