某地区住宅楼的地基工程地质条件分析评价

王柱

摘要： 通过采用工程勘察手段对拟建住宅楼的工程场地地层岩性、地形地貌、地质结构与构造、地下水状况等进行研究，通过试验得到各种物理力学指标及承载力，用以评价建筑场地的稳定性、地基承载力和均匀评价、地基方案的选择和处理措施等，为施工设计提供合理建议。通过进行地基基础方案的分析与评价，提出经济合理的地基基础方案。

Abstract： By means of the engineering investigation， the lithology， topography， geological structure and tectonics， groundwater condition of proposed residential building are studied. Through the test， various physical mechanics indexes and the bearing capacity are got to evaluate the stability of the construction site， the bearing capacity of foundation and the uniform scheme selection and treatment measures， so as to provide reasonable suggestions for design and construction. Through the analysis and evaluation of foundation scheme， the economic and reasonable foundation scheme is put forward.

关键词： 工程地质勘查；地基；工程地质条件；岩土工程评价

Key words： engineering geological investigation；foundation；engineering geological conditions；geotechnical engineering evaluation

中图分类号：TU472 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）21-0086-03

0 引言

近年来，随着国民经济的高速发展，中国城镇化的速度增快，城区建设越来越快，并且对高层建设的需求迫切与建设的地质环境越来越复杂。因此，这对工程地质勘查的理论和技术方法的要求也越来越高。

本文借鉴了马雄光[1]与聂维中[2]对住宅楼的工程地质条件分析与基础设计应用的分析，对本场地工程地质条件进行分析。通常高层建筑应用桩基础，寻求合适的桩基础的设计形式和设计方法，使得建筑结构中的桩基础设计达到最佳的效果[3]。另外张嵘等[4]阐述了针对建筑物桩基础的设计，通过借鉴他人成果为施工设计提供合理建议，通过进行地基基础方案的分析与评价，提出经济合理的地基基础方案。

1 工程概况

本勘察场地位于河北省邯郸涉县龙山大街西侧、铁路北侧，拟建建筑整场地地形基本平坦，地貌属华北冲洪积扇后缘的南端的低山丘陵地带。

本文采用钻探、现场原位测试及室内土工试验等综合方法进行勘察，依据现行规范及规程开展工作；投入DPP-100型钻机2台，采用回转钻进工艺，钻探过程按照《建筑工程地质钻探技术标准》（JGJ/87-2012）及相关文件要求严格控制回次进尺，黄土层确保钻探回次进尺不大于1m，采用敞口薄壁取样器快速静压法采取上部原状土试样，采用双管单动取土器采取深部原状土試样。

本次勘察原位测试采用标准贯入试验和波速测试试验，各试验严格按有关规范及规程操作进行。

2 场地条件分析

按地基土的土质特征、成因类型与从建筑工程评价的要求等方面把此次勘查的场地的地基土划分成4个岩土单元，叙述为如下岩土单元：填土（Q■■）黄褐色～红褐色，稍密，稍湿，主要成分由少量碎石与粉土、粉质粘土组成，局部土体含有碎砖块、煤渣，局部表层为耕土或水泥面。黄土状粉质粘土（Q■■）黄褐色，可塑～硬塑，稍有光泽，韧性中等及干强度，夹粉土，粘性弱，偶含碎石。粉质粘土（Q■■）总体褐红色，夹有褐黄色、棕红色，可塑～硬塑，有些许光泽，韧性中等及干强度，夹有粉土，含少量钙质结核，直径10-30mm，偶含灰岩块石，间夹多层碎石薄层。粉质粘土（Q■■）褐红色 ～棕红色，可塑～硬塑，有些许光泽，干强度与韧性中等，粘性强夹粘土，偶含钙质结核。粉质粘土（Q■■）褐红色～棕红色，可塑～硬塑，有些许光泽，干强度及韧性中等，夹大量粘土团块，含有少量胶结粘土块及钙质结核，局部夹有灰岩碎石薄层。

