陈 鹏

（中国建筑材料工业地质勘查中心青海总队，青海 西宁 810000）

【其 他】

青海省西宁市西钢棚户区改造及集资房工程地基承载力修正及评价

陈 鹏

（中国建筑材料工业地质勘查中心青海总队，青海 西宁 810000）

本文通过对青海省西宁市西钢棚户区改造及集资房工程地基承载力进行研究，对承载力进行修正及评价。在计算过程中通过选择代表性测点数据，对持力层承载力进行修正，得出结论，用数据参考规范评价了地基稳定性，确定合理设计方案，对类似西钢棚户区工程地基承载力修正及评价提供有益的经验。

西钢棚户区改造；地基承载力；修正；评价

Abstract: Through the research on the bearing capacity of the transformation of shanty towns in Xining city of Qinghai Province and from the housing project of foundation, correction and evaluation of bearing capacity. In the calculation process by selecting the representative test point respectively on the bearing layer is modified, the bearing capacity of the conclusion, the foundation stability evaluation with reference data specification, reasonable design, modification of the bearing capacity and the evaluation of similar Xigang shanty towns engineering foundation to provide useful experience.

Key words: Xigang shanty towns; foundation bearing capacity; correction; evaluation

西钢棚户区改造及集资房工程位于青海省西宁市城北区黄水路西钢园艺厂院内。本工程是政府为改造城镇危旧住房、改善困难家庭住房条件而推出的一项民心工程。本工程的实施腾出了大量的建设用地，从而改善城市的空间布局。

1 地质条件

1.1 地层

据钻孔揭露主要地层有：第四系(Q4al+pl)：①耕表土；②-1湿陷性黄土状土；②-2非湿陷性黄土状土；③饱和细砂；④卵石。新近系(N)：⑤-1强风化泥岩；⑤-2中等风化泥岩。

1.2 构造

场地及附近区无不良地质作用，无全新活动断裂通过，适宜建造建筑物。

2 持力层选择

勘探深度内的场地土，工程地质层主要有六层：①层耕表土：此层分布于表层，本层厚度0.20～0.50m，在开挖范围内。②-1层湿陷性黄土状土：此层广泛分布于场地，埋深0.00～0.40m，厚度1.10～3.80m不等，在开挖范围内。②-2层非湿陷性黄土状土：此层广泛分布于场地，层埋深2.00m，厚度0.80～1.80m不等，在开挖范围内。③层饱和细砂：稍密，本层普遍分布于卵石层上部，厚度0.10～0.30m，揭露厚度0.40～2.00m，埋深1.60～2.70m，大部分在开挖深度内，不做持力层。④层卵石：分布广，本层埋深1.10～4.20m，揭露厚度3.80～7.90m，物理力学性能较好，可做持力层。⑤-1层强风化泥岩：本层埋深6.80～9.50m，厚度2.80～6.00m，可做下卧层。⑤-2层中等风化泥岩：本层埋深10.30～13.50m，揭示厚度3.20～5.50m，物理力学性能较好，厚度大且较稳定，可做下卧层。

场地内在勘探点深度，有地下水揭露，初见水位和稳定水位基本一致，埋深2.50～3.00m，属孔隙性潜水，无承压。控制深度内孔隙性潜水的含水层为第四系全新统冲洪积的卵石层，厚度5.50～7.90m不等；泾流条件较好，富水性一般～差，水质无色无味、无嗅，流向由南向北和由西向东。在风化泥岩层中存在裂隙水，富水性差。通过调查，近年枯水期与丰水期的水位差在0.20～0.30m，勘察期间正为枯水期。

