某住宅小區高層巖土工程勘察實踐研究

摘要：本次以慶陽科教苑住宅小區為例，分析了在該擬建場地進行高層巖土工程勘察工作的具體情況。

關鍵詞：住宅小區高層；巖土工程勘察

1 引言

中冶地集團西北巖土工程有限公司受慶陽市金廈房地產開發公司的委托，對其開發建設的科教苑高層（25-27F）進行巖土工程詳細勘察工作。

2工程概況

科教苑高層（25-27F）由7棟商品住宅樓組成：其中1號、3號、5號、7號樓的層高為25F；2號、4號、6號樓的層高為27F?？辈靾龅孛織澗嫉?2.36×51.32m2。每棟建筑面積20800m2，總建筑面積146000m2。均為框剪結構，設1層地下室。工程重要性等級為二級工程；場地等級為三級（簡單場地）；地基等級為一級（復雜地基），擬建科教苑高層（25-27F）的巖土工程勘察等級為甲級。擬建科教苑高層（25-27F）的巖土工程勘察等級為乙級。擬建科教苑高層（25-27F）的建筑物分類為甲類。綜合確定：科教苑高層（25-27F）的巖土工程勘察等級按甲級。

3巖土工程勘察過程

3.1勘察技術要求

按照相應的規范和標準，進行巖土工程勘察工作有一定的技術要求，目的是獲得施工圖設計階段所需的巖土工程參數。具體要求包括：查明擬建場地勘探深度范圍內地質地層結構、成因、時代及分布規律；查明擬建場地內濕陷性黃土（濕陷性粉土、濕陷性粉質粘土）的地層結構、成因、時代、分布規律，并對其濕陷類型、濕陷等級作出評價；查明擬建場地水文地質條件，評價其對建（構）筑物基礎的影響程度。判定場地地下水和場地土對建筑材料的腐蝕性。提供場地土的最大凍結深度；查明擬建場地不良物理地質現象及危害程度，發展趨勢，提出巖土整治所需技術參數；提供抗震設防烈度，判明場地土類型、場地類別；分析和評價場地土的穩定性、均勻性，提供場地土的物理-力學性質指標、場地土承載力，建議建（構）筑物適宜的地基基礎方案；提供基坑開挖邊坡穩定計算和支護設計的建議方案和巖土技術參數。

3.2巖土工程勘察方法

巖土工程勘察工作主要采用工程地質調查、鉆機鉆進、人工井探、原位測試（如標準貫入N、輕型動力N10觸探、重型Ⅱ動力N63.5觸探、鉆孔波速測試等）及室內土工試驗等方法綜合完成，巖土工程勘察工藝流程詳見下圖圖1：

3.3勘察工作量

勘察工作于2009年11月6日開始準備，2009年11月15日進場開鉆，2009年12月24日結束外業工作，12月1日同步進行室內土工試驗、數理統計、成表繪圖、編寫報告，2010年1月15日正式提交《慶陽科教苑住宅小區高層（25-27F）巖土工程勘察勘察報告》。依據甲級巖土工程勘察等級的技術要求，共布設勘探點56個，勘探點間距14.16-22.46m；勘探線42條，勘探線間距14.16-22.46m。

3.4勘探點坐標及高程測量

根據慶陽市規劃管理局出具的《慶陽科教苑住宅小區用地地形圖》上標識的建筑紅線、坐標方格網引測測得勘探點坐標位置。根據慶陽市規劃管理局出具的《慶陽科教苑住宅小區用地地形圖》上標識的高程控制點引測測得勘探點高程。

3.5質量保證措施

勘察各環節采取嚴格的質量控制措施，責任明確，制度健全：一是由勘察項目負責人（或技術負責人）踏勘場地，編寫《慶陽科教苑高層【25-27F】勘察技術方案》，使勘察工作分步驟、有計劃、按規范、保質量順利完成；并成立以工程負責人為組長的QC小組，嚴格執行該《勘察技術方案》。二是Ⅰ級土樣主要以人工井壁刻槽法在探井中采取，所有采樣探井及采樣鉆孔均以1件/米、1件/1.5米、1件/2.0米、1件/3.0米等間距采取，取樣深度至68.70m，所采樣品現場蠟封、膠封，及時送檢；原位測試（如標準貫入N試驗、輕型動力N10觸探試驗、重型Ⅱ動力N63.5觸探試驗、鉆孔波速測試等）等都按《勘察技術方案》中設計的深度試驗。三是室內試驗、內業技術、報告整編的質量工作由項目負責全權負責，室內資料整理細心、科學，勘察報告經總工程師審核通過后提交業主，提交的成果能準確反映客觀實際工程地質條件，結論正確，建議可行。四是建立完善的勘察技術資料檔案，為建設工程提供全程跟蹤服務。公司對勘察工作高度重視，相關領導多次到現場對外業工作進行督促、要求、檢查、指導，并派專人對鉆孔、探井、采樣、測試等逐一確認，工程勘察工作達到《勘察技術方案》中設計的深度及工作量后，方允許轉入下一工序，勘察工作扎實，成果質量可靠，精度。