根据原位测试、物理力学指标、结合地区经验综合确定本次勘察各地层承载力特征值及压缩（变形）模量如表1。

本次勘察期间在钻孔控制深度范围均未见地下水，不需要考虑地下水层对拟建建筑物的相关影响。

建筑场地附近没有污染源，依据以往的地区经验等，该场地的场地土具有轻微腐蚀性。

场地地震效应根据场地土层分析得知本工程的场地土没有饱和砂土与粉土，所以可以不用考虑地基土的液化对建筑物的影响，拟建场地属对抗震一般地段。

3 工作方法技术地基方案

3.1 天然地基

按《建筑地基基础设计规范》第5.2.4条计算：

fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）（1）

式中：fak：地基承载力特征值（kPa）；

ηb、ηd：基础宽度和埋深的地基承载力修正系数ηb=0.3、ηd=1.6；

γ：基础底面以下土的重度（或浮重度）（kN/m3）γ=19.2 kN/m3、19.5 kN/m3；

γm：基底以上土的加权平均重度（或浮重度）（kN/m3），γm=19.0 kN/m3；

b：基础底面宽度，取b =6.0m（筏基）； d：基础埋置深度（m）。

按综合地层计算第（3）粉质粘土与第（2）层黄土状粉质粘土修正后的地基承载力特征值（fa）分别为263.6 kPa、253.6 kPa，其承载力特征值大于裙楼（4F）基底压力100 kPa，小于住宅楼（17F）基底压力350 kPa，综合分析考虑后认为：天然地基强度满足裙楼（4F）上部荷载要求，由于地基具不均匀性，建议基底做一定厚度的灰土垫层，并做好防水工作；天然地基不能满足住宅楼上部荷载要求，住宅楼地基需要进行地基处理措施。

3.2 复合地基

按《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002 第9.2.5、9.2.6条估算复合地基承载力，按复合地基承载力标准值计算：

fspk=m■+β（1-m）fsk（2）

fspk——复合地基承载力标准值，kPa；

m——面积置换率，m2；

R——单桩竖向承载力标准值，kN；

β——桩间天然地基土承载力折减系数；

Ap——桩的平均截面积，m2；

fsk——桩间天然地基土承载力标准值，kPa。

处理后复合地基承载力特征值满足拟建建筑物荷载要求。

各层土设计参数见表2。

由于地基土间夹多层碎石薄层且偶含灰岩块石，当采用长螺旋成孔时需进行试桩验证其可行性，如果不易成孔，可采用旋挖成孔工艺。

3.3 沉降计算

依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011的有关规定，1#、2#住宅楼应估算沉降量，各拟建建筑物的角点及中心点沉降估算如表3。

3.4 钻（冲）孔灌注桩

通过以上考虑与分析，本次设计采用的桩孔灌注桩的桩径d取800mm，可选择第4层粉质粘土作为桩端持力层，桩端进入持力层的大小应该大于2d，有效桩长取20.00m，按综合地层考虑，估算单桩竖向承载力特征值。

承载力标准值约3000kN；建议进行试成桩，由载荷试验确定单桩承载力及准确的施工参數；各层土设计参数见表4。

根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011的有关规定，办公主楼应估算沉降量，各拟建建筑物的角点及中心点沉降估算如表5。

根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.3.4条，建筑物总的地基变形量满足规范要求；整体倾斜值满足规范要求。

3.5 基坑支护

拟建建筑物基坑开挖深度4.00m，基坑工程安全等级为三级，用三轴剪切试验（UU）指标计算，基坑土层允许自立高度不能满足开挖要求，场地四周具备放坡开挖条件，可放坡开挖，放坡可按1：1；也可进行放坡加锚杆支护的基坑支护方式，支护所需参数见表6。

4 结论和建议

①拟建建筑物为不均匀地基，没有发现不良地质作用，可以进行此工程建设。建筑场地土为中软土类型，场地类别为Ⅲ类，场地土不具液化，可不考虑其影响，属于对建筑抗震一般地段。特征周期值0.55S。

②本次勘察深度范围内均未见地下水，可不考虑其对你建建筑物的影响。本场地土具有微腐蚀性。

③拟建建筑物基础埋深4.00m，天然地基强度满足裙楼（4F）上部荷载要求，对于1#、2#住宅楼建议采用CFG复合地基或孔（冲）钻孔灌注桩，建筑物基坑开挖深度4.00m，根据场地条件，结合周边环境，可按1：1放坡开挖，可进行放坡加锚杆支护的基坑支护方式。

参考文献：

[1]马雄光.某高层住宅区的地基岩土工程地质条件分析[J]. 西部探矿工程，2012，24（7）.

[2]聂维中，陈璟.工程地质分析在某高层住宅楼基础设计的应用[J].河北建筑工程学院学报，2007，25（3）.

[3]朱兴旺，张旺锋.建筑结构中桩基础设计分析[J].建筑安全，2016，31（1）：19-21.

[4]张嵘，郁纬才.浅谈桩基础设计[J].建筑结构，2010（s1）.