综合上述工程地质分析评价，该场地工程地质条件和水文地质条件复杂，选择④层卵石做为持力层。

3 承载力修正及评价

场地地层结构较复杂，地形地貌较简单，场地及附近区无不良地质作用，无全新活动断裂通过，适宜建造建筑物。

3.1 承载力确定

3.1.1 ④层卵石

在原位测试钻孔中对④层卵石进行了13.28m重型圆锥试验，结果见表1。

根据筛分实验结果和圆锥测试结果，综合判断④层卵石密实度为中密。

表1 重型圆锥试验统计结果

④层卵石的承载力确定是根据野外鉴定特征、原位测试结果并结合当地经验值。其承载力特征值和变形模量为：当B≤3m、埋深D≤0.5m时

fak=550kPa

Eo=35MPa

3.1.2 ⑤-1强风化泥岩

在⑤-1层强风化泥岩层中取Ⅰ级试样42件，统计结果见表2。在下列统计时对于异常值用正负三倍标准差公式进行剔除。

表2 强风化泥岩物理力学指标统计

从统计数据看：⑤-1层强风化泥岩天然含水量范围值18.5%～27.0%，平均值23.3%；孔隙比范围值0.540～0.760，平均值0.631；压缩系数(a＝0.1～0.2)范围值0.1～0.34MPa-1，平均值0.2MPa-1，压缩模量(Es0.1～0.2)范围值4.80～19.58MPa，平均9.4MP。

在原位测试钻孔中对⑤-1层强风化泥岩进行了25次标贯试验，试验结果见表3。

⑤-1层强风化泥岩的承载力确定是根据野外鉴定特征、原位测试结果并结合当地经验值。其承载力特征值和变形模量为：当B≤3m、埋深D≤0.5m时

fak=280kPa

表3 标贯试验统计结果

Es0.1～0.2=9.4MPa

Es0.1～0.3=11.1MPa

Es0.1～0.40=14.4MPa

Es0.1～0.5=18.8MPa

3.1.3 ⑤-2中等风化泥岩

对⑤-2层中等风化泥岩的岩样做了天然单轴抗压强度试验(饱和抗压样遇水崩解)，其结果见表4。

表4 岩石物理力学指标统计

根据试验参数统计结果及《建筑地基基础设计规范GB 50007-2011》附录J.0.4公式(frk=ψ·frm)计算中等风化泥岩的单轴抗压强度的标准值，根据规范5.2.6条计算中等风化泥岩承载力特征值。

⑤-2层中等风化泥岩：fak=560kPa

3.2 承载力修正及评价

3.2.1 ④卵石承载力修正及评价

④卵石若做为持力层根据《建筑地基基础设计规范GB 50007-2011》第5.2、第5.3条和勘察报告中提供的有关参数，对④卵石的承载力进行了修正和评价。

当基础宽度＞3.0m或埋深＞0.50m时，按照下式对持力层④卵石的承载力进行了修正，计算点选择了有代表性的二个点，即3#楼的ZK14(基底设计标高2 279.90m)和5#楼的ZK26(基底设计标高2 280.90m)，±2 287.00m。

fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)

式中：fa——修正后的地基承载力特征值，kPa；

fak——地基承载力特征值，550kPa；

ηb、ηd——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，ηb=3.0、ηd=4.4；

γ——基础底面以下土的重度(浮重度)。卵石：12.0kN/m3；强风化泥岩：10.5kN/m3；加权平均重度(浮重度)：ZK14：11.3kN/m3、ZK26：11.1kN/m3。

γm——基础底面以上土的加权平均重度。卵石：22.0kN/m3；黄土状土：16.5kN/m3；细砂：20.5kN/m3；加权平均重度(浮重度)：ZK14：16.1kN/m3、ZK26：18.0kN/m3。

b——基础底面宽度18.90～19.20m，＞6m按6m取值；

d——基础埋深。ZK14：7.10m、ZK26：6.10m；

PK——基础平均附加压力，28层480kN和33层540kN (设计方提供)。

卵石层：ZK14：fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=550+3.0×11.3×(6.0-3)+4.4×16.1×(7.10-0.50)=1 119kPa

ZK26：fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=550+3.0×11.1×(6.0-3)+4.4×18.0×(6.10-0.50)=1 093kPa