4場地工程地質條件

4.1場地位置和地質條件

擬建場地位于西峰南區的科教苑住宅小區北側：東隔3F商鋪、綠化帶與規劃東環路相鄰；南接科教苑6F多層區；西間3F商鋪、綠化帶與九龍路相望；北毗規劃南一路。場地原為農用耕地，地表地形基本平坦，相對而言，西高東低，呈由西向東慢坡狀傾斜，對應高程1388.05-1395.95m，相對高差7.90m。地貌單元屬隴東黃土塬侵蝕地貌。

慶陽市西峰區處在《中國濕陷性黃土工程地質分區—?區-隴東、陜北、晉西地區》。這一區為典型的黃土高原地帶，黃土總厚度可達150米，但濕陷性黃土層厚度高階地一般為10-15米，在低階地一般為4-8米。地下水埋藏較深。粘粒含量少，濕陷性強烈，也較敏感，多屬自重濕陷性黃土。但在坡腳處情況較復雜，有非自重濕陷性黃土甚至有非濕陷性黃土分布，在陡坡處黃土易發生坍塌。

依據勘察期間鉆探和探井揭露，場地土以晚更新世Q3m馬蘭黃土【黃土狀粉土（粉土、疏松黃土）、黃土狀粉質粘土（粉土、疏松黃土）】，中更新世Q2l離石黃土【粉質粘土、粉質粘土（古土壤）】為主組成。見工程地質剖面圖圖2。

4.2氣象條件

擬建場地地理位置為東經107°38°、北緯35°44°。平均海拔1349.00m，本區為大陸性氣候，氣候溫和，具有季風和黃土高原氣候的雙重特點，冬春風多干燥，夏秋雨水較多。年平均氣溫8.3℃、歷年最高氣溫39.6℃、最低氣溫-22.6℃。年平均降水量552.1mm，降水量分布不均勻。年平均日照時數2449小時。平均風速2.5m/s，最大風速20m/s，全年主導風向為南風，冬季主導風向為西北風。最大凍土深度80cm。無霜期230天。

4.3水文地質條件

外業勘察期間地下水為枯水季，在勘探深度范圍內均出露地下水。場地穩定水位埋深45.50-51.70m（以勘察時的自然地面為準），地下水為潛水類型；在?離石黃土（粉質粘土）、?離石黃土（粉質粘土、古土壤）層中初見地下水位；主要含水層巖性為?離石黃土（粉質粘土）、?離石黃土（粉質粘土、古土壤）、?離石黃土（粉質粘土），地下水較豐富；補給來源：（1）大氣降水，（2）涇河水滲透；地下水位年變幅為1.50m左右。

4.4施工場地工程性能評價

首先，場地的穩定性評價，根據勘探及現場實地調查結果表明，擬建場地未發現有影響場地穩定性的滑坡、泥石流、河谷、塌陷、地表大面積沉降等不良地質作用，場地穩定。需說明的工程地質問題是：時在馬蘭黃土（疏松黃土）中出現黃土溶洞即黃土喀斯；對擬建場地地下是否存在防空洞進行了認真的調查，調查結果及鉆孔勘察均未發現場地地下防空洞，但需要預防；擬建場地存在已經回填的人居地坑及地坑窯洞，基坑開挖屬于挖除部分，無須進行特殊的地基處理。上述工程地質問題如果影響到地基基礎施工，按現行的相關規范，采取相應措施加以處理，確保地基基礎施工的正常進展。

其次，場地的均勻性評價，勘察工作過程中，縱觀場地垂直方向地層分布、統攬場地水平方向地層展布，擬建場地地層①耕植土-?離石黃土（粉質粘土）在場地垂直方向、水平方向均有分布，地層厚度比較穩定，層面坡度均小于10%，場地的均勻性較好。

