某地工程地质特征及地基处理措施研究

陈志平

摘要：地基作为承受基础传递建筑物荷载而产生应力和应变的岩土层。为解决上部建筑物荷载分布特征及基础经济性的地基问题。为确保工程质量、做到安全、经济、适用同时满足有关规范要求，在工程建设时需对地基进行相关技术处理（？？）。地基处理除应满足工程设计要求外，还应做到因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源等。通过对某地工程地质特征进行综合研究分析，对岩土体样实验数据进行物理力学特征分析，为地基处理提供可靠的数据支撑。

关键词： 地基处理 地质特征 力学特征  力学参数

中图分类号：TU76

Research on the Geologic Characteristics and Foundation Treatment Measures of a Local Project

CHEN Zhiping

（Team 159， Guizhou Coal Geology Bureau， Liupanshui， Guizhou Province，553500 China）

Abstract： The foundation is a rock and soil layer that bears the building load transmitted by the foundation and generates stress and strain. In order to solve the problems of the load distribution characteristics of the superstructure and the economic foundation of the foundation to ensure the quality of the project， achieve safety， economy and applicability and meet the requirements of relevant specifications， it is necessary to carry on relevant technical treatment to the foundation during the construction of the project. In addition to meeting the design requirements of the project， foundation treatment should also be adapted to local conditions， local materials， environmental protection and resource conservation.  Through the comprehensive research and analysis of the geologic characteristics of a local project， the physical and mechanical characteristics of the experimental data of rock and soil samples are analyzed， which provides reliable data support for foundation treatment.

Key Words： Foundation treatment; Geologic feature; Mechanical characteristics; Mechanical parameter

本文通过掌握某地工程地质特征，查明场地岩、土层的结构特征，通过试验提供岩土物理力学性质指标确定地基承载力，为基础型式选择及基础设计提供计算参数。通过基础形式选择相应的基础持力层，结合岩土结构特征及持力层的岩土物理力学性质指标对地基做相应的地基处理。分析其对建筑物的影响，提出地基处理方案、意见，更好地进行基础设计、施工，完成工程建设任务。

1工程地质特征

本工程根据地质调查及钻探揭露，该场地地层自上而下依次为：素填土（Q4ml）、红黏土（Q4el+dl）、块石土（Q4el）、三叠系中统关岭组上段（T2g）中风化白云质灰岩。各岩土单元构成、性质及其均匀性分述如下。

1.1素填土（Q4ml）

杂色，结构松散，组成成分以泥质灰岩、白云质灰岩碎、块石和黏土组成，其中碎块石占比80%，级配差，排列混乱，分布不规律，多为近期挖方弃土平场而成。揭露厚度0.20～14.20 m之间，一般厚度7.00～10.00 m，场地多数地段分布，缺失较少，厚度变化较大。

1.2红黏土（Q4al+pl）

褐色、红褐色，可塑性，局部包含白云质灰岩角砾、碎石，场地局部分布，揭露厚度在0.50～15.30m之间，一般厚度5.00～8.00m。场地多数地段缺失，分布不均匀，厚度变化较大。

1.3块石土（Q4el）

黄褐色，稍密，稍湿，骨架多以白云质灰岩碎、块石及大块石组成，级配较差，粒径50～200 mm不等，部分块体超过1m，含量约为70%，排列混乱。揭露厚度1.00～57.50 m之间，一般厚度8.00～22.00 m，主要为浅层侵蚀、溶蚀风化残积形成，部分为第四系岩溶填充物，分布不均匀，厚度差异较大。

1.4中风化白云质灰岩（T2g）

灰-灰白色，矿物组成成分主要以碳酸盐矿物为主，薄-中厚层状，层状结构，钙质胶结，节理裂隙较发育，岩质较硬，断面新鲜，中风化，岩芯较破碎，多呈柱状，短柱状，少量块状，含薄层状灰岩，泥灰岩夹层，局部可见溶蚀小孔，为中风化基岩层。其岩芯采取率为70%～80%，RQD=60%～70%，岩体质量较差，该层分布较稳定，场地内该层未揭穿[1-2]。

2 岩土体物理力学参数

场区内素填土为提供其力学参数及承载力，本次采用12组原位测试（重型动力触探）；块石土层分布局限于溶槽、溶洞，溶槽、溶洞充填物差异性大，且具有不稳定性，故本次未提供块石土层地基承载力特征值。此次勘察在场地内取18件可塑状红黏土土样、84件中风化白云质灰岩样作室内试验的实验数据，并对试验结果进行统计，其统计成果如下。

室内试验成果按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）附录E 各公式分析统计：

式（1）、式（2）中：μ为试验平均值；σ为标准差；i为数据个数；δ为变异系数；n为统计数量。

（1）根据地质调查、钻探及原位测试，本次勘察区域素填土回填时虽进行了机械碾压，但碾压厚度和碾压遍数均存在无序性，根据测试成果N63.5锤击数=3.08击（＜5击），锤击数离散性较大，根据触探数判断该素填土层局部架空明显，素填土层密实度为松散。结合地区类比经验及场地地质情况考虑不均匀性，结合贵州省黔美基础工程公司对该地区素填土层综合取值为γ=16.7 kN/m3，地基承载力特征值fa=90 kPa。

（2）按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011） 之 5.2.5式，假设地基基础宽度b=3m，埋深d=0.5m代入5.2.5公式计算承载力特征值：

fa=Mbrb+Mdrmd+McCk

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）表5.2.5，查内摩擦角Φ得Mb、Md、Mc计算得可塑红黏土承载力特征值fa=130.34 kPa，特征值偏小，根据《贵州建筑地基基础设计规范》（DBJ 52/045-2018）附录A.0.3，结合含水比标准值aw =0.83，根据地区经验，综合考虑不均匀性建议红黏土地基承载力特征值fa=160 kPa。

