岩土工程勘察报告中地基均匀性评价

2020-08-26

魅力中国 2020年27期

（山西省地质勘查局二一二地质队，山西长治 046000）

在建筑工程地基基础设计阶段，还要加强岩土工程勘察，以便为地基基础建设施工提供可靠数据依据。而在工程场地和地基勘察方面，还要完成稳定性综合评价，从而使工程地质条件和岩土工程特点得到较好地反映，帮助设计人员在地基设计上对不利地质条件进行躲避或改造，并加强对有利地质条件的充分利用，继而使建筑的使用安全得到保证。

一、工程概况

某工程为拟建医院门诊医技楼、住院楼、后勤楼，其中医技楼为地上5 层、地下1 层；住院楼为地上12 层，地下1 层，后勤楼为地上7 层，地下1 层；建筑物采用框架剪力墙结构，筏板基础，总建筑面积为16162.4 m2。

二、岩土工程场地和地基勘察技术方案

结合岩土工程勘察国家标准，可知拟建工程重要性等级、场地等级、地基复杂度等级均为二级，岩土工程勘察等级为乙级。从建筑抗震设防要求来看，建筑为丙类建筑。对拟建工程勘察采用钻探、原位等手段。根据勘探结果对岩土类型、性状等参数进行鉴别。结合测试结果进行地层划分。进行常规土工试验和直剪试验，可获得设计需要的岩土力学性质指标和物理性质指标。

三、岩土工程地质条件及地震效应

（一）地质条件

通过勘察可以发现，场地地貌特征为长治盆地侵蚀性堆积黄土地貌，地貌单元为浊漳河南源Ⅱ级阶地，勘察得到的地层分布由上至下情况和地基土特征如下：

第①层：第四系全新统（Q4）杂填土：灰褐色，主要以粉土为主，含煤屑、砖屑，灰烬,较多植物根系。厚度1.2～2.0m。

第②层：上更新统（Q3）粉土：黄褐色、微红色，冲洪积成因，土质均匀，孔隙发育，无光泽，摇振反应中等，含有较多白色钙质网纹及钙质小结核。厚度1.7～3.3m。

第③层：上更新统（Q3）粉质粘土：黄红色，冲洪积成因，土质均匀，孔隙发育，稍有光泽，可见钙质小结核及少量铁锰质结核。厚度0.9～2.9m。

第④层：中更新统（Q2）粉质粘土：黄红色、褐黄色，冲洪积成因，土质均匀，孔隙发育，稍有光泽，可见大量钙质小结核及少量铁锰质结核，该层局部较软。厚度1.3～4.2m。

第⑤层：中更新统（Q2）粉质粘土：棕红色，冲洪积成因，土质均匀，孔隙发育，稍有光泽，可见大量量铁锰质结核，该层局部含砂量较高。厚度9.7～11.0m。

第⑥层：下更新统（Q1）粉质粘土：以灰白、灰黄色为主，冲洪积成因，土质均匀，可见较多的白色螺壳碎片及少量风化岩碎屑。揭露厚度7.8m。

本次勘探揭露地下水为第四系松散岩类孔隙潜水，勘察区静止水位埋深为8.36～8.58m。

（二）地震效应

勘察场地场地土类型为中软场地土，场地类别为III 类。该场地为非地基液化土场地。

四、场地和地基稳定性及均匀性评价

（一）场地和地基的稳定性评价

经钻探及调查访问勘察范围内未发现地下防空洞室及采空区、滑坡、泥石流等不良地质作用及地质灾害，但该场地存在较多的近代墓穴，场地内不存在全新世活动性断裂，不存在将给工程安全带来不良影响的地质作用，同时不存在影响地基稳定性的不良地质条件。该场地属于稳定性场地，属可进行建设的一般场地。

（二）地基地基均匀性分析评价

1.地基均匀性的评价范围。对天然地基的均匀性评价时应首先确定其评价的平面范围和深度范围，天然地基的均匀性评价时多以建筑物水平投影面积范围为标准，也即通常以建筑物角点包络线所占的面积为评价范围；本次地基均匀性评价范围为拟建建筑的平面区域。

