荆宇

关键词：岩土工程;工程地质条件;黄土湿陷性;地基;桩基

地基与基础工程是建筑工程中十分重要的一环[1]，岩土工程条件分析与评价可为拟建建筑施工图设计、施工提供岩土工程资料[2]。拟建场地位于郑州市上街区丹江路与纵六路交叉口东北角，其中，纵六路正在建设。拟建场地开阔、高差起伏较大。本次工程包括3栋11层公寓楼。本次工作查明了建筑场地范围内的土层类型、深度、分布和工程特性，分析和评价了地基的稳定性、均匀性和承载力，判明了场地土类型、建筑场地类别、特征周期，查明了有无可液化土层、湿陷性土层，提供了场地土的标准冻结深度和地基变形计算参数，预测了建筑的变形特征，综合分析、论证了地基类型、基础形式、地基处理方式，对建筑地基进行了岩土工程条件评价，提出了服务于该公租房项目经济合理的地基基础方案建议。

1场地工程地质条件

1.1地形地貌

拟建场地原为荒地，场地起伏高差较大，整个场地南边高，往北变低。勘探孔高差变化为155.60～161.22m，高差5.62m。场地地貌单元为黄河冲洪积平原[3]。拟建场地内存在一条黄土冲沟，走向由东南向西北，横穿本场地中、南部，在1楼东侧和2楼西侧及中部有分布，沟宽约10.00m、深约5.00m，沟底标高154.37～155.99m，沟深由东向西逐渐增加，沟底土层上部0.20～0.40m为素填土，含砖块等建筑垃圾，下部为粉土层。该沟与一条贯穿本工程场地南北向宽0.50～1.50m、深1.00～2.00m的人工沟槽贯通，正在用于排污，属不良地质作用，对其进行回填处理后可以建设[4]。

1.2地基土结构

本次勘察在野外编录的基础上，结合静力触探、标准贯入试验等原位测试成果，对拟建场地地基土进行了综合分层、定名，自上而下分为6层，主要为素填土层、粉土层和粉质黏土层，具体如下：

第1层：素填土（Q），杂色、稍湿、稍密，含少量白色菌丝，植物根系及铁锰质浸染，偶见腐殖物。粉粒含量高，部分有砂感。

第2层：粉土（Q），褐黄色、稍湿、稍密，摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低。具灰白色钙质斑纹，偶见小姜石、小孔隙。

第3层：粉土（Q），褐黄色、稍湿、稍密，摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低，具灰白色钙质斑纹，偶见蜗牛壳碎片及小姜石。

第4层：粉土（Q），黄褐色、稍湿、中密，摇振反应中等，无光泽反应，干强中等，韧性中等，具灰白色钙质斑纹，偶见蜗牛壳碎片及小姜石。

第5层：粉质黏土（Q），黄褐色、局部褐红色、软塑，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。具灰白色钙质斑纹及小虫孔，含小姜石。局部夹粉土层。

第6层：粉土（Q），黄褐色、稍湿、中密，摇振反应中等，无光泽反应，干强度中等，韧性中等。具灰白色钙质斑纹，局部含少量钙质结核，粒径0.50～2.00cm，局部夹粉土。

1.3场地环境类型的划分

郑州市上街区干燥指数K<1.5，属于湿润区。另外，拟建场地内浅部地基土的岩性以粉土为主，属弱透水层，根据“GB50021—2001”规范附录G，综合上述因素，确定拟建场地环境类型为Ⅲ类。

1.4场地土质分析

通过对周围环境的踏勘，没有发现地下水的污染源。结合区域水质资料分析，本工程地下水对混凝土有微腐蚀性，对干湿交替条件下钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。

2岩土工程条件评价

2.1场地和地基的地震效应

根据本场地的3、14及15孔波速测试结果，场地20.00m深度范围内等效剪切波速V=253.85～267.21m/s;场地内的覆盖层厚度大于5.00m。按照建筑抗震设计规范（GB50011—2010）的划分标准，本建筑场地类别为Ⅱ类。郑州市上街区抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第2组，场地设计基本地震加速度为0.10g;由于场地类别为Ⅱ类，按照GB50011—2010，设计特征周期为0.40s。

根据以上对场地与地基的地震效应的分析评价结果，本工程应按7度抗震设防烈度和0.10g加速度设计基本地震加速度值进行抗震设防，天然地基和桩基都需要进行抗震承载力验算。场地内在7度地震条件下不存在可液化地层，所以不用考虑液化震陷，因此，本工程基础和上部结构可不采取抗液化措施。

2.2黄土地基湿陷性

依据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025—2004）有关规定，湿陷量的计算从基底算起。拟建公寓楼由于基底标高高于勘探孔标高，湿陷量计算从孔口标高算起。根据场地内黄土湿陷性试验结果，场地内基底下第2～3层地基土均具有湿陷性，最大湿陷系数δ=0.073，最大自重湿陷系数δ=0.014，公寓最大湿陷量Δ=368mm，湿陷起始压力为69～290kPa，湿陷深度在地面下8.00～9.00m，场地属Ⅱ级（中等）非自重湿陷性场地，局部属Ⅰ级（轻微）非自重湿陷性场地，拟建建筑均应采取结构措施和检漏防水措施。

