某住宅小区高层岩土工程勘察实践研究

摘要：本次以庆阳科教苑住宅小区为例，分析了在该拟建场地进行高层岩土工程勘察工作的具体情况。

关键词：住宅小区高层；岩土工程勘察

1 引言

中冶地集团西北岩土工程有限公司受庆阳市金厦房地产开发公司的委托，对其开发建设的科教苑高层（25-27F）进行岩土工程详细勘察工作。

2工程概况

科教苑高层（25-27F）由7栋商品住宅楼组成：其中1号、3号、5号、7号楼的层高为25F；2号、4号、6号楼的层高为27F。勘察场地每栋均占地22.36×51.32m2。每栋建筑面积20800m2，总建筑面积146000m2。均为框剪结构，设1层地下室。工程重要性等级为二级工程；场地等级为三级（简单场地）；地基等级为一级（复杂地基），拟建科教苑高层（25-27F）的岩土工程勘察等级为甲级。拟建科教苑高层（25-27F）的岩土工程勘察等级为乙级。拟建科教苑高层（25-27F）的建筑物分类为甲类。综合确定：科教苑高层（25-27F）的岩土工程勘察等级按甲级。

3岩土工程勘察过程

3.1勘察技术要求

按照相应的规范和标准，进行岩土工程勘察工作有一定的技术要求，目的是获得施工图设计阶段所需的岩土工程参数。具体要求包括：查明拟建场地勘探深度范围内地质地层结构、成因、时代及分布规律；查明拟建场地内湿陷性黄土（湿陷性粉土、湿陷性粉质粘土）的地层结构、成因、时代、分布规律，并对其湿陷类型、湿陷等级作出评价；查明拟建场地水文地质条件，评价其对建（构）筑物基础的影响程度。判定场地地下水和场地土对建筑材料的腐蚀性。提供场地土的最大冻结深度；查明拟建场地不良物理地质现象及危害程度，发展趋势，提出岩土整治所需技术参数；提供抗震设防烈度，判明场地土类型、场地类别；分析和评价场地土的稳定性、均匀性，提供场地土的物理-力学性质指标、场地土承载力，建议建（构）筑物适宜的地基基础方案；提供基坑开挖边坡稳定计算和支护设计的建议方案和岩土技术参数。

3.2岩土工程勘察方法

岩土工程勘察工作主要采用工程地质调查、钻机钻进、人工井探、原位测试（如标准贯入N、轻型动力N10触探、重型Ⅱ动力N63.5触探、钻孔波速测试等）及室内土工试验等方法综合完成，岩土工程勘察工艺流程详见下图图1：

3.3勘察工作量

勘察工作于2009年11月6日开始准备，2009年11月15日进场开钻，2009年12月24日结束外业工作，12月1日同步进行室内土工试验、数理统计、成表绘图、编写报告，2010年1月15日正式提交《庆阳科教苑住宅小区高层（25-27F）岩土工程勘察勘察报告》。依据甲级岩土工程勘察等级的技术要求，共布设勘探点56个，勘探点间距14.16-22.46m；勘探线42条，勘探线间距14.16-22.46m。

3.4勘探点坐标及高程测量

根据庆阳市规划管理局出具的《庆阳科教苑住宅小区用地地形图》上标识的建筑红线、坐标方格网引测测得勘探点坐标位置。根据庆阳市规划管理局出具的《庆阳科教苑住宅小区用地地形图》上标识的高程控制点引测测得勘探点高程。

3.5质量保证措施

勘察各环节采取严格的质量控制措施，责任明确，制度健全：一是由勘察项目负责人（或技术负责人）踏勘场地，编写《庆阳科教苑高层【25-27F】勘察技术方案》，使勘察工作分步驟、有计划、按规范、保质量顺利完成；并成立以工程负责人为组长的QC小组，严格执行该《勘察技术方案》。二是Ⅰ级土样主要以人工井壁刻槽法在探井中采取，所有采样探井及采样钻孔均以1件/米、1件/1.5米、1件/2.0米、1件/3.0米等间距采取，取样深度至68.70m，所采样品现场蜡封、胶封，及时送检；原位测试（如标准贯入N试验、轻型动力N10触探试验、重型Ⅱ动力N63.5触探试验、钻孔波速测试等）等都按《勘察技术方案》中设计的深度试验。三是室内试验、内业技术、报告整编的质量工作由项目负责全权负责，室内资料整理细心、科学，勘察报告经总工程师审核通过后提交业主，提交的成果能准确反映客观实际工程地质条件，结论正确，建议可行。四是建立完善的勘察技术资料档案，为建设工程提供全程跟踪服务。公司对勘察工作高度重视，相关领导多次到现场对外业工作进行督促、要求、检查、指导，并派专人对钻孔、探井、采样、测试等逐一确认，工程勘察工作达到《勘察技术方案》中设计的深度及工作量后，方允许转入下一工序，勘察工作扎实，成果质量可靠，精度。

