宿州市场地岩土工程综合评价研究

张海涛 冯松宝 丁点点

摘 要：对宿州市综合检测中心进行了岩土工程勘察研究，通过工程地质测绘、勘探和取样、原位测试与室内实验等勘察方法，得到地基岩土构成、地基岩土层的物理力学性质和水文地质条件等信息，并对场地岩土工程作出综合评价。结果表明：场地地基岩土共分为6层，天然地基设计参数和桩基设计参数是地基基础设计的依据，拟建场地内特殊性岩土主要为杂填土，上部填土厚度不均，下部填土厚度稳定，性质较好但均匀性一般。

关键词：岩土工程勘察；物理力学性质；水文地质条件；基础设计参数

中图分类号：TU470 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）22-0132-03

Comprehensive Evaluation of Site Geotechnical Engineering in Suzhou

ZHANG Haitao1 FENG Songbao2 DING Diandian2

（1. Suzhou University Anhui Coal Mine Exploration Engineering Technology Research center， Suzhou Anhui 234000；2. College of Resources and Civil Engineering， Suzhou University，Suzhou Anhui 234000）

Abstract： Geotechnical engineering investigation and research were carried out in Suzhou Comprehensive Inspection Center. By means of engineering geological surveying and mapping， exploration and sampling， in-situ testing and laboratory experiments， the geotechnical composition， physical and mechanical properties and hydrogeological conditions of the foundation were obtained， and the site rocks were analyzed. The results showed that the ground was divided into six layers. The design parameters of natural foundation and pile foundation were the basis of foundation design. The special rock and soil in the proposed site were mainly miscellaneous fill， the thickness of upper fill was uneven， the thickness of lower fill was stable， and the properties were good but uniform.

Keywords： geotechnical engineering investigation；physical and mechanical properties；hydrogeological conditions；basic design parameters

1 研究區区域概况

宿州市综合检测中心该拟建工程项目位于宿州市银河四路南侧，银河三路北侧，宿州万达东北角地块，南临玄凯·水木清华三期[1]。四周临近主干道，交通便利。附近有宿州壹号酒店和金釜山等餐饮场所，也靠近达琳花园。具体位置见图1。

2 试验方法

试验方法包含工程地质测绘、勘探取样及原位测试和室内实验三种。工程地质测绘的目的是要查明拟建区域和附近的工程地质条件，并预测建筑物与地质环境之间的互相作用。工程地质测绘在各种勘察方法中是第一

图1 研究区位置图

个进行的，在勘察过程中是一项基础性工作。进行勘探工作是为了野外试验、取样、检验和检测，并详细研究拟建区域的水文地质条件、岩土体和地质构造等。在勘探过程中，要保持岩土的天然结构和湿度，降低人为扰动的破坏，并选用一些特殊的勘察技术，以准确查明岩土的物理学性质。对拟建筑场地主要采用钻探这种直接勘探方法，利用的钻探方法主要有冲击钻探、回转钻探和震动钻探等。取样在勘察过程中是不可或缺的，起是一项普遍性工作。为确保工程经济效益及所取试样具有代表性，就要从技术和经济这两方面来考虑，进而确定取样所需的数量。而原位测试和室内试验的主要目的是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数，包括土体原位测试、岩体原位测试、水文地质原位测试等以及分别所需的不同试验，根据工程所需选取合适的测试方法。

3 场地岩土工程综合评价

3.1 地基岩土构成

①层杂填土（Qml）。色杂，湿，疏松与稍密状之间，主要为黏性土夹杂建筑垃圾回填。此层土的性质较差，属于高压缩性和湿陷性土。此外，其厚度变化较大，层厚1.50～3.60m，层底标高16.43～18.78m，层底埋深1.50～3.60m。

②层粉质黏土（Q4al+pl ）。呈褐黄、灰黄色，稍湿，可塑与硬塑状态之间，含铁锰结核及少量高岭土，局部夹薄层粉土，其干强度较高，韧性中等。该层在场地内分布广泛，层厚4.00～6.70m，层底标高11.63～13.71m，层底埋深6.60～8.60m。

