石家庄某住宅工程地质特征及基础选型探讨

陈 跃

(华北有色工程勘察院有限公司，河北 石家庄 050021)

石家庄某住宅工程地质特征及基础选型探讨

陈 跃

(华北有色工程勘察院有限公司，河北 石家庄 050021)

介绍了石家庄某工程的地基土构成、竖向分布及地基土的均匀性、湿陷性及场地类型等工程地质特性，通过对拟建工程场地的工程地质资料分析，对所选的基础类型方案进行了讨论，对类似工程地质条件的建筑场地具有一定的借鉴意义。

工程地质特性，适宜性，基础选型，地基土

0 引言

工程地质勘察是工程建设的首要阶段，其勘察成果是基础设计的主要依据之一。张成会[1]对不同成因的地基土进行了研究，并对不同地基土如何选取基础方案进行了讨论；李万成[2]对临汾市地基土的工程地质特性及地基处理进行了研究；同时谢晨[3]、李兄莲[4]、朱焱[5]分别对我国张掖、西宁、蔚县等地区的工程地质条件及基础选型问题进行了研究。工程地质勘察为地基处理及基础选型提供可靠的依据，在确保建筑物安全的同时，使建设单位尽量降低投入，因此，必须对工程场地的工程地质特征和基础选型进行必要的讨论。

本文以石家庄栾城区某工程场地为例，通过钻孔资料、室内试验等手段，对工程场地的工程地质特征进行调查，并对基础选型问题进行了讨论，其主要内容为：1)查明工程场地地基土及分布；2)查明地基土物理力学特征、地下水类型及腐蚀性；3)讨论工程场地的基础选型。

1 区域地质概况

工程场地位于石家庄东南面的栾城区，区内地形较为平坦，地貌属于太行山的山前冲洪积平原地貌。该区在区域上处于华北地块西缘的华北凹陷之西部边缘的冀中台陷和临清台陷，属于山西地台和勃海凹陷之间的接触地带。

工程场区属于温带半湿润大陆性季风气候区，年平均气温12.9 ℃，极端最高气温42.7 ℃，极端最低气温-26.5 ℃，年均降水量474 mm。土壤冻结期为12月下旬～翌年2月中旬，最大冻土深度为60.0 cm，积雪最大厚度为10.3 cm。

2 地基土构成及岩性分类

根据场地地层时代、成因类型、岩性特征及物理力学性质等，将地基土划分为7个工程地质层，各层土的分布规律及岩性特征如下：

①杂填土：杂色，稍湿，松散，以建筑垃圾，煤渣，粉质黏土为主；层厚0.30 m～1.80 m，层底埋深0.30 m～1.80 m。

②黄土状粉质黏土：黄褐色，可塑～硬塑，夹薄层粉土，含少量姜石，分布连续；层厚0.40 m～2.80 m，层底埋深1.70 m～3.80 m。

③黄土状粉土：褐黄色，稍湿，中密，局部含黏土团块及粉砂，分布连续；层厚0.90 m～5.00 m，层底埋深3.50 m～6.80 m。

④粉质黏土：褐黄色，硬塑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，含有少量姜石，分布连续，局部分布薄层粉细砂，层厚1.40 m～4.50 m，层底埋深6.20 m～9.20 m。

⑤粉土：褐黄色，稍湿，密实，无光泽反应，摇振反应中等，干强度低，韧性低，具铁锰质浸染，含少量姜石，分布连续；层厚1.70 m～5.70 m，层底埋深9.90 m～14.20 m。

⑥粉质黏土：褐黄色，可塑～硬塑，稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，含有大量姜石，分布不连续，层厚2.60 m～5.50 m，层底埋深14.10 m～17.20 m。

⑦中砂：灰黄色，稍湿，中密，主要成分为石英、长石，分布不连续。

3 地基土的物理力学性质

地基土的物理力学性质见表1和表2。天然含水量与天然孔隙比呈很好的线性相关关系。

表1 地基土层的物理性质

表2 地基土层的力学性质

4 场地适宜性评价

4.1 场地土类型

工程场地杂填土，fak<130 kPa，为软弱土，剪切波速Vs=100 m/s；黄土状粉质黏土，为软弱土，剪切波速Vs=130 m/s；黄土状粉土，fak<200 kPa，为中软土，剪切波速Vs=130 m/s；粉质黏土，fak<200 kPa，为中软土，剪切波速Vs=170 m/s；粉土fak<200 kPa，为中软土，剪切波速Vs=240 m/s；粉质黏土，fak=180 kPa，为中软土，剪切波速Vs=250 m/s；粉土，fak<200 kPa，为中软土，剪切波速Vs=250 m/s。根据计算，该场地20 m以上土层的等效剪切波速为：Vse=211.6 m/s。根据石家庄市地区经验,本场地覆盖层厚度大于50.00 m，判定该建筑场地类别为Ⅲ类建筑场地。