（3）根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）5.2.6条，中风化白云质灰岩折减系数ψ=0.1-0.2，按完整性指数与折减系数对比内插取值ψ=0.13。按fa=frk·ψ计算，中风化白云质灰岩承载力特征值fa=47.84×0.13=6219.2 kPa。建议中风化白云质灰岩综合地基承载力特征值fa取6000 kPa[3]。

综上所述并结合临近场地工程经验可知，场地内岩质单元物理力学参数建议取值如表1所示。

3 基础型式选择

根据拟建建筑物荷载及结构特征，结合场地岩土工程地质条件，从安全角度及经济成本综合考虑基础形式选择如下。

3.1  浅基础：筏板基础

由于S1#～S5#栋区域拟建建筑均为1～2F层，未设计地下室，加之该区域后续需要回填至±0标高，还需回填约2.0～3.0 m之间的岩土层，现状场地S1#～S5#栋表层勘察揭露整体均为素填土层，该层结构松散，厚度约7.00～10.00 m。建议对现状场地素填土进行整体夯实平整，然后采用级配砂石分层碾压回填至设计±0标高，待级配砂石地基处理完成且检测满足规范及设计要求后，对S1#～S5#栋采用筏板基础为优选方案。

3.2  浅基础：独立柱基

根据场地地质条件及建筑物结构特征，1#栋～5#栋及局部地段地下室，按地下室底板标高开挖回填平整后，局部地段基岩已出露，根据拟建物荷载分布特征、地基岩体承载力强度及持力层的埋深及开挖岩土情况，对基础埋置深度小于3 m的局部柱位建议以中风化白云质灰岩作持力层采用独立柱基为优选方案。

3.3深基础：桩基础

根据场地地质条件结合拟建建筑结构荷载特征，建议对1#～5#栋及地下室基础埋置深度大于3 m的柱位，以中风化白云质灰岩作基础持力层采用桩基础为优选方案[4-5]。

4  地基处理措施

4.1  S1#～S5#栋地基处理措施

S1#～S5#栋采用筏板基础，建议对现状场地素填土进行整体夯实平整，然后采用级配砂石分层碾压回填至设计±0标高，采用级配砂石打造人工地基。采用级配砂石打造人工地基方法进行地基处理时，应严格按国标《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）相关要求进行。砂石宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、中砂或石屑，并应级配良好，不含植物残体、垃圾、土料等杂质，且砂石含量不小于50%。换填厚度、宽度、承载力等须足设计及规范要求。

4.2  1#～5#栋及地下室地基处理措施

1#～5#栋及地下室采用独立柱基结合桩基，建议以中风化白云质灰岩层作地基持力层。根据地质钻探资料及基础建议埋置深度，综合考虑对1#～5#栋及地下室地基处理措施如下。

（1）基础埋置深度小于3 m，岩溶裂隙、破碎岩石、溶槽规模小发育深度浅，呈上宽下窄时，建议采用挖填法处理，将岩溶裂隙、溶槽中的填充物及破碎岩石全部清除后加钢筋网片采用混凝土填充，以提高地基完整性及强度。

（2）基础埋置深度大于3 m，由于场区岩溶裂隙强发育，存在深切的溶沟、溶槽等，且拟建场地内局部地段存在较厚的覆盖层（素填土、红黏土、块石土层），建议采用桩基法（机械成孔灌注桩）处理，可以克服不利的地质因素，能有效穿过素填土、红黏土、块石土、岩溶裂隙发育带及不良地质体，将桩端坐落在中风化白云质灰岩上。采用机械成孔灌注桩基础钻进时，若发生垮塌，应采用钢护筒跟进，保证基础施工安全。采用边清孔、边验收、边浇筑等施工方案可有效控制桩底沉渣厚度。

（3）基础埋置深度大于3 m且溶槽发育宽深或串珠状溶洞，采用桩基础穿过溶槽或溶洞存在桩长过大（场区桩基深度超过50 m的桩较多）、经济性差，且施工难度大等问题。鉴于本项目建筑物单柱荷载并不大（最大柱荷载8 000 kN/柱），建议采用桩筏基础或梁板跨越、溶洞充填后降低桩深等措施处理，综合提出技术可行、经济合理的地基基础方案。

5 结语

根据拟建建筑物荷载及结构特征，结合场地岩土工程地质特征，从安全角度及经济成本等综合考虑；S1#～S5#栋采用浅基础方案，建议对现状场地素填土进行整体夯实平整，采用级配砂石打造人工地基方法进行地基处理，待级配砂石地基处理完成且检测满足规范及设计要求后，对S1#～S5#栋采用筏板基础为优选方案；1#～5#栋及地下室采用独立柱基结合桩基，建议以中风化白云质灰岩层作地基持力层，场地内岩溶裂（洞）隙强发育，基岩面起伏较大，石芽、溶沟、溶槽、溶蚀裂隙影响地基的稳定性，应针对岩溶（洞）裂隙、破碎岩石、石芽、溶沟、溶槽部位进行地基处理，方可适宜本工程建设。

参考文献

[1] 曾梦笔.岩土工程勘察与地基施工处理技术探讨[J].工程技术研究，2020，5（18）：106-107.

[2] 张志刚，张恩重.岩溶地基岩土工程勘察及地基处理分析[J].工程建设与设计，2020（17）：46-47，50.

[3] 王海飞.风机基础土岩组合地基变形与稳定性研究[D].杭州：浙江大学，2022.

[4] 李志文.水务工程岩土工程勘察外业安全文明生产动态管理监督制度研究[J].中国勘察设计，2022（8）：84-87.

[5] 程韶琨.地基检测及其在全过程工程咨询中的作用研究[D].郑州：郑州大学，2020.