从以上验算结果得知fa＞PK，④卵石的承载力满足规范要求，可采用天然地基。

3.2.2 ⑤-1强风化泥岩的承载力修正及评价

⑤-1强风化泥岩若做为持力层根据《建筑地基基础设计规范GB50007-2011》第5.2条和勘察报告中提供的有关参数，对⑤-1强风化泥岩的承载力进行了修正和评价。

当基础宽度＞3.0m或埋深＞0.50m时，按照下式对持力层⑤-1强风化泥岩的承载力进行了修正，计算点选择了有代表性的三个点，即3#楼的ZK14(基底设计标高2 279.90m)、5#楼的ZK26(基底设计标高2 280.90m)和8#楼的ZK34(基底设计标高2 279.90m)，±2 287.00m。

fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)

式中：fa——修正后的地基承载力特征值，kPa；

fak——地基承载力特征值，280kPa；

ηd——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，ηd=1.6；

γm——顶板以上土的加权平均重度(卵石：22.0kN/m3；黄土状土：16.5kN/m3；细砂：20.5kN/m3；压实填土：18.0kN/m3)；加权平均重度(浮重度)：ZK14：12.3kN/m3、ZK26：12.6kN/m3、ZK34：12.5kN/m3。

b——基础底面宽度19.0m；

l——基础底面长度34.0m；

z——基础底面至下卧层顶面的距离，ZK14：5.12m，ZK26： 5.34m，ZK34： 3.33m；

d——顶板埋深，ZK14： 12.22m，ZK26：11.44m，ZK34： 10.43m；

Pc——基础底面处土的自重压力值，ZK14：115.2kN/m2，ZK26：107.6kN/m2，ZK34：123.4kN/m2；

Pcz——顶面处土的自重压力值(包含压实填土的自重)，ZK14：176.7kN/m2，ZK26：169.8kN/m2， ZK34：163.4kN/m2；

Pk——基础平均附加压力，28层450kN和33层500kN(设计方提供)；

θ——地基压力扩散线与垂直线的夹角，取23°(根据当地经验值)。

强风化泥岩层：

ZK14：faz=fak+ηdγm(d-0.5)=280+1.6×12.3×(12.22-0.50)=510.0kPa

Pz=lb(Pk-Pc)/(b+2z tanθ)(l+2z tanθ)=280.9kPa

Pz+Pcz=280.9+176.7=457.6＜faz=510.0kPa ZK26：faz=fak+ηdγm(d-0.5)=280+1.6×12.6×(11.44-0.50)=500.0kPa

Pz=lb(Pk-Pc)/(b+2z tanθ)(l+2z tanθ)=252.5kPa

Pz+Pcz=252.5+169.8=422.3＜faz=500.0kPa ZK34：faz=fak+ηdγm(d-0.5)=280+1.6×12.5×(10.43-0.50)=478.0kPa

Pz=lb(Pk-Pc)/(b+2z tanθ)(l+2z tanθ)=309.6kPa

Pz+Pcz=309.6+163.4=473.0＜faz=478.0kPa

4 结论

从以上验算结果得知，⑤-1强风化泥岩的承载力基本满足规范要求，可采用筏板基础。但应特别提出的是在进行下卧层⑤-1强风化泥岩的的承载力修正及验算时，地基承载力特征值fak取280kPa和地基压力扩散线与垂直线的夹角θ取23°，取值偏大安全度较低，应进行静载荷试验，试验成果最终作为设计依据，如原位测试结果不满足设计和规范要求，则应变更为复合地基即桩筏基础。

[1]吴龙.关于工程地质勘查技术工作的探讨.城市建设理论研究(电子版)，2012.31

[2]张宁霞.公路大跨径高填方涵洞工作特性综合研究[D].西安：长安大学，2014.

[3]中华人民共和国建设部.GB 50007-2011建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

Correction of Foundation Capacity and Evaluation of Xigang Shanty Towns and Housing Construction in Xining City of Qinghai Province

CHEN Peng
(Qinghai Branch of China Building Material Industry Geological Survey Center, Xining 810000, China)

TU431

A

1007-9386(2017)03-0058-04

2017-04-21