4.2 地震烈度及地基液化

本场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第二组，特征周期值为0.55 s。场地埋深20.0 m内未见地下水，不存在饱和粉土和砂土，为非液化场地。

4.3 地基土均匀性

各土层分布均匀，层面坡度均小于10%，经过分析数项工程地质勘察报告的地质剖面图和各土层的物理力学指标可知，区域内地基土物理力学性质相近，从上向下基本为中压缩性土层，可视为均匀地基土。

4.4 湿陷性评价

为了评价场地的湿陷性，开挖2个探井，选取试样12件对其湿陷系数、湿陷起始压力机自重湿陷系数进行试验计算，其结果见表3。对上述所取的12个试样进行选择，选取2个代表工程场地的试样进行计算湿陷量及自重湿陷量，其计算结果见表4。

根据实验结果表明此场地自重湿陷系数均小于0.015，此场地土具有非自重湿陷性。经计算选择代表性的试样的湿陷量分别为29.25 mm和31.20 mm。由GB 50025—2004湿陷性黄土地区建筑规范[6]中可知湿陷性黄土地基的湿陷等级判定该场地为Ⅰ级非自重湿陷性黄土场地。地基土湿陷量小于50 mm，可按一般地区的规定设计。

5 地基与基础选型

对同一建筑、同一场地选择不同的地基基础方案，其效果和所需费用差异较大，地基基础方案选择需考虑以下几个方面的因素：

1)搜集已知准确的工程地质、水文地质勘察资料；

2)根据上部结构类型、荷载大小及设计要求，结合场地地形地貌特点、地层结构、岩土体条件、地下水类型及特征和相邻建筑环境等因素，初步选定集中可供选择的地基基础方案；

3)对于初步选择的地基基础方案，从材料来源、机具条件、施工进度、环境影响等方面进行认真的技术与经济对比。

表3 工程场地湿陷试验数据表

表4 场地湿陷量计算表

5.1 天然地基

基础形式可采用柱下独立基础，基础埋深约为-2.50 m。地基持力层为黄土状粉质黏土及黄土状粉土。黄土状粉质黏土承载力特征值为120 kPa，黄土状粉土承载力特征值为130 kPa，地基土分布均匀，可采用天然地基。

5.2 复合地基

当天然地基不满足建筑物设计要求时，可采用长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基进行地基处理。根据DB 13(J)T 123—2011长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基技术规程[7]，结合土的物理力学性质指标和原位测试数据，选择第⑤层粉土或第⑥层粉质黏土为持力层，各土层极限侧阻力标准值qsik、极限端阻力标准值qpk见表5。

表5 各土层极限侧阻力标准值qsik、极限端阻力标准值qpk kPa

6 结语

1)工程场地不存在饱和粉土和砂土，为非液化场地，同时覆盖层厚度大于50.00 m，判定该建筑场地类别为Ⅲ类建筑场地。

2)工程场地地基均匀，为非自重湿陷性场地，判定该场地为Ⅰ级非自重湿陷性黄土场地。

3)工程场地可选择天然地基或复合地基作为基础选择方案。

[1] 张成会，王建珍.如何依据工程地质勘察选择地基方案[J].岩土工程界,2001,4(11):45-46.

[2] 李万成.临汾市尧都区工程地质条件与地基处理[J].山西建筑,2001,27(4):62-63.

[3] 谢 晨，石敬佩.张掖市城区地基土工程地质特征[J].甘肃冶金,2003,25(3):54-58.

[4] 李兄莲.西宁城区工程地质特性及地基处理方法的探讨[J].西部探矿工程,2010(9):17-21.

[5] 朱 焱，郝文霞，苏向花.蔚县某住宅区工程地质条件及地基方案选型[J].河北建筑工程学院学报,2013,31(2):11-23.

[6] GB 50025—2004，湿陷性黄土地区建筑规范[S].

[7] DB13(J)/T 123—2011，长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基技术规程[S].

Engineering geological features and foundationtype selection of a construction in Shijiazhuang city

Chen Yue

(NorthChinaNonferrousEngineeringInvestigationInstituteCo.,Ltd,Shijiazhuang050021,China)

The paper abstractly introduces the composition, distribution, flatness, collapsibility and site type of foundation soil. Then, we analyses the engineering geological data in engineering site and put forward the reasonable foundation type, also has some reference value to the similar engineering geological conditions of the construction site.

engineering geological features, suitability, foundation type selection, foundation soil

2015-02-05

陈 跃(1983- )，男，工程师

1009-6825(2015)11-0078-03

TU470

A