③层粉土夹粉砂（Q4al+pl ）。呈灰黄色，湿润到饱和之间，中等密实到密实之间的状态，其干强度和韧性都较低。该层在场地内普遍分布，层厚5.40～11.00m，层底标高1.83～7.29m，层底埋深13.00～18.00m。

④层粉质黏土（Q4al+pl ）。呈青灰、灰黑色，稍湿，可塑～硬塑状态，含少量铁锰结核，其干强度和韧性都为中等。此层土在场地内分布广泛，部分夹杂着粉土夹层，且呈密实状。层厚1.50～3.80m，层底标高-1.32～0.33m，层底埋深19.60～21.20m。

⑤层粉细砂（Q4al+pl）。呈灰黄色，较湿，中等与密实状之间。此层土在场地内分布广泛，部分夹杂着薄层粉土和砾石等。层厚5.10～6.50m，层底标高-6.42～5.08m，层底埋深25.90～26.30m。

⑥层粉质黏土（Q3al+pl）。呈褐黄、灰黄色，稍湿，硬塑状，部分夹杂着薄层粉土，含少量铁锰结核和姜石，其干强度和韧性都较高。该层未穿透，最大揭露厚度9.00m。

3.2 场地和地基的地震效应

根据现场勘察结果资料可知，场地覆盖层厚度大于100m。按相关规范规定判定，土的类型为中软场地土，建筑的场地类别为Ⅱ类。场地内地基土层分布较为均匀，因此场地属对建筑抗震的一般地段。通过多种规范规定判定，拟建场地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第三组，场地反应谱特征周期Tg=0.45s。场地20m以内分布的③层粉土夹粉砂、⑤层粉细砂均为中密至密实状态，可不进行液化判别。

3.3 场地地基基础评价

3.3.1 天然地基设计参数。综合原位测试和室内土工试验成果，结合本地资料，拟建场地各层土的地基承载力特征值fak、压缩模量ES1-2和基床系数建议值可取表1值。

表1 天然地基设计参数表

[层号 岩土名称 地基承载力特征值

fak/kPa 压缩模量

ES1-2/MPa 基床系数

K（kN/m3） 2 粉质黏土 220 9.0 4.2×104 3 粉土夹粉砂 240 13.0 2.5×104 4 粉质黏土 210 8.5 4.0×104 5 粉细砂 280 18.0 - 6 粉质黏土 250 11.0 - ]

3.3.2 桩基设计参数。现行桩基础设计规范要求桩基础设计必须由桩承担所有上部结构荷载，因此设计过程中必须认真进行。单桩承载力设计的计算公式为：

[Quk=uqskili+qpkAp] （1）

式中：[Quk]表示单桩竖向极限承载力标准值（kN）；[u]表示桩身周长（m）；[qski]表示单桩第i层土极限侧阻力标准值（kPa）；[li]表示第i层土厚度（m）；[qpk]表示持力层端阻力极限标准值（kPa）；[Ap]表示桩身截面积（m2）。

桩深强度设计值的计算公式为：

[N≤0.9ΨApfc+A′sf′s] （2）

式中：N表示轴向压力设计值（kN）；[Ψ]表示钢筋混凝土构件的稳定系数；[fc]表示混凝土轴心抗压强度设计值；[Ap]表示构件截面面积；[f′s]表示钢筋（HRB335）轴心抗压强度设计值；[A′s]表示全部纵向钢筋的截面面积。

该拟建筑物属于一级建筑物，对抗拔和抗水平荷载能力要求较高，要按公式（3）来计算配筋率

[N≤0.9×Ψ×fcAcr+f′yA′s] （3）

式中，[Acr]表示核心混凝土的面积；[f′y]表示纵向钢筋抗压强度设计值，取值为300N/mm2。

通过计算并整理归纳数据得出表2：

表2 桩基设计参数表

[层号 岩土

名稱 混凝土预制桩 干作业钻孔桩 泥浆护壁钻孔灌注桩 qsik/kPa qpk/kPa qsik/kPa qpk/kPa qsik/kPa qpk/kPa 2 粉质