2.3天然地基的分析评价

依据野外原位测试资料和室内土工试验及高压试验成果，本工程拟建建筑基底平均压力P=180kPa，采用筏板基础，基础埋深为建筑物±0以下2.50m，拟建1号楼±0标高为163.85m，2号楼±0标高为162.35m，3号楼±0标高为160.61m，室内外高差均为0.30m。根据以上参数可知，1号楼基底标高161.35m，高出自然地面0.50m左右，比东侧冲沟底高约5.50m;2号楼基底标高159.85m，高出自然地面1.70～2.20m，比西侧冲沟底高约4.50m;3号楼基底標高158.11m，高出自然地面0.40m左右。场地内上部素填土厚度在0.50～2.90m，平均1.21m，素填土为人工填土，没有进行质量控制，其承载力及压缩模量在水平方向、垂直方向变化都较大，无法提供整层填土的fak、Es值，拟建建筑不能采用天然地基。

2.4地基处理评价

拟建公寓住宅湿陷处理深度为8.50～9.50m，采用灰土挤密桩复合地基，灰土挤密桩直径可采用400mm，处理深度为基底下8.50～9.50m，桩间距可采用0.80～1.00m，梅花型布桩，采用原土处理最优含水量16%左右，桩间土最大干密度可按1.8t/m控制，处理后复合地基承载力特征值按180kPa考虑，最终应通过复合地基载荷试验确定。

本工程3栋建筑物基底标高均高于自然地面，特别是1、2号楼局部地段有黄土冲沟的影响，在采用灰土挤密桩处理前，应将现有场地回填至基底标高。回填前，应先将沟内浮土及建筑垃圾清理干净，然后用素土或灰土分层碾压夯实。

2.5桩基工程分析

根据拟建建筑特征、场地地层情况、周围环境条件，综合考虑技术和施工可行性，拟建建筑可以采用预应力混凝土空心方桩，以可塑状态的第5层粉质黏土为桩端持力层。

根据本次勘察所反映的场地地层情况，桩身范围内土层为褐黄色稍～中密状态的粉土、黄褐色可塑状态的粉质黏土。按静探比贯入阻力来计算压桩所需反力，当采用静压桩时，估算最大压桩反力值为2500kN左右，因此沉桩难度不大，采用静压桩或锤击桩均可。拟建公寓楼基底标高高于孔口标高，应先进行清表并用素土压实回填，特别是1、2楼黄土冲沟地段，应分层碾压回填至基底标高后再进行桩基础施工。

2.6基坑工程的分析

拟建上街区智能电气产业园公租项目位于郑州市上街区丹江路与在建的纵六路交叉口东北角。拟建1号楼±0标高为163.85m，2号楼±0标高为162.35m，3号楼±0标高为160.61m，基础埋深为2.50m，现场的地坪标高为155.60～161.22m，建筑物基底面均高于相应的自然地面，不存在挖方。

3场地稳定性和适宜性评价

本工程场地内有一条宽约10.00m、深约5.00m的黄土冲沟，并影响了1#楼东侧和2楼西侧，使拟建建筑物范围内存在大面积回填土层，按照建筑抗震设计规范（GB50011—2010）的划分标准，本建筑场地属于对建筑物抗震的不利地段。

经过现场踏勘及野外勘察施工了解到，场地内及其附近不存在影响工程安全的不良地质作用（如岩溶、滑坡、崩塌、地陷、地面沉降、地裂等），也不存在影响地基稳定性的防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物，场地内无活动断层通过。

拟建场地内1、2公寓之间存在一个宽约10.00m、深约5.00m的黄土冲沟，与一条贯穿本工程场地南北向宽0.50～1.50m、深1.00～2.00m的人工沟槽贯通，目前正用于排污。该黄土冲沟及人工沟槽对工程安全性有影响，属不利地质作用，应对其进行分层回填碾压处理，按设计要求处理后可进行工程建设。

4结论

（1）拟建场地地貌单元为黄河冲洪积平原，场地地层比较规律，场地内也无活动断层通过，抗震设防烈度为7度，场地类别为Ⅱ类，设计特征周期为0.40s，本场地属对建筑抗震不利地段。

（2）场地内第2、3层土均具有湿陷性，湿陷深度在地面下8.00～9.00m，场地属Ⅱ级（中等）非自重湿陷性场地，局部属Ⅰ级（轻微）非自重湿陷性场地。

（3）拟建建筑不能采用天然地基，應先进行清表并用素土压实回填，之后采用灰土挤密桩复合地基和预应力混凝土空心方桩。建筑物基底面均高于相应的自然地面，不存在挖方。