某小区岩土工程勘察分析

　　摘 要: 岩土工程勘察对工程建设至关重要，是工程设计、施工的前提和基础性工作。结合某小区的工程情况对该场区进行岩土工程勘察，查明场区工程地质情况，并进行工程地质条件综合评价，为该工程地基和基础方案提供建议。

　　本文源自刘加冬， 山西建筑 发表时间：2021-05-08

　　关键词: 岩土工程勘察，工程地质，地基

　　不同区域的建设场区工程地质条件存在差异，会给工程建设带来不同的效应，如加拿大特朗斯康谷仓，由于地基强度不足导致发生整体滑动破坏，苏州市虎丘塔由于地基不均匀沉降造成严重倾斜。可见，岩土工程勘察是非常重要的，它是工程设计、施工的前提和基础性工作[1，2]。任何工程均应根据工程特点严格按照规范进行工程勘察，查明建设区域的工程地质条件，做出工程地质评价，提出地基、基础方案的指导性意见。

　　1 工程概况

　　某小区项目占地面积约为 200 亩，总建筑面积约为 40 万 m2 。地理位置优越，交通方便，周边配套设施完善。由 23 栋住宅、2 栋商业楼、1 栋综合楼、2 栋配套用房、1 栋幼儿园、6 座配套用电房及地下车库组成，为框—剪或框架结构建筑物。本工程设计室内地坪标高 33. 80 m、室外标高 33. 50 m，地下室顶板标高32. 30 m、地下室底板标高28. 90 m。

　　2 勘察方法及成果

　　2. 1 勘察方法

　　此次勘察以工程地质钻探取样、钻探鉴别、标准贯入试验、室内土工试验为主，以工程地质调查及水质分析、等效剪切波速试验等为辅[3，4]。

　　2. 2 勘察成果

　　2. 2. 1 地形、地貌、水文

　　场区为老建筑拆迁场区，地下局部暗埋有老建筑基础，表层多覆盖建筑垃圾、生活垃圾; 地势整体平坦，开阔; 属冲积平原地貌单元，微地貌为一级阶地; 根据区域地质调查资料，第四系覆盖层厚度大于 50 m。

　　勘察深度范围内测得场区稳定地下水位埋深在地表下 3. 90 m ～ 4. 70 m，属潜水类型，局部表层地基土存在少量上层滞水。主要补给来源为大气降水、地表水下渗及周围市政管网渗漏。

　　2. 2. 2 岩土层结构、类型、地层承载力及力学指标

　　按其沉积年代成因及物理力学性质的差异，共划分出 10 个主要土层，其中①号土层为杂填土，②，②1 号土层为第四系新近沉积土( Q4 ) ，③ ～ ⑩号土层为第四系老沉积土 ( Q3 ) ，如下所示:

　　①Qml 4 杂填土: 黏性土混合建筑垃圾、基础块石、生活垃圾，少量植物根系，结构松散，局部场区地下暗埋老建筑混凝土基础，层厚为 0. 30 m ～ 3. 50 m。

　　②1Qal 4 粉土: 灰黄色，湿，稍密，有摇震反应，中等，混夹少量黏 性 土，层 厚 为 0. 40 m ～ 1. 50 m，承 载 力 特 征 值 120 kPa，粘聚力 8 kPa，内摩擦角 13°，压缩模量 6 MPa。

　　②Qal 4 黏土: 棕黄、灰褐色，湿，可塑，局部稍软，混夹粉土薄层( 灰黄色，稍密) ，层厚为 0. 10 m ～ 2. 70 m，承载力特征值 120 kPa，粘聚力 25. 5 kPa，内摩擦角 10°，压缩模量 5. 4 MPa。

　　③Qal 3 粉质黏土: 青黄杂色 ～ 褐黄色，湿，可塑稍硬，含 Fe，Ca，Mn 质结核及砂礓，切面稍有光泽，层厚为 3. 40 m ～ 5. 20 m，承载力特征值 170 kPa，粘聚力 37. 8 kPa，内摩擦角 12. 5°，压缩模量 7. 6 MPa。

　　④Qal 3 粉土: 灰黄、棕黄，很湿，中密，摇震反应迅速，含少量粉砂颗粒，层厚为 0. 40 m ～ 2. 90 m，承载力特征值 170 kPa，粘 聚 力 9. 7 kPa，内 摩 擦 角 18. 7°，压 缩 模 量 7. 5 MPa。

　　⑤Qal 3 黏土: 棕黄色，湿，可塑稍硬，含少量 Ca 质结核，切面有光泽，局部夹粉土薄层，层厚为 1. 90 m ～ 6. 00 m，承载力特征值 190 kPa，粘聚力 47 kPa，内摩擦角 11. 6°，压缩模量 8. 1 MPa。