黏土 80 - 75 - 78 - 3 粉土夹

粉砂 65 2 300（10m≤L） 60 1 400（5m黏土 75 2 100（10m

3.3.4 基坑工程评价。基坑支护工程是典型的土与结构相互作用的问题。拟建工程设有单层地下室，开挖深度约4.0m。基坑侧壁土层为①杂填土、②粉质黏土，基坑底部土层为②粉质黏土。基坑东北两侧距离场地红线9.00～13.00m，西南两侧距离场地红线1.00～4.00m。综合勘察揭露的地层条件、基坑周边环境，基坑开挖应进行支护，并进行专项设计，建议东西两侧可采用自稳放坡，坡面挂钢筋网喷锚加固，西南两侧可采用排桩支护。表3和表4为基坑支护设计参数。

表3 放坡系数参数表

[土层编号 坡坡度允许值 ①杂填土 1∶2.5 ②粉质黏土 1∶2.0 ]

表4 基坑设计参数表

[土层

编号 岩土

名称 静止侧压力系数k0 天然重度[γ]（kN/m3） 直接剪切 三轴剪切 挡土墙基底摩擦系数[μ] 黏聚力标准值Ck/kPa 内摩擦角标准值[Φuu]

/° 黏聚力标准值Ck/kPa 内摩擦角标准值[Φuu] /° ① 杂填土 - 18.0* 5.0* 8.3* - - - ② 粉质黏土 0.4 19.3* - - 56.0 10.6 0.26* ③ 粉土夹

粉砂 0.5 19.3* 28.3* 15.5* - - 0.28* ]

由以上参数提供基坑防排水措施和基坑监测建议。措施：沿基坑坡顶应做好向外排水的散水坡或设置截水沟，防止地表水流入基坑。基坑开挖到设计要求标高后，应沿着基坑底部周边设置排水沟和集水井，及时降排坑底积水（宜将地下水位降至坑底标高下不小于0.5m）。特别是在强降水的极端天气条件下，应确保基坑内积水及时排出，防止积水快速上升，危及基坑侧壁或地下室。监测：为避免或减少基坑开挖对基坑支护体系和基坑周边环境的不利影响，建议进行基坑支护体系的变形监测；基坑周边环境的变形、位移、沉降、开裂、倾斜等监测；拟建物施工阶段及使用阶段的沉降观测。

3.4 场地稳定性和各土层工程性能评价

根据勘探揭露的地层和区域地质资料分析，拟建场地内特殊性岩土主要为杂填土。该场地内无构造断裂带通过，场地内不良地质作用不发育，勘察深度范围内未见古河道、暗塘、人工洞穴等对工程不利的埋藏物，也没有地面塌陷、沉降、崩塌和滑坡等事件。因此，无对工程建设有影响的不良地质作用。可见，本场地属稳定場地。对拟建场地内的填土采取适当处理措施后，适宜拟建项目建设。拟建场地上部第四系覆盖地层结构简单，上部填土厚度不均，层厚1.50～3.60m，均匀性较差，下部第四纪土层分布连续，厚度稳定，性质较好。综合评价场地岩土层均匀性一般。

4 结论

①层杂填土：属高压缩性土。场地内普遍分布，厚度不一，结构松散，成分复杂。工程性能评价为差，不可直接使用在工程中。

②层粉质黏土：属中硬土。场地内全区分布，厚度适中，呈硬塑状态，土质均匀性一般。工程性能评价为良，该层可作为裙房及地下车库的基础持力层。

③层粉土夹粉砂：属中硬土。场地内全区分布，厚度适中，埋深较深，土质均匀，承载力一般。工程性能评价为较好，难以作为桩基的持力层。

④层粉质黏土：属中硬土。场地内全区分布，厚度较薄，呈硬塑状态，局部夹粉土夹层，承载力一般。工程性能评价为较好，难以作为桩基的持力层。

⑤层粉细砂：属中硬土。场地内全区分布，厚度适中，埋深较深，土质均匀，承载力良好。工程性能评价为良好，该层中密至密实，一般预制桩难以穿透，但可作为钻孔桩的桩基持力层。

⑥层粉质黏土：属坚硬土。场地内全区分布，厚度大，压缩性低，承载力较高，工程性能评价为好，是良好的桩端持力层。

参考文献：

[1]孙巍，沈小克，张在明.岩土工程勘察今后十年发展趋势[J].工程勘察，2001（3）：66-69.