大厚度湿陷性黄土地区某厂房建设项目岩土工程勘察与评价

韩　笑，俞　莉，郭锐剑，王东华

（1.兰州理工大学土木工程学院，甘肃兰州730050；2.兰州理工大学建筑勘察设计院，甘肃兰州730050；3.湖南工程学院，湖南湘潭411104）

大厚度湿陷性黄土地区某厂房建设项目岩土工程勘察与评价

韩笑1，俞莉2，郭锐剑3，王东华1

（1.兰州理工大学土木工程学院，甘肃兰州730050；2.兰州理工大学建筑勘察设计院，甘肃兰州730050；3.湖南工程学院，湖南湘潭411104）

大厚度湿陷性黄土的地基处理方法是岩土工程勘察的热点和难点，在研究地基处理方法时不能仅考虑黄土湿陷性，更应从经济、合理、可行三个角度进行充分论证。本文通过对大厚度湿陷性黄土地区某厂房建设项目进行勘察，对场区地基的工程地质条件和地基承载力进行了分析，并结合实验数据针对场区湿陷性进行分析评价，从三个角度分析论证提出了地基处理方法和基础形式的建议，为其他大厚度湿陷性黄土地区勘察工作、地基处理方法提供了重要的经验依据和理论参考。

勘察；湿陷性黄土；地基处理与形式建议

我国黄土约占世界黄土分布总面积的4.9%，主要集中分布在甘肃的中东部、宁夏的南部、陕西的西北部和中部、山西和河南的西部，连续分布面积高达4.4×105km2，厚度主要在10～400m之间，根据调查显示兰州市西津村的黄土为全世界最厚的黄土，厚度达到409.93m［1，2］。近年来随着我国西部大开发，越来越多的工程建设需要在湿陷性黄土地区开展，岩土勘察工作探明湿陷性深度、判别湿陷等级、正确提出地基处理方案不仅是重中之重，更是主要突破难点。

1　工程概况

拟建建（构）筑物为1F机械加工厂房，结构形式为钢结构。根据《岩土工程勘察规范》［3］对此工程进行勘察。本次勘察，野外工作历时7d，投入技术人员两名，技术工人十二名，现场投入工程地质钻机六台，共计完成勘探点37个，其中钻孔24个，探井13个，总进尺390.4m，钻孔终孔深度为31.3～49.6m，探井终孔深度29.8～30.3m。现场原位测试（标准贯入试验、重型N63.5动力触探试验），进行标贯104次，重型N63.5动力触探试验进尺0.9m。共采取原状土样295件，扰动卵石试样6件，土壤易溶盐样5件。

2　场地工程地质条件

2．1地层结构

根据本次勘探揭露，地层自上而下为：①层，第四系上更新统粉土（Q32eol），层厚26.0-27.5m；②层，第四系上更新统粉土（Q31al+pl），层厚15.7-18.7m；③层，第四系上更新统卵石（Q31al+pl），本次勘探未揭穿，根据地区地质资料，该层厚度30m左右。

2．2地形地貌

工程场地位于黄河Ⅳ级阶地之上，所处地貌单元属黄河南岸Ⅳ级阶地区。场地南高北低，整体地形比较平坦。

2．3地质构造

拟建区位于兰州断陷盆地中部，根据已有资料和现场调查，拟建场地内未发现大的断裂构造，位于断陷盆地之外，故整个场地结构特征简单且稳定。

2．4水文地质条件

经勘探查明，拟建场地在勘探深度范围内未发现地下水。可不考虑地下水对拟建（构）建筑物的影响。

3　勘察技术方法

为准确测定有关岩土参数及相关勘察评价指标，以针对性、实用性为原则，常采用的勘察技术方法有：工程地质测绘、勘探、取样、原位测试、室内试验等多种手段［4］。

4　室内实验

根据《土工试验方法标准》［5］，对本次勘察取得①层粉土的原状土样进行室内物理力学性质测试，其主要物理力学性质统计见表1。

5　岩土工程地质评价

表1　①层粉土（Q

5.1场地地震效应评价

根据《建筑抗震设计规范》［6］，兰州市（第三组）抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g。反应谱特征周期0.45s，设计地震分组为第三组，该场地按可进行工程建设的一般地段考虑。本场地地基中不存在液化土层。区域地质资料及场地周围调查表明，工程场地无活动断裂通过。