再次，場地土性質評價，①耕植土-④馬蘭黃土為中軟場地土；⑤離石黃土為中軟-中硬場地土；⑥離石黃土-?離石黃土為中硬場地土；場地類別屬Ⅲ類場地。建筑場地濕陷類型：自重濕陷性黃土場地。濕陷性黃土地基的濕陷等級：Ⅱ（中等）-Ⅲ（嚴重）。建筑場地濕陷性地層：①耕植土-④馬蘭黃土（粉質粘土、疏松黃土）；建筑場地非濕陷性地層：⑤離石黃土（粉質粘土）-?離石黃土（粉質粘土）。場地土對混凝土及混凝土中的鋼筋無腐蝕性。

最后是砂土液化性評價，現有地質條件下，不需考慮場地粉土的震動液化問題。

5施工方案

根據勘察結果，擬建科教苑高層（25-27F）建筑物的基礎形式建議：地基處理后，采用筏形基礎或箱形基礎等等，應滿足《高層建筑箱形與筏形基礎技術規范》（JGJ6-99）的相關技術要求。根據勘察場地客觀工程地質條件，擬建筑物工程規模、工程重要性等級、地基等級、場地等級，結合此次工程勘察成果，建議科教苑高層（25-27F）的地基處理方案是：

開挖基坑應滿足設置地下室及基礎形式技術所需的深度要求，消除濕陷性場地土的部分濕陷量，其它技術要求應符合《建筑基坑支護技術規范》（JGJ120-99）的相關規定?；娱_挖深度建議≥6.00m。根據擬建建筑物基坑開挖深度，在具備放坡條件的地段可放坡開挖，依據《工程地質手冊（第四版）》表8-3-9，坡率可選1：0.75～1：1.0；不具備放坡條件的地段以及基坑較深時，基坑應進行支護開挖，并進行專門的設計，基坑支護建議采用土釘墻等方案。需要注意的是：基坑開挖時，應嚴格執行現行相關規范；不宜將重物大量堆積在基坑邊緣，以免引起邊坡失穩；同時要采取措施，防止地表水流入基坑或沖刷邊坡；基坑開挖后應進行普探，查明廢井、墓穴等分布情況，并按有關規定妥善處理；基礎施工期間，應注意對基坑進行觀測，發現問題應采取行之有效的措施；基礎完成后，應對擬建住宅樓進行系統的變形觀測，并執行《建筑變形測量規程》（JGJ/T8-97）中的相關規定。

在基坑底面采用擠密法處理地基，目的是消除濕陷性場地土的濕陷量、提高地基的承載力、增強水穩性。地基處理總厚度建議≥8.00m（基坑開挖深度6.00m，在基坑底面處理，消除濕陷性場地土的濕陷量），如果此厚度不能滿足設計技術所需，應根據設計需要增大地基處理厚度。

根據建筑物荷載、場地地基土層巖性、分布特征及地區建筑經驗，擬建科教苑住宅小區高層【25-27F】建議采用樁基礎方案。宜采用摩擦端承樁基礎，樁端進入?離石黃土（粉質粘土、古土壤）層，且樁長≥34.00m（基坑基坑底面起算）。根據本次鉆探揭露土層和土工試驗結果，宜采用的樁型是灌注樁（如旋挖成孔灌注樁、鉆孔灌注樁等樁型）和預制樁（如預應力混凝土空心樁樁型）。需要注意的是：擬建場地存在樁孔孔徑松軟縮徑及井壁土體流動滑移，必要時應采取井壁支護或泥漿護壁措施，保持孔徑及樁孔垂直，確保樁基礎順利施工；單樁水平承載力特征值，宜通過現場水平靜載荷浸水試驗的測試結果確定；樁基礎施工前建議應進行試樁。

6結論

總之，根據勘察成果和分析得知該場地適宜建（構）筑，可以開展住宅小區建設。

參考文獻：

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編者備注：慶陽科教苑住宅小區，建筑總規模66萬m2，目前建成投入正常使用多年。工程勘察期間，由于《規劃》從低層調整到中高層，最后調整到22層- 30層，多次重新勘察，導致勘察周期較長：2009年2月2日進場勘察，2010年11月30日提交最后一份《慶陽科教苑高層巖土工程勘察報告》。此項目工程勘察《剛要》編制、外業鉆探編錄測試采樣、室內資料整理并主編《巖土工程勘察報告》等所有技術環節均由專業工程師王東林全權負責完成。