　　⑥1Qal 3 粉土: 灰黄、灰褐色，很湿，中密，有摇震反应，迅速，含少量粉砂颗粒，混夹薄层黏性土，层厚为 1. 80 m ～ 3. 20 m，承载力特征值 200 kPa，粘聚力 14. 7 kPa，内摩擦角 22. 4°，压缩模量 8. 9 MPa。

　　⑥2Qal 3 粉砂: 灰黄色，很湿，中密 ～ 密实，有摇震反应，迅速，含云母、石英颗粒，局部含黏性颗粒，为河流相冲积而成。该层普遍分布于工程场区南半部( 15—15'剖面线以南) ，北半部多呈粉土状，层厚为 1. 40 m ～ 6. 20 m，承载力特征值 200 kPa，粘聚力 15. 0 kPa，内摩擦角 25. 2°，压缩模量 10 MPa。

　　⑦Qal 3 粉质黏土: 褐黄色 ～ 灰黄色，湿，可塑，含 Ca 质结核及砂礓，结构较松散，混杂粉土，可见贝类残屑，层厚为 0. 60 m ～ 3. 20 m，承载力特征值 150 kPa，粘聚力 32. 4 kPa，内摩擦角 11. 7°，压缩模量 6. 9 MPa。

　　⑧Qal 3 黏土: 棕黄、灰褐色，湿，可塑 ～ 硬塑，含少量 Ca 质结核，切面有光泽，局部混夹少量粉土，底部偶见淡水螺壳层，层厚为 4. 30 m ～ 11. 70 m，承载力特征值 210 kPa，粘聚力 49. 4 kPa，内摩擦角 13. 1°，压缩模量 9. 7 MPa。

　　⑨Qal 3 粉质黏土: 褐黄、棕黄色，稍湿，硬塑，含 Fe，Ca， Mn 质结核，局部富含 Ca 质结核成砂礓状，切面稍有光泽，局部夹粉土薄层，层厚为 3. 00 m ～ 12. 50 m，承载力特征值 230 kPa，粘 聚 力 50. 8 kPa，内 摩 擦 角 12. 7°，压 缩 模 量 10 MPa。

　　⑩Qal 3 粉质黏土: 棕褐色，稍湿，硬塑、局部坚硬状，粒状结构，局部含砾石较多，切面稍有光泽。该层从场区东南至西北部埋深逐渐变浅，该层未揭穿，最大可见厚度 19. 80 m，承载力特征值 260 kPa，粘聚力 53. 7 kPa，内摩擦角 13. 2°，压缩模量 11. 2 MPa。

　　3 岩土工程地质条件综合评价

　　3. 1 土层工程特性及场区稳定性评价

　　场区①号土层杂填土，组成成分较杂，土层结构松散，人类生产活动影响大，需挖除。

　　场区②，②1 号土层，中等偏高压缩性，强度一般，工程性质一般，可作为低层、多层建筑物的天然地基基础持力层。

　　场区③号土层粉质黏土，中等偏低压缩性，强度中等偏高，工程性质较好，可作为小高层建筑物( 15 层以下) 或地下室天然地基基础持力层。

　　场区④号 ～ ⑥2 号土层，中等偏低压缩性，强度中等偏高，工程性质好，可作为复合地基桩端持力层。

　　场区⑦号土层粉质黏土，中等压缩性，强度中等，工程性质较好，为深部相对软弱层，该层不适宜作为桩端持力层。

　　场区⑧号 ～ ⑩号土层，低压缩性，强度高，工程性质好，可作为桩基桩端持力层。

　　工程场区除①层杂填土为新近回填土，稳定差; 其余各地基土层沉积稳定，分布较均匀，无特殊性岩土。场区无活动性断裂通过，无不良地质作用，地质环境较好。

　　3. 2 场区环境影响评价

　　该工程场区为拆迁场区，表层覆盖薄层建筑垃圾，部分地段下暗埋老建筑混凝土基础和零星地下管网，对后续施工有一定影响。

　　3. 3 地震效应评价

　　根据勘探成果资料及区域地质调查资料，场区 20 m 以上土层的等效剪切波速 Vse = 205 m/s ～ 225 m/s，场区覆盖层厚度大于 50 m，依据 GB 50011—2010 建筑抗震设计规范) ( 2016 年修订) 划分场区土类型为中软场区土，场区类别为Ⅲ类[5]。

　　场区抗震设防烈度为 6 度区第三组，低层、多层可不进行液化判别，小高层、高层按 7 度判别。②1 号粉土为非饱和粉土，且埋藏较浅需挖除，可不进行液化判别; ④粉土、⑥1 粉土、⑥2 粉砂为饱和砂土，④粉土标贯最小值 15. 00 击; ⑥1 粉土标贯最小值为 24. 0 击; ⑥2 粉砂标贯最小值 24. 0 击。根据公式 Ncr = N0 β[ln( 0. 6ds + 1. 5) - 0. 1dw]槡3 /ρc 计算临界值，分别为 13. 58，20. 74，22. 05，标准贯入实测值均大于其临界值，则本场区无液化土层。