地基土均匀性评价深度可根据下述条件确定：

(1)地基主要受力层情况:对于条形基础为基底下3b(b为基础底面宽度)，对于独立基础为基底下1.5b，且评价深度均不小于5m；

(2)压缩层深度范围:对于天然地基浅基础，独立基础或条形基础其压缩层深度按变形比法确定其评价深度：

式中符号意义可参考“地基规范”。

(3)对大面积基础其评价深度范围按下式确定：

式中:b——基础宽度。

且对于大面积基础其评价范围应不小于1 倍基础宽度范围。

(4)对于桩基础按等效实体深基础的底面积按应力比确定评价深度zn，即zn处的附加应力σz与土的自重应力σc应符合下式要求：

式中:α1——附加应力系数，查有关规范确定；

P0——等效实体基础底面的平均附加应力。

2.地基均匀性的评价内容。根据有关规范和基础设计经验，地基的均匀性评价，其实就是地基土的压缩性不均匀问题，结合场地特征,应首先确场地所在的工程地质单元，进而根据建筑物的荷载特征估算地基压缩层深度范围。可按下列方面进行评价：

(1)工程地质单元的划分。根据现场调绘情况，确定场地是否跨越不同的地貌单元，再根据钻孔揭露资料，绘制场地纵横工程地质剖面图，分析评价岩土质的成因、沉积年代、力学性质，分析地基岩土纵横方向上物理力学性质的差异情况，分析建筑物基础平面是否跨越不同的地貌单元和位于同一工程地质单元。

(2)地基均匀性评价深度的计算。根据建筑物的荷载特征,结合建筑物拟采用的基础型式按式(1)～(4)估算地基岩土的压缩层深度范围，分析评价压缩层范围内的地基岩土的物理力学性质，进而进行地基均匀性的定性及定量评价。

(3)不均匀地基的评价。按下列要求对地基的均匀性进行定性及定量评价：

①地基持力层跨越不同地貌单元或工程地质单元，工程特性差异显著；

②地基持力层虽属于同一地貌单元或工程地质单元，但存在下列情况之一：中～高压缩性地基，持力层底面或相邻基底高程的坡度大于10%；中～高压缩性地基，持力层及下卧层在基础宽度方向上的厚度差值大于0.05b（b 为基础宽度）。

③同一建筑虽处于同一地貌单元或同一工程地质单元，但各处地基土的压缩性有较大差异时，可在计算各钻孔地基变形计算深度范围内当量模量的基础上，根据当量模量最大值和当量模量最小值的比例判断地基均匀性，当大于下表中的地基不均匀系数界限值K 时，可按不均匀地基考虑。

表1 地基不均匀系数界限值

由此可知，对于本工程地基均匀性评价如下：

⑴本工程地基持力层属于同一地貌单元。

⑵本工程地基属于中压缩性地基，建议采用CFG 桩复合地基，以第⑤层粉质粘土（Q2）作为桩端持力层，桩端持力层底面坡度小于10%，且持力层及其下卧层在基础宽度方向上的厚度差小于0.05b（b 为基础宽度）。

⑶就建筑物各角点处钻孔压缩模量当量值进行地基均匀性判别时，分别计算了位于该建筑物角点位置的ZK13、ZK16、ZK17、ZK20 的压缩模量当量值。

钻孔压缩模量当量值计算时，按筏板基础下的天然地基土考虑，上部荷载按基底中心处荷载考虑，基底深度取4m，地下水位埋深取8.4m，各土层容重按土工试验资料取平均值，各土层计算点压缩模量按该点深度处所受自重应力至自重应力与附加应力之和间的压力段压缩模量取值，地基变形计算深度取当最下层1m 厚土层的沉降量计算值为总沉降量计算值的0.025 倍处的深度，估算此深度为地表下25.0～25.5m。

计算结果如下：