4场地工程地质条件

4.1场地位置和地质条件

拟建场地位于西峰南区的科教苑住宅小区北侧：东隔3F商铺、绿化带与规划东环路相邻；南接科教苑6F多层区；西间3F商铺、绿化带与九龙路相望；北毗规划南一路。场地原为农用耕地，地表地形基本平坦，相对而言，西高东低，呈由西向东慢坡状倾斜，对应高程1388.05-1395.95m，相对高差7.90m。地貌单元属陇东黄土塬侵蚀地貌。

庆阳市西峰区处在《中国湿陷性黄土工程地质分区—?区-陇东、陕北、晋西地区》。这一区为典型的黄土高原地带，黄土总厚度可达150米，但湿陷性黄土层厚度高阶地一般为10-15米，在低阶地一般为4-8米。地下水埋藏较深。粘粒含量少，湿陷性强烈，也较敏感，多属自重湿陷性黄土。但在坡脚处情况较复杂，有非自重湿陷性黄土甚至有非湿陷性黄土分布，在陡坡处黄土易发生坍塌。

依据勘察期间钻探和探井揭露，场地土以晚更新世Q3m马兰黄土【黄土状粉土（粉土、疏松黄土）、黄土状粉质粘土（粉土、疏松黄土）】，中更新世Q2l离石黄土【粉质粘土、粉质粘土（古土壤）】为主组成。见工程地质剖面图图2。

4.2气象条件

拟建场地地理位置为东经107°38°、北纬35°44°。平均海拔1349.00m，本区为大陆性气候，气候温和，具有季风和黄土高原气候的双重特点，冬春风多干燥，夏秋雨水较多。年平均气温8.3℃、历年最高气温39.6℃、最低气温-22.6℃。年平均降水量552.1mm，降水量分布不均匀。年平均日照时数2449小时。平均风速2.5m/s，最大风速20m/s，全年主导风向为南风，冬季主导风向为西北风。最大冻土深度80cm。无霜期230天。

4.3水文地质条件

外业勘察期间地下水为枯水季，在勘探深度范围内均出露地下水。场地稳定水位埋深45.50-51.70m（以勘察时的自然地面为准），地下水为潜水类型；在?离石黄土（粉质粘土）、?离石黄土（粉质粘土、古土壤）层中初见地下水位；主要含水层岩性为?离石黄土（粉质粘土）、?离石黄土（粉质粘土、古土壤）、?离石黄土（粉质粘土），地下水较丰富；补给来源：（1）大气降水，（2）泾河水渗透；地下水位年变幅为1.50m左右。

4.4施工场地工程性能评价

首先，场地的稳定性评价，根据勘探及现场实地调查结果表明，拟建场地未发现有影响场地稳定性的滑坡、泥石流、河谷、塌陷、地表大面积沉降等不良地质作用，场地稳定。需说明的工程地质问题是：时在马兰黄土（疏松黄土）中出现黄土溶洞即黄土喀斯；对拟建场地地下是否存在防空洞进行了认真的调查，调查结果及钻孔勘察均未发现场地地下防空洞，但需要预防；拟建场地存在已经回填的人居地坑及地坑窑洞，基坑开挖属于挖除部分，无须進行特殊的地基处理。上述工程地质问题如果影响到地基基础施工，按现行的相关规范，采取相应措施加以处理，确保地基基础施工的正常进展。

其次，场地的均匀性评价，勘察工作过程中，纵观场地垂直方向地层分布、统揽场地水平方向地层展布，拟建场地地层①耕植土-?离石黄土（粉质粘土）在场地垂直方向、水平方向均有分布，地层厚度比较稳定，层面坡度均小于10%，场地的均匀性较好。