　　场区地势平坦，各土层沉积稳定，分布基本均匀，无液化土层，无不良地质作用，场区无活动性断裂通过，综合判定该区域为建筑抗震一般地段。

　　3. 4 地基均匀性评价

　　本工程场区各建筑物位于同一地质、地貌单元，除①号杂填土、⑥1 粉土、⑥2 粉砂层外，场区各地基土层坡度不大于 10% ，且压缩模量值与相邻土层压缩模量值差异不显著，土层分布较均匀，沉积稳定，可视为均匀地基土进行设计。

　　场区①号杂填土，为新近回填，受人类活动影响大，成分混杂，厚度分布不均匀，视为非均匀地基土，应挖除。

　　场区⑥1 号粉土，从整个工程场区角度分析，分布不均匀，主要分布于工程场区北半部( 15—15'剖面线以北) 。但从单栋建筑角度分析，该地基土层坡度不大于 10% ，且压缩模量值与相邻土层压缩模量值差异不显著，标准贯入试验值差异较小，土层分布较均匀，沉积稳定，可视为均匀地基土进行设计。

　　场区⑥2 号粉砂，从整个工程场区角度分析，分布不均匀，主要分布于工程场区北半部( 15—15'剖面线以南) 。但从单栋建筑角度分析，该地基土层坡度不大于 10% ，且压缩模量值与相邻土层压缩模量值差异不显著，标准贯入试验值差异较小，土层分布较均匀，沉积稳定，可视为均匀地基土进行设计。

　　4 地基及基础方案建议

　　根据场区工程地质、水文地质条件，结合建筑物工程特性综合分析: 本工程场区 5. 0 m 以上土层工程性质一般， 5. 0 m 以下土层工程性质较好; 地下水位埋深较大; 建筑物主要为 24 层 ～ 34 层，荷载大，对地基沉降变形要求高; 场区下设有 1 层地下车库; 建筑物可采用的地基形式有三种: 天然地基、复合地基、桩基[6]。

　　4. 1 天然地基

　　本工程配套商业、配套用房、配套幼儿园，不含地下车库，荷载较小，建议采用天然地基，以②号黏土或②1 号粉土为天然地基基础持力层，基础形式建议采用钢筋混凝土独立基础或筏板基础。

　　地下车库部分，预计基坑开挖深度约 4. 0 m，建议采用天然地基，以②号黏土为天然地基基础持力层，基础形式建议采用钢筋混凝土筏板基础或独立基础。考虑地下水位的影响，地下车库部分应进行抗浮验算，若建筑物结构自重不能满足抗浮设计要求时，地下车库部分可采用钻孔灌注抗拔桩或抗浮锚杆等抗浮措施，以⑤号及⑤号以下土层为锚固端持力层。

　　本工程 16 层建筑，含地下车库，建议优先考虑天然地基，以③号粉质黏土为天然地基基础持力层，基础形式建议采用钢筋混凝土筏板基础。

　　4. 2 复合地基

　　本工程 16 层建筑，若采用天然地基不能满足设计要求或基坑支护与降水费用不经济时，建议采用复合地基; 本工程 24 层建筑物，荷载大，对地基沉降变形要求较高，采用天然地基恐不能满足设计要求，建议采用复合地基; 根据地区施工经验，建议采用 CFG 桩复合地基，以⑧号及⑧号以下土层为桩端持力层，基础形式建议采用钢筋混凝土筏板基础。

　　4. 3 桩基础

　　本工程 27 层，30 层，34 层高层建筑，荷载大，对地基沉降变形要求高，对地基沉降变形较敏感，建议采用桩基; 根据地基土层的工程性质和建筑物结构特性，可采用旋挖成孔灌注桩、混凝土预制桩等桩基形式，以⑧号或⑧号以下土层为桩端持力层。

　　5 结语

　　该建设场区地势平坦，土层按其沉积年代及物理力学性质的差异，共分为 10 个主要土层，除杂填土稳定性差，其余各地基土层稳定性较好，土层分布较均匀，无特殊性岩土。场区地下水位埋深在地表下 3. 90 m ～ 4. 70 m，属潜水类型。场区无活动性断裂通过，无液化土层，无不良地质作用，地质环境较好，适宜建筑。根据建筑物的荷载大小、沉降要求及成本建议采用天然地基、复合地基、桩基三种形式，其中商业、配套用房、幼儿园等建筑宜采用天然地基，16 层，24 层高层建筑宜采用 CFG 桩复合地基，27 层，30 层，34 层高层建筑宜采用旋挖成孔灌注桩或预制桩。