某大型冲沟场地岩土工程勘察案例研究

某大型冲沟场地岩土工程勘察案例研究

曹琪君

贵州鼎盛岩土工程有限公司，贵州省贵阳市，550081

摘要：本文结合某地区某冲沟发育强烈的地段填土场地勘察的案例研究，对实际工作期间所使用的勘察方法与勘察内容进行详细阐述，并对该场地中的岩土工程问题提出相对应的处理意见与建议措施，以供相关人员参考。

关键词：冲沟场地；岩土工程；地基处理；勘察案例

前言：

本项目案例的场地地貌选择为低山丘陵区，场地本身的冲沟发育较为强烈，其中场地的东侧主要为南北方向的发育冲沟，冲沟自身的侵蚀程度围绕该方向上逐渐加深，最大的侵蚀深度可以达到150m，东、南两侧的道路均在回填土之上。同时在场地的内部发育为西南向着东北走向冲沟（如图1），结合现场的实际调查发现，该冲沟宽度为5~50m之间，最深位置大约为40m，目前已经完成大部分回填作业，回填的部分主要由建筑和生活垃圾加上素土所组成。在本冲沟的两侧侧壁存在很多窑洞，窑洞本身的长短存在差距，洞顶部位可以看见裂缝，大部分都存在掉块的现象，目前已经被废弃。

图1：场地俯瞰图

1、勘察方法

为准确获取本案例场地内各个岩土层的物理和力学相关性质指标，本勘察的项目采取探井、钻探、标准贯入试验、波速试验等各种方法来进行综合勘探与分析[1]。

2、勘察结果

2.1地层

结合现场的勘察结果分析，在本次勘探深度为80m的范围内，表层素填土的厚度为8~46m，结合其土质性质可将其分为两层，厚度由西北向东南逐渐增大。在素填土的下部分别为第四纪晚、中更新世坡积、洪积粉土和粉质黏土层。

2.2填土性质

本次现场钻探的结果如下（图1）：

图1：填土物探探测成果

（1）-1层的填土结果：在场地大部分在范围内分布的情况均为自然堆积，且没有任何压实的情况，近10年堆积，填土自身的成分较为复杂。（1）-1 层填土：场地大部分范围内分布，均为自然堆积，无压实，均为近10年堆积，填土成分杂乱。（1）-2层填土：场地大部分范围内分布，回填时间不一，最长堆积时间约40年，填土主要以素填土为主，局部揭露有少量建筑垃圾及部分生活垃圾，最短堆积时间5年，靠近市政道路部分经碾压，压实效果稍好，相应的均匀性及密实性相对（1）-1层较好。

另外，根据各层填土层的压实系数=0.57~0.86之间，结合结合相关地基设计规范要求中压实系数不能小于0.97，所以其场地内的各个填土层压实系数不满足要求。

2.3填土渗透性与腐蚀性

场地内的填土主要分布在冲沟范围内，场地冲沟本身发育较为强烈，由南向北逐渐加深，主要为其地表的水径流下且所形成，其主要为汇水排水通道，并根据填土的组成其有着较大的渗透性[2]。随后结合室内的试验结果，场地填土对于混凝土的结构腐蚀等级评价为“微”；对钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀等级评价为“微”。

2.4场地湿陷性的情况

结合本场地本身的探井湿陷性试验结果分析，其湿陷性的主要土层为第（1）-1层和（1）-2层填土以及第（2）层粉土，自然地面下的具有湿陷性的土层最大埋深度约为15m。地基土本身的湿陷性等级评价结果为Ⅰ级轻微--Ⅱ级（中等）。

随后结合场地本身的地基土特征分析，根据本地区已经存在的工程经验，本场地内部的浅层地基土层具有Ⅰ级轻微--Ⅱ级（中等）的湿陷性，所以该工程的场地拟建建筑物地基基础需要区去采取一定的防水捡漏和结构措施等，并且考虑到加强上部建筑结构的整体性与刚度，进而可减少湿陷性的地基土会对整个建筑物的地基基础造成不良影响。