再次，场地土性质评价，①耕植土-④马兰黄土为中软场地土；⑤离石黄土为中软-中硬场地土；⑥离石黄土-?离石黄土为中硬场地土；场地类别属Ⅲ类场地。建筑场地湿陷类型：自重湿陷性黄土场地。湿陷性黄土地基的湿陷等级：Ⅱ（中等）-Ⅲ（严重）。建筑场地湿陷性地层：①耕植土-④马兰黄土（粉质粘土、疏松黄土）；建筑场地非湿陷性地层：⑤离石黄土（粉质粘土）-?离石黄土（粉质粘土）。场地土对混凝土及混凝土中的钢筋无腐蚀性。

最后是砂土液化性评价，现有地质条件下，不需考虑场地粉土的震动液化问题。

5施工方案

根据勘察结果，拟建科教苑高层（25-27F）建筑物的基础形式建议：地基处理后，采用筏形基础或箱形基础等等，应满足《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》（JGJ6-99）的相关技术要求。根据勘察场地客观工程地质条件，拟建筑物工程规模、工程重要性等级、地基等级、场地等级，结合此次工程勘察成果，建议科教苑高层（25-27F）的地基处理方案是：

开挖基坑应满足设置地下室及基础形式技术所需的深度要求，消除湿陷性场地土的部分湿陷量，其它技术要求应符合《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）的相关规定。基坑开挖深度建议≥6.00m。根据拟建建筑物基坑开挖深度，在具备放坡条件的地段可放坡开挖，依据《工程地质手册（第四版）》表8-3-9，坡率可选1：0.75～1：1.0；不具备放坡条件的地段以及基坑较深时，基坑应进行支护开挖，并进行专门的设计，基坑支护建议采用土钉墙等方案。需要注意的是：基坑开挖时，应严格执行现行相关规范；不宜将重物大量堆积在基坑边缘，以免引起边坡失稳；同时要采取措施，防止地表水流入基坑或冲刷边坡；基坑开挖后应进行普探，查明废井、墓穴等分布情况，并按有关规定妥善处理；基础施工期间，应注意对基坑进行观测，发现问题应采取行之有效的措施；基础完成后，应对拟建住宅楼进行系统的变形观测，并执行《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97）中的相关规定。

在基坑底面采用挤密法处理地基，目的是消除湿陷性场地土的湿陷量、提高地基的承载力、增强水稳性。地基处理总厚度建议≥8.00m（基坑开挖深度6.00m，在基坑底面处理，消除湿陷性场地土的湿陷量），如果此厚度不能满足设计技术所需，应根据设计需要增大地基处理厚度。

根据建筑物荷载、场地地基土层岩性、分布特征及地区建筑经验，拟建科教苑住宅小区高层【25-27F】建议采用桩基础方案。宜采用摩擦端承桩基础，桩端进入?离石黄土（粉质粘土、古土壤）层，且桩长≥34.00m（基坑基坑底面起算）。根据本次钻探揭露土层和土工试验结果，宜采用的桩型是灌注桩（如旋挖成孔灌注桩、钻孔灌注桩等桩型）和预制桩（如预应力混凝土空心桩桩型）。需要注意的是：拟建场地存在桩孔孔径松软缩径及井壁土体流动滑移，必要时应采取井壁支护或泥浆护壁措施，保持孔径及桩孔垂直，确保桩基础顺利施工；单桩水平承载力特征值，宜通过现场水平静载荷浸水试验的测试结果确定；桩基础施工前建议应进行试桩。

6结论

总之，根据勘察成果和分析得知该场地适宜建（构）筑，可以开展住宅小区建设。

参考文献：

[1]张吉祥.岩土勘察在岩土工程技术中的实践[J].世界有色金属，2018，（12）：225+227.

[2]段富平.岩土工程勘察技术的应用与技术管理研究[J].绿色环保建材，2018，（09）：171-172.

[3]刘彬.复杂地形地质条件岩土工程勘察及实践研究[J].居舍，2018，（23）：218+211.

编者备注：庆阳科教苑住宅小区，建筑总规模66万m2，目前建成投入正常使用多年。工程勘察期间，由于《规划》从低层调整到中高层，最后调整到22层- 30层，多次重新勘察，导致勘察周期较长：2009年2月2日进场勘察，2010年11月30日提交最后一份《庆阳科教苑高层岩土工程勘察报告》。此项目工程勘察《刚要》编制、外业钻探编录测试采样、室内资料整理并主编《岩土工程勘察报告》等所有技术环节均由专业工程师王东林全权负责完成。