5.2地基土湿陷性评价

根据探井中取得原状土样进行室内黄土湿陷性实验，并参照《湿陷性黄土地区建筑规范》［7］，通过计算自重湿陷量和湿陷量，利用湿陷性土地基的湿陷等级（见表2），对场地地基土进行湿陷性评价，结果见场地湿陷量汇总表（见表3）。

表2　　湿陷性黄土地基的湿陷等级

湿陷性黄土场地自重湿陷量计算值和湿陷量的计算值△S分别按式（1）、式（2）来进行计算：

式中：δzsi——第i层土的自重湿陷系数；

hi——第i层土的厚度（mm）；

β0——修正系数；

δsi——第i层土的湿陷系数；

β——修正系数。

根据表2，表3可以看出，场地应按自重湿陷性场地考虑，湿陷等级按Ⅳ级考虑，说明湿陷性很严重。

5.3场地稳定性与适宜性评价

根据查询地质资料及现场勘察，拟建场地位于兰州断陷盆地中部，根据已有资料和现场调查，评估区内未发现断裂构造，亦未发现地裂缝、地面塌陷等不良地质现象；勘察场地范围内未见打的地下障碍物及生产设施，无其他不良地质问题；场地属于可进行建设的一般场地，适宜建筑物修建。

6　基础形式与地基处理

根据拟建场地地质条件、拟建建筑物特点和区域建筑经验，①层粉土、③层卵石均可做为拟建建筑物的基础持力层。厂房可采用浅基础（条形基础或独立基础），为减小地基不均匀沉降对建筑物造成危害，建议采用灰土挤密桩法或垫层法对①层粉土进行地基处理，地基处理应满足现行规范、规程的要求，处理深度应根据上部荷重计算和规范要求确定。厂房亦可采用桩基础（钻孔灌注桩或人工挖孔桩），根据《建筑桩基技术规范》［8］其桩端进入③层卵石层深度不宜小于1倍桩径，且不应小于1m。从经济、合理、可行三个角度考虑，结合1F厂房结构为钢结构并且无地下室，建议采用浅基础，用灰土挤密桩进行地基处理。

表3　场地湿陷量汇总表

7　结论

根据 《岩土工程勘察规范》、《湿陷性黄土地区建筑规范》等，对拟建项目场地进行了岩土工程勘察，针对大厚度湿陷性黄土进行了场地自重湿陷量和湿陷量计算，并进行了黄土湿陷性评价，最后对基础形式和地基处理方式提供了建议。可以看出对于湿陷性很严重的场地，必须要进行地基处理，如果不能满足剩余湿陷量的要求，那么可以采取大长度桩基。在湿陷性黄土场地上进行建设时，其地基处理不当，极易受到自重或自重与外荷载共同作用下受水浸湿而产生附加下沉，从而引起建筑物的不均匀沉降，因此查明黄土地层时代、成因、厚度、湿陷性；湿陷性类型及湿陷等级，并以此提出合理的地基处理方法，是避免造成事故的主要因素［9］。现场取样和实验室数据对于湿陷量计算、分析具有非常重要的依据，只有对岩土工程参数进行细致的分析评价，才能给后续设计工作提供技术支撑；本文希望能为其他大厚度黄土湿陷性地区的勘察工作提供技术经验。

［1］ 李锦.西北地区大厚度湿陷性黄土地基处理分析［J］.江西建材，2005（20）：110-112.

［2］ 汪海涛，司富安，段世委，等.湿陷性黄土地区渠道工程地质勘察体会［J］.资源环境与工程，2014，28（4）：501-505.

［3］ GB50021-2001.岩土工程勘察规范［S］.北京：建筑工业出版社，2009.

［4］ 张琨.浅析岩土工程勘察技术及方法［J］.科技资讯，2010 （6）：45.

［5］ GB/T50123-1999.土工试验方法标准［S］.北京：中国计划出版社，2007.

［6］ GB50011-2010.建筑抗震设计规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2010.

［7］ GB50025-2004.湿陷性黄土地区建筑规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2004.

［8］ JGJ94-2008.建筑桩基技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2008

［9］ 吕永平，赵卿.兰州地区湿陷性黄土场地勘察与地基处理［J］.工程质量，2014，32（S1）：42-45.

p588.23