财茂科工贸城一期工业工程地质特征及地基基础设计探讨

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摘 要：通过对财茂科工贸城一期工业地基土层进行工程地质勘查，查明了土层的结构特征及不良地质作用，对场地地基均匀性、稳定性及建筑适宜性进行了评价。根据现场的勘查成果，对地基基础方案、基础形式及基础的持力层进行了优化和设计，缩短了施工工期、节省了工程造价、取得了较好的经济效益。

关键词：工程地质勘查；结构特征；不良地质作用；地基基础

中图分类号：D918.4 文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

拟建工程位于宿迁经济开发区南二路南侧，场地地貌类型为冲积平原地貌。由25栋3层的厂房及7栋6层宿舍楼组成，厂房最大跨度约10.0m，最大柱下荷载3600kN，采用桩基础，基础埋深约1.5m；宿舍楼均为6层框剪结构，最大柱网间距3.6m×5.0m，最大单柱荷载约2800kN，采用桩基础，基础埋深约1.5m，建工程总建筑面积约36万平方米。建筑重要性等级为三级；场地复杂程度等级为二级，地基复杂程度等级为二级，建筑抗震设防类别均为丙类，基础设计等级为丙级。据资料反映[1-2]，宿迁市位于郯庐断裂带上（靠近东缘，走向NNE）宿迁-泗洪段内，郯庐断裂为发震断裂，历史上郯庐断裂带内曾发生多次大震，且本区抗震设防区为8度，地震加速度0.30g。因此，本地区的抗震设防工作应该高度重视。

2土层结构特征及工程评价

2.1土层结构特征及承载力特征值

拟建工程场地地基土为第四纪全新世和早～晚更新世的土层，成因类型以冲积为主，表层为杂填土。根据土层的地质时代、成因类型、岩性及分布埋藏特征，可将场地土层划分为7个工程地质层，层1杂填土(Q4ml)、层2粉土(Q4al)、层3粘土(Q4al)、层4粉土(Q4al)、层5粘土(Q3al)、层6粘土(Q3al)、层7中细砂(Q3al)，具体的土层特征见表1。

物理力学指标按工程地质层进行统计，统计前舍弃一些明显不合理的数据后，根据Grubbs准则（α=0.05）进行统计，结果见表1。

表1地基土承载力表

注：层1为近期回填，较为松散，较难进行取样及标贯试验，故仅采取静探数据对其进行评价；因粉土试易失水，致孔隙比偏小，压缩指标偏不安全，故提供建议值。

2.2 不良工程地质作用

据勘探资料可知，在控制范围内层2为可液化土层，层3为震陷性软土层，地震时可产生液化及震陷现象，为不良工程地质作用。据文献[1]及现场勘察反映，场区内无断层、滑坡、土洞等不良工程地质作用。无暗河、古墓等对工程不利的埋藏物分布。

2.3场地地基均匀性、稳定性及建筑适宜性评价

场地属同一地貌单元或工程地质单元，各栋厂房下持力层底面标高或相邻基底标高的坡度均小于10%，故判定为均匀地基。根据《宿迁市新规划区地震动小区划工作报告》（江苏省地震工程研究院 1997.8），场地无全新活动断裂，新构造运动微弱，区域稳定性一般，场地稳定性一般。地基持力层未跨越不同工程地质单元，工程特性无显著差异，土层分布相对稳定、均匀，地基稳定性较好，适宜建筑。

3 地基基础方案

3.1 天然地基可行性分析与评价

根据设计资料可知，建物荷载较大，场区浅层土层强度一般，可考虑采用天然地基，但是层2为可液化土层，场地液化等级为中等，不宜直接作为持力层。按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的要求结合工程实际情况，可采用中粗砂换填部分可液化土层，以垫层为本工程拟建物的基础持力层，基础浅置，或采用桩基础，使建筑物支承在层位稳定、压缩性较低的土层，增加地基的稳定性，减小沉降。

3.2 桩基持力层选择

根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）和《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001），结合场地地基土构成与特征可以看出：第6层及其以下土层土体力学强度较高，其下无软弱地层存在。层6为硬塑粘土层，，强度高，厚度较大，层顶埋深大，为理想的桩基持力层。

3.3桩基设计参数

根据土的类型、状态、地下水、桩基类型和桩的入土深度，按照《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）并结合静力触探指标和邻近工程基桩质量检测报告（静载），经综合分析后设计各土层桩的极限端阻力标准值qpk、桩的极限侧阻力标准值qsik见表2，桩基类型按泥浆护壁钻孔桩和混凝土预制桩考虑。

表2 桩基参数一览表

其中，层1杂填土未计侧摩阻力； L为桩长；qsik为桩的极限侧阻力标准值；qpk为桩的极限端阻力标准值；单桩竖向极限承载力标准值的估算，单桩竖向极限承载力标准值按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）中推荐的公式进行估算。

以1#、325#、65#、286#、135#、225#和415#等7个钻孔为例，以层6为桩基持力层，进行单桩竖向极限承载力估算，计算结果见表3。

表3 单桩竖向承载力标准值估算

4 结语

（1）场地位于郯庐断裂带上，抗震设防区为8度，地震加速度0.30g，场地液化等级为中等，为对建筑抗震设防有利地段，故将本工程场地类别划分为III类，设计特征周期Tg=0.45s。

（2）建物荷载较大，场区浅层土层强度一般，可考虑采用天然地基，但层2粉土为可液化土层，液化等级为中等，不宜直接作为持力层，可采用中粗砂换填部分可液化粉土，以垫层为本工程拟建物的基础持力层，基础浅置，或采用桩基础，使建筑物支承在层位稳定、压缩性较低的土层，增加地基的稳定性，减小沉降。

（3）对于单桩承载力的计算，未考虑液化的折减，结果仅供初步设计时参考，最终单桩承载力应按规范以载荷试验确定，且桩长只为估算单桩承载力使用。桩基施工前应按要求试桩，单桩竖向极限承载力标准值应以静载试验结果为准。

参考文献：

《宿迁市新规划区地震动小区划工作报告》（江苏省地震工程研究院 1997.8）

《江苏省宿迁市地下水资源评估报告》（宿迁市水利局、淮阴市水利工程勘察院1999）