3、地基基础方案

在该项目中，每一座建筑的地基之下都存在着大量的素填土（有些地方还存在着杂填土），这些土体的组成很复杂，而且分布很不均匀，这些土体都是最近几年才被人为堆砌起来的，没有完全的自重固结。材料的力学性能参差不齐，其强度参差不齐。由于地基是非均质的，而且地基土有湿陷特性，所以在没有经过加固的情况下，不能用作建筑的承载层。该项目所处的位置处于沟谷发育的地区，该地区的大多数土地都是天然的回填体。基础填筑厚度在2m以下的区域，基础填筑厚度在10m以下的区域和基础填筑超过10m的区域。按照回填区的划分，并结合上层建筑的特点，进行不同的地基处理方案。

结合本工程的实际特征分析，对地基基础方案的考虑如下：

（1）使用经灰土挤密桩处理之后的CFG桩复合地基来作为基底填土厚度小于2m区域的地基基础；

（2）采用载体桩基础形式作为基底填土厚度小于10m区域的地基基础。

（3）采取后注浆钻孔灌注桩基础来作为基底填土大于10m区域的地基基础。

3.1灰土挤密桩+CFG复合地基

3.1.1灰土挤密桩

结合场地地层实际条件和拟建建筑物的荷载特征，本场地拟建建筑物可采取灰土挤密桩的方法对浅部地基土的湿陷性进行处理和消除。并根据相关规范和施工经验，其整体评价方案如下：

（1）结合拟建建筑物的荷载特征，桩体入土的深度自陷地下5.0m左右。桩径为600m[4]。

（2）结合相关规范需要按照三角形进行布置，并结合下述公式来对桩间距进行计算：

其中d表示桩孔的直径，一般取值为0.6m；表示地基处理之前的平均干密度，本次取值为1.45g/cm3；则表示桩间土的最大干密度，结合本次击实实验结果其可取值为1.75g/cm3；则表示桩间土成孔挤密之后的平均挤密系数，本次取值为0.93。最后根据公式的计算可以得到桩间距S为1.72m。但是要想达到对湿陷性消除的效果和挤密水平，桩体之间的间距应当在1.72m以下。

3.1.2CFG桩复合地基

（1）单桩的竖向承载力特征值表示为：

（2）复合地基的承载力。结合公式进行计算：

其中的桩径取值为400mm；取值为1.0；取值为0.85；取值为0.9。

（3）桩身本身强度的要求。结合下面公式进行计算：

结合上述公式，其桩径取值为400，桩基础自现地面以下的入土深度为19m最优，有效的桩长度为16m左右，以第（4）层粉土为桩端的持力层。桩间土的土层承载力特征值取值为80kPa，估算可以达到不同大小的复合地基承载力特征值期间所对应的桩间距，如表1所示：

表1：复合地基承载力特征值数据

3.2载体桩

对于基底的填土厚度小于10m的区域中可以采取载体桩基础，并结合相关技术标准和本地区的建筑经验确定桩基设计参数。桩入土的深度为17.3m，此时桩体直径可以取值为450m，有效桩体的长度为12m。结合公式计算：

该公式中的表示深度修正之后的载体桩持力层地基承载力的特征值；则表示载体桩等效计算的面积（m2），本次取值为3.45m2，该数值的取值是结合现场试桩的结果计算得出，公式为：

公式中第一个等号右边的数值分别为160kPa、1.5、16kN/m3、12m，最终结算可以得到Ra=1500kN。

3.3后注浆钻孔灌注桩

结合相关规范分析，以本工程的第（4）层粉土夹粉质粘层以下的土层作为桩端持力层，结合下面公式进行计算：

由此单桩竖向承载力的特征值为：。

根据基础下的满堂布桩，桩径为400mm，以拟建的3#楼为例实施估算和评价，具体结果如表2所示：

表2：单桩竖向承载力计算

结语：

综合所述，勘察深厚填土地区的工程建设，必须要求设计人员全面了解场地情况，配备水文、环境和勘察等各个专业人员；随后判断填土土层性质期间，还需结合其成分、地区污染情况与水源等情况指标进行综合评价和判断，最终结合所得到的数据和评价内容来选择最为合适的处理方案。

参考文献：

[1]王若锋.郑州市某大型冲沟场地岩土工程勘察案例研究[J].价值工程,2022,41(30):13-15.

[2]赵海飞,呼和满都拉,赵志勇.黄土沟壑地区电厂工程建设岩土问题探讨[J].西部探矿工程,2022,34(12):3.

[3]钟柠远.岩土工程勘察中场地工程地质条件分析与评价[J].西部资源,2022(002):000.

[4]牟红.场地岩土工程分析与评价——以某物流园为例[J].冶金与材料,2022(003):042.